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一文详解微循环血流仪变迁史,提前剧透新一代激光散斑血流成像为何更强大

2022.03.11

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传统的微循环研究方法主要有“管腔分布走行及超微形态学观察”、“通透性评估”、“血管运动及调节”、“细胞培养法”等, 这些检测方式多为“离体静态检测”和“离体动态检测”。

但是,目前离体检测存在一些缺点:

  • 离体状态的生理环境和各项指标会与活体状态有较大差距。

  • 样本通常需要处死并解剖,无法完成良好的自身对照控制个体间的差异。

  • 操作较为繁琐,降低实验效率。

鉴于离体检测无法满足各类实验需求,这也导致研究者们迫切需要一种可以活体量化微循环血流量的方式。

👇 活体微循环测量发展进程👇

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瑞沃德紧跟客户需求不断加大研发投入,目前已陆续推出激光散斑血流成像系列产品,为推动活体量化微循环的研究贡献智慧和力量。

2019年,瑞沃德第一代激光散斑血流成像系统RFLSI上市。上市初,瑞沃德激光散斑血流成像系统采用业界最高的参数指标,同时依托光学成像、精密传动、精确控温和微弱信号检测方面的技术背景,让其在分辨率、灵敏度、稳定性等方面有着独特的优势。

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(第一代激光散斑血流成像系统 RFLSI)

2020年,瑞沃德更新了第二代激光散斑血流成像系统RFLSI Ⅲ,不仅延续了上一代产品出色的分辨率及灵敏度,在成像面积、图像算法、分析功能上又做了进一步的优化。

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(第二代激光散斑血流成像系统RFLSI Ⅲ)

截止2021年底,瑞沃德激光散斑血流成像系统的装机量已突破100台,并与全球 200 多家客户进行了线上演示和线下试用,得到了市场良好的反馈。

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(助力客户取得研究成功节选)

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2022年,为持续助力微循环研究
全新的第三代激光散斑血流成像系统

RFLSI-ZW即将面世,全面升级 

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(第三代激光散斑血流成像系统)

全新的第三代激光散斑血流成像系统做了哪些升级?

1、增加TR-LSCI技术激光透射模块,更优的成像对比度及检测深度,同时提供血管功能性信息。
2、增加氧合血红蛋白(oxyHb)和脱氧血红蛋白( deoxyHb)变化指标。
3、扩大监测面积范围,提升电动变焦和自动对焦性能。

升级一:全新的激光散斑血流成像系统将增加TR-LSCI技术激光透射模块。

传统 LSCI 技术中,光线需要穿透深层血管层上方的组织层(如皮肤、颅骨等),在此路径中光信号不断衰减。透射检测激光散斑对比成像(TR-LSCI)显示出比传统 LSCI 更好的成像对比度和分辨率,甚至可以在没有其他补充手段的情况下提供人类手指关节微血管功能成像。

2021年12月,华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室朱丹团队在Light: Science & Applications(IF=14.098)发表了“Transmissive-detected laser speckle contrast imaging for blood flow monitoring in thick tissue: from Monte Carlo simulation to experimental demonstration”一文,详细阐述了TR-LSCI技术相对于LSCI技术的优势。

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(论文图)

 以下五点优势,让成像更清晰、分辨度更高:

1、TR-LSCI 与LSCI组织模型成像对比显示,TR-LSCI 在深度方面超过了传统的 LSCI,TR-LSCI的成像性能不会随着信号的深入而明显下降。

2、LSCI 和 TR-LSCI 小动物活体部位血流图对比显示,TR-LSCI 的 SBR 在每个 ROI 中都高于传统 LSCI ,也更易获得更全面的血流图。TR-LSCI能观察到样本不同深度的血管信息。

3、血流敏感性的比较显示,TR-LSCI 不仅在深部组织血流标测中具有优势,而且在低速血流变化的敏感性方面也具有优势。

4、TR-LSCI 监测小鼠后肢 Ach 诱导的血管功能反应,TR-LSCI 提供了个体血管结构和功能信息。

5、传统的 LSCI 无法获得手掌背侧血管中的血流成像,但通过TR-LSCI 能够清晰显示对应位置血管中的血流。

升级二:在血流量指标的基础上,增加了氧合血红蛋白(oxyHb)和脱氧血红蛋白( deoxyHb)变化指标。

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早在2013年,德国的科学家André Steimers及其团队成员就发表了一篇Simultaneous Imaging of Cortical Blood Flow and Haemoglobin Concentration with LASCA and RGB Reflectometry的文章,展示了通过激光散斑对比分析和RGB血氧反射同时进行血流和血氧成像的可能。通过这套搭建的系统观察大鼠在前爪刺激后对缺血性中风、高碳酸血症、高氧、缺氧、皮层扩散抑制和皮层激活反应的血红蛋白氧合和血流变化来测试系统的敏感性。

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(论文图)

升级三:测量面积范围进一步扩大,进一步优化电动变焦和自动对焦功能。


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(人体皮肤及甲皱微循环)

随着性能的进一步提升,瑞沃德激光散斑血流成像系统将更好的满足各类复杂的微循环场景,全新的第三代激光散斑血流成像系统即将上市,敬请期待。


【参考文献】

[1] Transmissive-detected laser speckle contrast imaging for blood flow monitoring in thick tissue: from Monte Carlo simulation to experimental demonstration[J]. Light: Science & Applications.

[2] Steimers A ,  Gramer M ,  Takagaki M , et al. Simultaneous imaging of cortical blood flow and haemoglobin concentration with LASCA and RGB reflectometry.[J]. Oxygen Transport to Tissue XXXIII, 2013, 789:427-433.




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