Os autores têm sem agradecimentos.

o método relatado foi utilizado em um estudo que recebeu aprovação ética do Comitê de ética de pesquisa Bournemouth University em 9 de fevereiro de 2016 (referência 10571).
 1. LSCI configurar <ol><li>Connect moorFLPI LSCI painel traseiro aos seus três terminais (alimentação, Universal Serial Bus (USB) e IEEE1394) para que o sistema função.</li>
	<li>Montar o braço de suporte de Desktop usando os 4 parafusos com a moorFLPI LSCI virado de cabeça para baixo e fixado ao suporte braço</li>
	<li>Girar o suporte de montagem para a imagem latente descendente quando anexado. 
	Nota: O LSCI tem três controles: ajuste de zoom (1) &#8211; com a câmera em uma posição, menos ampliação pode ser ajustada para configurações máximas e mínimas para pequenas e grandes campos de visão respectivamente. Para garantir a repetibilidade, é fornecido um rótulo de anel a indexação; (2) ajuste de foco &#8211; isto é dependente da distância de medição e deve ser ajustado após a posição da imagem tiver sido definida. Para garantir a repetibilidade, é fornecido um rótulo de anel a indexação; e (3) um polarizador &#8211; um filtro polarizador linear está disponível para minimizar a reflexão especular de órgãos expostos &#8211; montagem da rotação pode ser girada 360 °.</li>
	<li>Instalar o software para controlar a câmera. O software é dividido em dois módulos, fornecendo uma função de medição e revisão.</li>
</ol> 2. Preparação do participante <ol><li>certifique-se a avaliação é realizada em uma sala de temperatura controlada (22 ± 1 ° C) e que os participantes estão sentados por 10 minutos antes do teste para se adaptar à temperatura ambiente.</li>
	<li>Evitar uma forte fonte de luz artificial e luz do sol brilhando sobre o participante ou o LSCI como luz ambiente pode afetar o moorFLPI perto da fonte de laser infravermelho operando em 785 nm. 
	Nota: Um teste simples para confirmar se os níveis de luz ambientes são aceitáveis é abrindo a janela de configuração de imagem e obstruindo o laser. Se a imagem é quase completamente preta, então, sem mais etapas são necessárias; se ainda há muito ambiente presente de luz, mais ação é necessária.</li>
	<li>Garantir que os participantes estão relaxados durante a avaliação, com os pés no chão, se sentado e evitar conversas.</li>
	Remendo de <li>lugar 8 cm 2 de adesivo opaco (AOP) (por exemplo, Leukotape) na área da pele para mascarar o fluxo de sangue. Isso é feito para conta para a desvantagem do LSCI em termos de alta sensibilidade ao movimento do artefato, e sinal retrodifusão será usado para a medição do fluxo de sangue microcirculatory.</li>
</ol> 3. Medição de imagem microcirculação <ol><li>selecione &#39; processamento espacial &#39; para 25 quadros por segundo captura a 152 x 113 pixels.</li>
	<li>Escolher &#39; viver medição de imagem &#39; e ajustar a posição do tonalizador 20 cm o participante seguido ajustando o zoom, foco e polarizador para mínima reflexão especular. A imagem deve aparecer bastante &#39; plana &#39; e inexpressivo.</li>
	<li>Definir um tempo de exposição de 20 ms para alta sensibilidade para pequenas mudanças e fluxo baixo.</li>
	<li>Usar uma taxa de exposição de 25 Hz e uma constante de tempo de 0,3 s para contabilizar as mudanças do fluxo de sangue rápido e para alcançar o contraste ideal, reduzindo o ruído de imagem.</li>
	<li>Criar duas regiões de igual tamanho (2cm 2) de interesse (ROI), chamadas ROI 1 e 2 de ROI. Alinhe o ROI 2 assim que fica a cerca de 8 cm 2 AOP. Tenha cuidado para que não são intercâmbio de ROIs mas manteve estreita dentro de 2-4 cm para reduzir a necessidade de re-centralização se qualquer movimento mecânico resulta em ROI 2 não está mais sendo na área AO. 
	Nota: Medição do fluxo de sangue serão menos precisa em áreas de baixa e alta intensidade, por isso é importante ter uma configuração ideal de ganho. Os intervalos de valor de ganho entre 0 - 200. Um valor de ajuste de ganho ideal é alcançado na faixa de 70-80.</li>
	<li>Fluxo de realizar medições em relação a uma base de referência. No caso desta metodologia, apresentar &#39; o resto &#39; palco como uma base de referência. Portanto, expressar um &#39; rápido &#39; e &#39; lento &#39; fase de fluxo de sangue como uma porcentagem mudar de uma linha de base, &#39; resto &#39; fase.</li>
	<li>Registro de medição do fluxo de sangue em formato de vídeo e salvar para análise off-line usando um módulo de análise de imagem.</li>
</ol> 4. Análise off-line Nota: O moorFLPI, Software de análise de imagem permite a abertura de um vídeo para realizar a análise.
<ol><li>Calcular o fluxo médio dentro ROIs após uma série de gravações de má circulação. 1 ROI é a medida real do fluxo de sangue da pele e ROI 2 é o sinal de pele de speckle retroespalhados do laser do AOP.</li>
	<li>Calcular o fluxo de sangue significa subtraindo 2 ROI de ROI 1 (fluxo de sangue da pele). 
	ROI 1 - ROI 2 = fluxo sanguíneo média</li></ol>

<ol>
	<li>Mahe, G., Rousseau, P., Durand, S., Leftheriotis, G., Abraham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+speckle+contract+imaging+accurately+measures+blood+flow+over+moving+skin+surfaces.">Laser speckle contract imaging accurately measures blood flow over moving skin surfaces.</a> Microvas Res. 81 (2), 183-188 (2010).</li><li>Rousseau, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+the+&amp;#34;region+of+interest&amp;#34;+and+&amp;#34;time+of+interest&amp;#34;,+both+reduce+the+variability+of+blood+flow+measurements+using+laser+speckle+contrast+imaging.">Increasing the &amp;#34;region of interest&amp;#34; and &amp;#34;time of interest&amp;#34;, both reduce the variability of blood flow measurements using laser speckle contrast imaging.</a> Microvas Res. 82, 88-91 (2011).</li><li>Hecht, N., Woitzik, J., Dreier, J., Vajkoczy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraoperative+monitoring+of+cerebral+blood+flow+by+laser+speckle+contrast+analysis.">Intraoperative monitoring of cerebral blood flow by laser speckle contrast analysis.</a> Neurosurg Focus. 27 (4), 1-6 (2009).</li><li>Mahe, G., Durand, S., Humeau-Heurtier, A., Leftheriotis, G., Abrham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+experimental+conditions+on+noncontact+laser+recordings+in+microvascular+studies.">Impact of experimental conditions on noncontact laser recordings in microvascular studies.</a> Microcirculation. 19 (8), 669-675 (2012).</li><li>Cheng, H., Duong, T. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simplified+laser-speckle-imaging+analysis+method+and+its+application+to+retinal+blood+flow+imaging.">Simplified laser-speckle-imaging analysis method and its application to retinal blood flow imaging.</a> Opt Lett. 32 (15), 2188-2190 (2007).</li><li>Doherty, J., McNamara, P., Clancy, N. T., Enfield, J. G., Leahy, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+instruments+for+investigation+of+microcirculatory+blood+flow+and+red+blood+cell+concentration.">Comparison of instruments for investigation of microcirculatory blood flow and red blood cell concentration.</a> J Biomed Opt. 14 (3), 034025 (2009).</li><li>Briers, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+speckle+contrast+imaging+for+measuring+blood+flow.">Laser speckle contrast imaging for measuring blood flow.</a> Opt Appl. 37 (1), 139-152 (2007).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> moorFLPI User Manual. (8), (2012).</li><li>Mahe, G., Durand, S., Humeau-Heurtier, A., Abraham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Experimental+Conditions+on+Noncontact+Laser+Recordings+in+Microvascular+Studies.">Impact of Experimental Conditions on Noncontact Laser Recordings in Microvascular Studies.</a> Microcirculation. 19, 669-675 (2012).</li><li>Bahadori, S., Immins, T., Wainwright, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+calf+neuromuscular+electrical+stimulation+and+intermittent+pneumatic+compression+on+thigh+microcirculation.">The effect of calf neuromuscular electrical stimulation and intermittent pneumatic compression on thigh microcirculation.</a> Micro Res. 111, 37-41 (2017).</li><li>Omarjee, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimisation+of+movement+detection+and+artifact+removal+during+laser+speckle+contrast+imaging.">Optimisation of movement detection and artifact removal during laser speckle contrast imaging.</a> Miscrovas Res. 97 (1), 75-80 (2015).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

O objetivo deste estudo foi apresentar uma nova técnica para a medição e análise de alternando velocidades da microcirculação em uma única experiência usando o LSCI. As medições podem ser afetadas pela luz ambiente, vibração e movimento participante, incluindo a respiração e se contraindo. As etapas descritas no protocolo todos foram projetadas para minimizar esses efeitos e obter medições confiáveis e reproduzíveis de microcirculação.
Ressalta que cada passo dentro do protocolo é fundamental para uma medição precisa da microcirculação, introduziu a técnica foi descoberta sequencial seguintes testes de todas as opções de configuração possíveis e combinações disponíveis incluindo: tempo constante, configuração de zoom, tempo de exposição, exibir a paleta de imagem taxa, ganho e fluxo. Os resultados foram analisados e repetido usando o monitor de vídeo ao vivo e análise off-line para encontrar a configuração ideal de imagem. Isto era essencial como o software de processamento de imagem usa o facto de alta perfusão produz rápida variação no padrão de salpico do laser, e como resultado uma área de baixo contraste de speckle bem-definidos é produzida em imagem de vídeo. Imagem de perfusão, em seguida, é criada em um mapa com código de cores de perfusão microcirculatory.
Preparação de área e participação experimental é encontrada para ser essencial, e isso pode ser controlado, evitando o trabalho perto de fontes de luz (janela) ou de fortes fontes de luz artificial, como estes podem interferir com a moorFLPI perto da fonte de laser infravermelho. O protocolo também introduziu um AOP como que reconheceu que o movimento de participante e vibração ambiental ambos geram sinais que são indistinguíveis de fluxo sanguíneo. O AOP provou para ser uma escolha simples, mas eficaz, oferecendo uma opção fina mas opaca, leve e acessível, que tinha uma área de superfície microscopicamente áspera para evitar a reflexão especular significativa. Pesquisa preliminar por Omarjee et al . 11 destaca uma limitação potencial pelo qual Leukotape cria uma amplitude de sinal de reflexão diferente da pele e varia significativamente entre os sujeitos; no entanto marinho et al . 1 não encontrado nenhuma diferença drástica entre os participantes. Embora Leukotape seja mais acessível do que outros bespoke, patches adesivo BICAMADA, a precisão da medição da equação (1) poderia ser melhorada usando um AOP alternativo.
A seção de análise off-line destacou a importância de tamanhos de ROIs e sua localização dentro da área de interesse. Inicialmente, um maior ROI 1, aproximadamente 8 cm2, foi julgado que cobriu o ROI 2. Esta metodologia logo se tornou não-confiável devido ao movimento de artefato resultando em ROI 2 mover-se e a experiência ao vivo tinha de parar a fim de re-centralizar o ROI 2. Outra vinda curta foi que devido a ROI 1 sobrepondo o AOP, o fluxo médio já não a área sob AOP em uma conta, como já não havia um sinal retroespalhado. Isto significou uma grande parte da microcirculação foi sendo esquecida e, portanto, os dados resultantes do fluxo não eram corretos. Portanto, uma metodologia na quais dois ROIs de 2 cm2, com um AOP de 8 cm2 e nenhuma interação entre ROI 1 e 2 de ROI (mas guardado dentro de 2 a 4 cm do outro), fornece uma técnica de análise confiável e reproduzível para medição de sangue microcirculação.

Laser do salpico contraste Imaging (LSCI) é um comprovado sem contato, método para a análise de sangue, fluxo da microcirculação1,2,3,4,5,6 de monitoramento em tempo real , 7. the LSCI usado neste trabalho é moorFLPI campo completo. A medição da perfusão de fluxo de sangue em grandes áreas em alta resolução espacial e temporal, usando um fenômeno chamado "speckle laser" é uma das principais vantagens deste dispositivo6. A avaliação em tempo real da microcirculação é feita através de padrões capturados através de uma câmera usando padrões de speckle dispersas. Dado que o moorFLPI LSCI destina-se a investigação clínica e fisiológica, o software de processamento de imagem funciona no fato de que alta perfusão produz rápida variação no padrão de salpico do laser, que em seguida é integrado pelo acusado dispositivo acoplado (CCD) para produzir uma área de baixo contraste8. O contraste é quantificado e o fluxo resultante é cor codificada para produzir uma imagem de perfusão8.
Infelizmente, o LSCI é muito sensível ao movimento do assunto área9, artefato e vibração ambiental. Até à data este forneceu desafiador quando alternando Estados de fluxo foram estudados. Este documento explica os detalhes da técnica explícita descrito em um estudo recente10 onde um dispositivo de estimulação elétrica Neuromuscular foi usado para medir a microcirculação do sangue quando havia movimento do membro a ser examinado.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1117px;" width="1117">
	<tbody>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:260px;">moorFLPI LSCI</td>
			<td style="width:188px;">Moor Instruments</td>
			<td style="width:152px;">Not Available - Online Link Provided in descreption</td>
			<td style="width:517px;">moorFLPI is an instrument designed for the measurment of blood flow within microvasculature by using infra red laser speckle contrast analysis.&#160; https://gb.moor.co.uk/</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:260px;">moorFLPI Image Review Module</td>
			<td style="width:188px;">Moor Instruments</td>
			<td style="width:152px;">No Available - Online Link Provided</td>
			<td style="width:517px;">Used with moorFLPI, user can record and measure changes in blood flow by changerating a colour coded map of tissue perfusion.&#160; https://gb.moor.co.uk/</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:260px;">Leukotape</td>
			<td style="width:188px;">BSN Medical</td>
			<td style="width:152px;">72978-10</td>
			<td style="width:517px;">Medical tape with microporous surface. http://www.bsnmedical.co.uk/fileadmin/z-countries/United_Kingdom/PDF/L/Leukotape_K_A46PP_low_res_11112013.pdf</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel approach to overcome movement artifact when using a laser speckle contrast imaging system for alternating speeds of blood microcirculation

O tonalizador de contraste do laser do salpico (LSCI) fornece uma poderosa contudo simples técnica para medir o fluxo sanguíneo microcirculatory. Ideal para respostas dinâmicas de sangue, o LSCI é usado da mesma forma como um convencional Laser Doppler Imager (LDI). No entanto, com uma profundidade máxima de pele de aproximadamente 1 mm, o LSCI destina-se a focar principalmente o fluxo de sangue superficial. Ele é usado para medir áreas de superfície de pele de até 15 cm x 20 cm. A nova técnica introduzida neste papel esclarece alternando velocidades de microcirculations; medição de fluxo de fluxo ou seja, lento e rápido usando o LSCI. A nova técnica também supera a lacuna maior do LSCI, que é a alta sensibilidade ao movimento do artefato. Um adesivo patch opaco (AOP) é introduzido para gravação satisfatória microcirculatory do fluxo de sangue, subtraindo-se o sinal LSCI de AOP do sinal da pele do laser do salpico. A configuração ideal é também definida porque o LSCI é mais poderoso quando as alterações de fluxo são medidas em relação a uma base de referência, com fluxo de sangue microcirculatory expresso em percentagem mudar da linha de base. Estas mudanças podem ser usadas para analisar o status do sistema de fluxo de sangue.

O LSCI experimental Setup é descrito na Figura 1 com ferramentas funcionais identificadas. Uma típica preparação participante para a medição do fluxo de sangue em uma área da coxa anterior é ilustrada. Suporte de montagem ajustável permite a rotação da LSCI para a medição do fluxo de sangue dentro da microvasculatura de qualquer área de pele particular. Figura 2 descreve um exemplo de uma imagem típica do salpico cru e imagem de speckle convertido com bespoke configurações descritas no protocolo para medição da microcirculação.
A Figura 3 mostra um exemplo de área de pele e colocação de AOP (passo 3.1), configuração de imagem crua de LSCI (passo 3.2), uma imagem ao vivo para o fluxo de sangue lento (passo 3.3) e ao vivo de imagem para um fluxo de sangue rápido (passo 3.4) alcançado em uma gravação contínua de dados de um fluxo alternado nos ing moorFLPI LSCI. Configuração de codificação de cores de paleta permite a diferenciação entre níveis de fluxo. Com a padrão paleta de 16 cores, baixo fluxo é visto como azul, valores de fluxo médio são vistos como verde e valores de alto fluxo são vistos como laranja e vermelho.
O fluxo sanguíneo da pele é expresso em unidades de perfusão de salpico do laser (LSPU). A Figura 4 mostra a representação gráfica do ROI 1 e 2 de ROI, AOP em uma área da pele. O fluxo de sangue média é calculado em análise off-line usando os dados de ROI 1 e 2 de ROI e a equação (1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig1.jpg"> 
Figura 1: moorFLPI LSCI experimental conjunto cima Braço de suporte de desktop, saídas de cabo, controles de posição (zoom ajuste, ajuste de foco e polarizador), AOP e portátil para configuração de ajuste de imagem. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56415/56415fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig2.jpg"> 
Figura 2: imagem Raw speckle antes da gravação de dados. 2.1 - 2.2) fluxo e imagens de speckle cru de uma configuração mal configurada, resultando em um alto ganho com pouca visibilidade, o que resultará em uma medição menos precisa de fluxo de sangue. 2.3 - 2.4) Sistema configurado conforme protocolo, resultando em um ganho correto com a máxima visibilidade para um resultado confiável. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56415/56415fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig3.jpg"> 
Figura 3: uma visão geral da instalação e registro de medição usando moorFLPI LSCI. 3.1. uma área da pele (coxa), com um 2 cm2 AOP para contabilizar o movimento do artefato. 3.2) uma salpico cru 'plana e inexpressivo' imagem indicando a intensidade de luz de retroespalhamento de boa com a configuração ideal. 3.3) uma gravação ao vivo de imagem de um fluxo de sangue lento. 3.4) uma gravação ao vivo de imagem de um fluxo de sangue rápido. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56415/56415fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig4.jpg"> 
Figura 4: representação gráfica do layout ROI 1 e 2 de ROI, AOP em uma área da pele. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56415/56415fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="3">Resto (referência de linha de base) (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo sanguíneo lento (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo sanguíneo moderada (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo de sangue rápido (LSPU)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>157.9</td>
			<td>35,1</td>
			<td>122,8</td>
			<td>178,5</td>
			<td>41,6</td>
			<td>136,9</td>
			<td>10.9</td>
			<td>216.9</td>
			<td>44,6</td>
			<td>172.3</td>
			<td>33.5</td>
			<td>418.9</td>
			<td>77,5</td>
			<td>341.4</td>
			<td>94,2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: quer dizer fluxo em LSPU para ROI 1 e 2 de ROI na linha de base, lenta, moderada e rápido fluxo de sangue. Aumento do fluxo de sangue é expresso como uma taxa de variação percentual de um estágio de linha de base.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig5.jpg"> 
Figura 5: exemplo de ROI 1 e 2 de ROI posicionando-se sobre uma área de superfície da pele (coxa). Uma paleta de 16 cores descreve a lima de perfusions. Dados são registrados para ROI 1 e 2 do ROI nas unidades de perfusão e subtraídos conforme explicado na equação 1 para medição da microcirculação. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56415/56415fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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A Novel Approach to Overcome Movement Artifact When Using a Laser Speckle Contrast Imaging System for Alternating Speeds of Blood Microcirculation

Uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de Speckle Laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação

Este estudo apresenta uma nova técnica para a medição e análise de alternando velocidades da microcirculação em uma única experiência usando um gerador de imagens de contraste do laser do salpico.

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic ...

a-novel-approach-to-overcome-movement-artifact-when-using-laser

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

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In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading to an accumulation of lipid-laden intra-luminal plaque, smooth muscle cell proliferation and progressive narrowing of the vessel lumen. The formation of such vulnerable plaques prone to rupture underlies the majority of cases of acute myocardial infarction. The complex molecular and cellular inflammatory cascade is orchestrated by the recruitment of T lymphocytes and macrophages and their paracrine effects on endothelial and smooth muscle cells.1
Molecular imaging in atherosclerosis has evolved into an important clinical and research tool that allows in vivo visualization of inflammation and other biological processes. Several recent examples demonstrate the ability to detect high-risk plaques in patients, and assess the effects of pharmacotherapeutics in atherosclerosis.4 While a number of molecular imaging approaches (in particular MRI and PET) can image biological aspects of large vessels such as the carotid arteries, scant options exist for imaging of coronary arteries.2 The advent of high-resolution optical imaging strategies, in particular near-infrared fluorescence (NIRF), coupled with activatable fluorescent probes, have enhanced sensitivity and led to the development of new intravascular strategies to improve biological imaging of human coronary atherosclerosis.
Near infrared fluorescence (NIRF) molecular imaging utilizes excitation light with a defined band width (650-900 nm) as a source of photons that, when delivered to an optical contrast agent or fluorescent probe, emits fluorescence in the NIR window that can be detected using an appropriate emission filter and a high sensitivity charge-coupled camera. As opposed to visible light, NIR light penetrates deeply into tissue, is markedly less attenuated by endogenous photon absorbers such as hemoglobin, lipid and water, and enables high target-to-background ratios due to reduced autofluorescence in the NIR window. Imaging within the NIR 'window' can substantially improve the potential for in vivo imaging.2,5
Inflammatory cysteine proteases have been well studied using activatable NIRF probes10, and play important roles in atherogenesis. Via degradation of the extracellular matrix, cysteine proteases contribute importantly to the progression and complications of atherosclerosis8. In particular, the cysteine protease, cathepsin B, is highly expressed and colocalizes with macrophages in experimental murine, rabbit, and human atheromata.3,6,7 In addition, cathepsin B activity in plaques can be sensed in vivo utilizing a previously described 1-D intravascular near-infrared fluorescence technology6, in conjunction with an injectable nanosensor agent that consists of a poly-lysine polymer backbone derivatized with multiple NIR fluorochromes (VM110/Prosense750, ex/em 750/780nm, VisEn Medical, Woburn, MA) that results in strong intramolecular quenching at baseline.10 Following targeted enzymatic cleavage by cysteine proteases such as cathepsin B (known to colocalize with plaque macrophages), the fluorochromes separate, resulting in substantial amplification of the NIRF signal. Intravascular detection of NIR fluorescence signal by the utilized novel 2D intravascular NIRF catheter now enables high-resolution, geometrically accurate in vivo detection of cathepsin B activity in inflamed plaque.
In vivo molecular imaging of atherosclerosis using catheter-based 2D NIRF imaging, as opposed to a prior 1-D spectroscopic approach,6 is a novel and promising tool that utilizes augmented protease activity in macrophage-rich plaque to detect vascular inflammation.11,12 The following research protocol describes the use of an intravascular 2-dimensional NIRF catheter to image and characterize plaque structure utilizing key aspects of plaque biology. It is a translatable platform that when integrated with existing clinical imaging technologies including angiography and intravascular ultrasound (IVUS), offers a unique and novel integrated multimodal molecular imaging technique that distinguishes inflammatory atheromata, and allows detection of intravascular NIRF signals in human-sized coronary arteries.

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

We detail a new near-infrared fluorescence (NIRF) catheter for 2-dimensional intravascular molecular imaging of plaque biology in vivo. The NIRF catheter can visualize key biological processes such as inflammation by reporting on the presence of plaque-avid activatable and targeted NIR fluorochromes. The catheter utilizes clinical engineering and power requirements and is targeted for application in human coronary arteries. The following research study describes a multimodal imaging strategy that utilizes a novel in vivo intravascular NIRF catheter to image and quantify inflammatory plaque in proteolytically active inflamed rabbit atheromata.

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Medicina

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between different soft tissues and body fluids is inherently poor in micro-CT images 1. Under these circumstances, visualization of blood vessels becomes a nearly impossible task. To overcome this and to improve the visualization of blood vessels exogenous contrast agents can be used. Herein, we present a methodology for visualizing the vascular network in a rodent model. By using a long-acting aqueous colloidal polydisperse iodinated blood-pool contrast agent, eXIA 160XL, we optimized image acquisition parameters and volume-rendering techniques for finding blood vessels in live animals. Our findings suggest that, to achieve a superior contrast between bone and soft tissue from vessel, multiple-frames (at least 5-8/ frames per view), and 360-720 views (for a full 360&deg; rotation) acquisitions were mandatory. We have also demonstrated the use of a two-dimensional transfer function (where voxel color and opacity was assigned in proportion to CT value and gradient magnitude), in visualizing the anatomy and highlighting the structure of interest, the blood vessel network. This promising work lays a foundation for the qualitative and quantitative assessment of anti-angiogenesis preclinical studies using transgenic or xenograft tumor-bearing mice.

Contrast enhanced small animal vessel imaging by microCT is a rapid, cost-effective and high-throughput technique for serial in situ examination for tumor development, for analyzing the network of blood vessels that nourish them, and for following the response of tumors to preclinical therapeutic intervention(s).

Contraste de imagem aprimorada navio usando MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

Bronchial Thermoplasty:  A Novel Therapeutic Approach to Severe Asthma

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled manner to reduce excessive airway smooth muscle. Reducing airway smooth muscle decreases the ability of the airways to constrict, thereby reducing the frequency of asthma attacks. Bronchial thermoplasty is delivered by the Alair System and is performed in three outpatient procedure visits, each scheduled approximately three weeks apart. The first procedure treats the airways of the right lower lobe, the second treats the airways of the left lower lobe and the third and final procedure treats the airways in both upper lobes. After all three procedures are performed the bronchial thermoplasty treatment is complete.
Bronchial thermoplasty is performed during bronchoscopy with the patient under moderate sedation. All accessible airways distal to the mainstem bronchi between 3 and 10 mm in diameter, with the exception of the right middle lobe, are treated under bronchoscopic visualization. Contiguous and non-overlapping activations of the device are used, moving from distal to proximal along the length of the airway, and systematically from airway to airway as described previously. Although conceptually straightforward, the actual execution of bronchial thermoplasty is quite intricate and procedural duration for the treatment of a single lobe is often substantially longer than encountered during routine bronchoscopy. As such, bronchial thermoplasty should be considered a complex interventional bronchoscopy and is intended for the experienced bronchoscopist. Optimal patient management is critical in any such complex and longer duration bronchoscopic procedure. This article discusses the importance of careful patient selection, patient preparation, patient management, procedure duration, postoperative care and follow-up to ensure that bronchial thermoplasty is performed safely.
Bronchial thermoplasty is expected to complement asthma maintenance medications by providing long-lasting asthma control and improving asthma-related quality of life of patients with severe asthma. In addition, bronchial thermoplasty has been demonstrated to reduce severe exacerbations (asthma attacks) emergency rooms visits for respiratory symptoms, and time lost from work, school and other daily activities due to asthma.

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled manner to reduce excessive airway smooth muscle. Reducing airway smooth muscle decreases the ability of the airways to constrict, thereby reducing the frequency of asthma attacks.

Termoplastia brônquica: uma nova abordagem terapêutica para Asma Grave

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled ...

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

Uso de Modelo Animal de Sepse para avaliar novas terapias à base de plantas

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

Intraoperatória Detecção de Endometriose Sutil: um novo paradigma para a detecção e tratamento de dor pélvica associada com a perda de integridade Peritoneal

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact

The measurement of dynamic scapular kinematics is complex due to the sliding nature of the scapula beneath the skin surface. The aim of the study was to clearly describe the acromion marker cluster (AMC) method of determining scapular kinematics when using a passive marker motion capture system, with consideration for the sources of error which could affect the validity and reliability of measurements. The AMC method involves placing a cluster of markers over the posterior acromion, and through calibration of anatomical landmarks with respect to the marker cluster it is possible to obtain valid measurements of scapular kinematics. The reliability of the method was examined between two days in a group of 15 healthy individuals (aged 19-38 years, eight males) as they performed arm elevation, to 120&#176;, and lowering in the frontal, scapular and sagittal planes. Results showed that between-day reliability was good for upward scapular rotation (Coefficient of Multiple Correlation; CMC = 0.92) and posterior tilt (CMC = 0.70) but fair for internal rotation (CMC = 0.53) during the arm elevation phase. The waveform error was lower for upward rotation (2.7&#176; to 4.4&#176;) and posterior tilt (1.3&#176; to 2.8&#176;), compared to internal rotation (5.4&#176; to 7.3&#176;). The reliability during the lowering phase was comparable to results observed during the elevation phase. If the protocol outlined in this study is adhered to, the AMC provides a reliable measurement of upward rotation and posterior tilt during the elevation and lowering phases of arm movement.

This report presents details of how to adopt the acromion marker cluster method of obtaining scapular kinematics when using a passive marker motion capture device. As has been described in the literature, this method provides a robust, non-invasive, three-dimensional, dynamic and valid measurement of scapular kinematics, minimizing skin movement artifact.

Medição da dinâmica Escapulário Cinemática Usando um Cluster acrômio marcador para Minimizar Artefato Movimento Pele

The measurement of dynamic scapular kinematics is complex due to the sliding nature of the scapula beneath the skin surface. The aim of the study was to ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an important target for neuroprotective therapies. Although several techniques have been described to assess SCBF, they all have significant limitations. To overcome the latter, we propose the use of real-time contrast enhanced ultrasound imaging (CEU). Here we describe the application of this technique in a rat contusion model of SCI. A jugular catheter is first implanted for the repeated injection of contrast agent, a sodium chloride solution of sulphur hexafluoride encapsulated microbubbles. The spine is then stabilized with a custom-made 3D-frame and the spinal cord dura mater is exposed by a laminectomy at ThIX-ThXII. The ultrasound probe is then positioned at the posterior aspect of the dura mater (coated with ultrasound gel). To assess baseline SCBF, a single intravenous injection (400 &#181;l) of contrast agent is applied to record its passage through the intact spinal cord microvasculature. A weight-drop device is subsequently used to generate a reproducible experimental contusion model of SCI. Contrast agent is re-injected 15 min following the injury to assess post-SCI SCBF changes. CEU allows for real time and in-vivo assessment of SCBF changes following SCI. In the uninjured animal, ultrasound imaging showed uneven blood flow along the intact spinal cord. Furthermore, 15 min post-SCI, there was critical ischemia at the level of the epicenter while SCBF remained preserved in the more remote intact areas. In the regions adjacent to the epicenter (both rostral and caudal), SCBF was significantly reduced. This corresponds to the previously described &#8220;ischemic penumbra zone&#8221;. This tool is of major interest for assessing the effects of therapies aimed at limiting ischemia and the resulting tissue necrosis subsequent to SCI.

Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.

Contraste melhorado Ecografia de Avaliação da Medula Espinhal fluxo de sangue em Experimental lesão medular

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS images are constructed from calibrated freehand 2D B-mode ultrasound images, which are positioned into a voxel array. Ultrasound (US) imaging allows quantification of muscle size, fascicle length, and angle of pennation. These morphological variables are important determinants of muscle force and length range of force exertion. The presented protocol describes an approach to determine volume and fascicle length of m.&#160;vastus lateralis and m.&#160;gastrocnemius medialis. 3DUS facilitates standardization using 3D anatomical references. This approach provides a fast and cost-effective approach for quantifying 3D morphology in skeletal muscles. In healthcare and sports, information on the morphometry of muscles is very valuable in diagnostics and/or follow-up evaluations after treatment or training.

3D ultrasound imaging (3DUS) allows fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissues. We present a protocol to measure muscle volume and fascicle length using 3DUS.

Imagens de ultra-som 3D: rápida e econômica de morfometria do tecido músculo-esquelético

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization and for minimizing organ damage resulting from prolonged extracorporal circulation. The goal of this paper was to demonstrate a fully functional and clinically relevant model of cardiopulmonary bypass in a mouse. We report on the device design, perfusion circuit optimization, and microsurgical techniques. This model is an acute model, which is not compatible with survival due to the need for multiple blood drawings. Because of the range of tools available for mice (e.g., markers, knockouts, etc.), this model will facilitate investigation into the molecular mechanisms of organ damage and the effect of cardiopulmonary bypass in relation to other comorbidities.

This paper describes how to perform cardiopulmonary bypass in mice. This novel model will facilitate the investigation of the molecular mechanisms involved in organ damage.

Bypass cardiopulmonar em um modelo do rato: uma nova abordagem

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization ...

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon dioxide and waste products. The impairment of microvascular vasomotion might be a crucial step in the development of microcirculation-related diseases. In addition, the highly vascularized pancreatic islet is adapted to support endocrine function. In this respect, it seems possible to infer that the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion might affect pancreatic islet function. Analyzing the pathological changes of the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion may be a feasible strategy to determine contributions that pancreatic islet microcirculation makes to related diseases, such as diabetes mellitus, pancreatitis, etc. Therefore, this protocol describes using a laser Doppler blood flow monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion, and to establish parameters (including average blood perfusion, amplitude, frequency, and relative velocity of pancreatic islet microvascular vasomotion) for evaluation of the microcirculatory functional status. In a streptozotocin-induced diabetic mouse model, we observed an impaired functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion. In conclusion, this approach for assessing pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo may reveal mechanisms relating to pancreatic islet diseases.

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Pancreatic islet microvascular vasomotion regulates islet blood distribution and maintains the physiological function of islet &#946; cells. This protocol describes using a laser Doppler monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo and to assess the contributions of pancreatic islet microcirculation to pancreatic-related diseases.

Laser Doppler: Uma ferramenta para medir ilhota Pancreatic Microvascular Vasomotion In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon ...