激光多普勒血流仪在微循环实验和教学中的应用

杨小杰

激光多普勒血流仪(Laser Doppler Flowmetry，简称LDF)是一种能够实时监测组织内微循环血流灌注并能够连续监测并反映微循环状态的瞬间改变的医用仪器，近十几年来，随着多模块LDF的出现以及多种探头的发明，使它的应用更加灵活和广泛。

激光多普勒血流仪专门用于测量动物及人体组织的毛细血管血流量，测量毛细血管对冷、热、姿变态化、压力改变、血管活性物质、呼吸等的变化反应，在神经学、创伤、皮肤病、糖尿病及药理研究等涉及微循环的基础和临床研究中有其独特的优越性，它还能进行血流通道的拓展并可以通过模拟信号输出或数字信号输出连接到其他生理记录装置或计算机，通过工具软件进行进一步的数据分析。

在微循环临床和基础的实验研究中，LDF测量动物及人体的组织血流，与超声多普勒血流仪有所区别，后者是测量某根血管的血流，而激光多普勒血流仪则是测量某个组织区域的血流量，可在相关微循环实验室配置组织血流、组织血氧含量测量解决方案(脑皮质、海马、肠系膜、肝、肾、脾脏等各个区域血流、组织血氧测定)，对于烧伤、皮瓣移植等研究也有着独特的优势［1，3-5］。

翟启辉、修瑞娟以易感型自发性高血压大鼠(SHRSP)与京都种正常对照大鼠(WKY)为实验对象，用激光多普勒血流仪监测SHRSP卒中发生后的软脑膜微循环改变状态及二代钙离子拮抗剂尼莫地平的治疗作用。结果发现SHRSP脑血流量明显降低(31.2%、WKY 54%)，脑微血管自律运动严重障碍，微血管运动频率高达30.6次/分(WKY6.4次/min)［2，6，7］；王军、柏树令等用激光多普勒血流仪检测升主动脉缩窄心衰大鼠的皮肤微循环，结果 实验组的血流量、血流速度较对照组明显降低，血流量降低了30%，血流速度降低了28%，结论是血流速度变慢可能是升主动脉缩窄大鼠心衰时皮肤微循环改变的一个重要特点［8］。

在糖尿病(DM)眼部并发症的相关研究中发现，血糖控制后黄斑区血流升高，在增殖性病变组中血流量上升更显著，说明血流量的增多是DM患者发生增殖性视网膜病变的危险信号［23］。

胃及十二指肠黏膜血流的重要性一直备受关注。随着改进测量方法，器官反射分光光度法、氢气清除法和激光多普勒血流仪(LDF)成为实用的测量方法，LDF能准确、无创、实时、高速、敏感、可重复、可以连续测定任何部位的局部微区血流［9-15］。

皮肤微循环是个复杂的系统，对皮肤颜色、温度调节、皮肤代谢和透皮转运起着极其重要的作用。皮肤不同状态和局部外用药物都可以诱发皮肤血流产生变化。监测皮肤微循环对评估药物的安全有效和了解皮肤生理机制及皮肤病的发病机制有着重要的参考价值。皮肤血流变化可以通过皮肤颜色的视觉变化反映出来，比如可通过视觉评估红斑，也可以使用仪器来测量。激光多普勒血流仪(Laser doppler flowmeter，LDF)客观测量皮肤血流变化的敏感度比肉眼测量要高［22］。

吴劲松等撰文介绍激光多普勒血流仪连续、实时、微创和敏感的脑组织循环血液动力学监测新技术并与其他脑血流监测法做了比较，归纳了其优缺点和应用领域［17］；“激光散斑”衬比成像技术是通过分析运动颗粒对相干激光的散射特性来获得颗粒运动速度的，其可以提供二维血流分布图像。它的出现正逐步取代经典的激光多普勒技术，成为研究生物组织(如大脑皮层)血流功能的重要工具。

激光散斑衬比成像技术使用CCD或CMOS对激光照射区域进行连续拍照并通过激光散斑衬比分析对记录数据进行分析处理，其得到的图像可以反映成像区域内运动颗粒的速度信息［24］。

根据速度分布与衬比度值关系的理论模型，散射颗粒(如血细胞)的运动速度可由衬比度数据计算得出。

图1 散斑生成

激光散斑技术的应用使以下监测成为可能，首先，CCD相机可以每秒100张的速度拍摄血流的图像，使用者能清楚看到血流实时动态变化；其次，可以在平方毫米至15×15 cm间选择进行分析。使用设定焦距及每秒自动背景补偿能够确保检测精度，做到常规或高分辨率监测。激光散斑血流监测视频系统使血流变化动态连续监测成为可能［25］。

鉴于当前微血管医学技术的发展突飞猛进，国际上新一代设备采用了先进的DSP技术 (MoorLDLS、VMS等)，软件支持将多台主机组合为多通道系统，还有“记忆芯片”式探头等功能，這些新技术模块必将在微循环基础与临床及教学领域发挥更大的作用［25］。

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