Em uma nova publicação da Avanços Opto-Eletrônicos, pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura, em Cingapura, discutem imagens confocais de autocorrelação de manchas a laser de fluxo dinâmico na microvasculatura.
A medição e visualização quantitativa de vazão é vital para muitas disciplinas científicas e de engenharia. Os autores deste artigo propõem um método de imagem de fluxo dinâmico sem rótulo, imagem confocal de manchas a laser, para imagens quantitativas e em tempo real do fluxo sanguíneo no nível microscópico. O sistema de imagem desenvolvido compartilha muitos recursos de um microscópio de fluorescência confocal e, portanto, é capaz de obter imagens de fluxo detalhadas e de alta qualidade a partir de amostras de tecido espesso. O método descrito aqui não requer marcação de fluorescência ou qualquer outro procedimento de preparação de amostra.

Em vez disso, o mecanismo de contraste é puramente intrínseco e baseado em mudanças de fase óptica causadas pelo fluxo de células sanguíneas, que podem ser convertidas em flutuações aleatórias de intensidade de luz. Quando uma amostra de tecido é iluminada com um feixe de laser, as imagens adquiridas geralmente contêm essas flutuações aleatórias de intensidade, as chamadas manchas de laser. A configuração de imagem confocal de laser speckle é implementada em cima de um microscópio confocal de varredura de linha, que forma uma linha de iluminação na amostra. Uma câmera de linha é posicionada para capturar seletivamente os sinais de speckle provenientes da linha iluminada e rejeitar efetivamente a luz fora de foco, o que é um problema sério que leva à redução de contraste e resolução em técnicas convencionais de imagem de speckle a laser.

Ao escanear rapidamente a linha de iluminação na superfície da amostra, as imagens de manchas brutas bidimensionais podem ser adquiridas a uma velocidade superior a 200 quadros por segundo. A análise de séries temporais das imagens speckle é realizada pixel a pixel, uma estratégia que preserva a resolução espacial nas imagens processadas. A autocorrelação e o cálculo do contraste do speckle são métodos de análise comumente usados ​​que vinculam os parâmetros derivados do speckle à velocidade do fluxo sanguíneo local. No entanto, a combinação de microscopia confocal com análise de speckle baseada em autocorrelação, que é chamada de Line Scan Laser Speckle Autocorrelation Imaging (LSAI), mostra-se superior.

Com experimentos de imagem em pequenos animais, os autores demonstraram que o LSAI é capaz de quantificar a velocidade do fluxo local em pixels individuais, que são significativamente menores do que o diâmetro típico dos capilares. Além disso, o LSAI é rápido o suficiente para capturar mudanças na velocidade de fluxo da taxa de vídeo no mesmo nível microscópico. Em suma, a imagem confocal de manchas a laser traz um avanço para a imagem de fluxo in vivo com seu desempenho sem precedentes.

Uma aplicação imediata da imagem confocal de manchas a laser é mapear e quantificar o fluxo sanguíneo dinâmico em microvasos. Os microvasos são os menores vasos sanguíneos dentro dos tecidos dos órgãos, incluindo arteríolas terminais, metarteríolas, capilares e vênulas. Dentro da rede de microvasos, a interação entre sangue e tecido cria um ambiente para a sobrevivência das células teciduais. A circulação do sangue na microvasculatura é chamada de microcirculação, que é fundamental para analisar e compreender a fisiopatologia e patogênese de uma ampla gama de doenças humanas. Ferramentas experimentais com resolução temporal e resolução espacial adequadamente alta são altamente desejáveis ​​para visualização in vivo e, mais importante, medição quantitativa dos mapas de fluxo sanguíneo dependentes do tempo na microvasculatura para investigações clínicas e pré-clínicas adicionais. O novo método de imagem confocal de laser speckle desenvolvido pelos autores deste artigo supera as limitações técnicas das técnicas existentes. Pode se tornar uma ferramenta de imagem padrão na pesquisa de microcirculação, bem como em diagnósticos clínicos. + Explorar mais

Imagens de manchas a laser detectadas por transmissão para monitoramento do fluxo sanguíneo em tecidos espessos