該研究由 Anton Konovalov、Fyodor Grebenev、Dmitry Stavtsev 等多位研究者共同完成，文章名為《Real-time laser speckle contrast imaging for intraoperative neurovascular blood flow assessment: animal experimental study》，發(fā)表在《Scientific Reports》期刊。

重要發(fā)現(xiàn)
1.光學成像原理的革命性突破 
激光散斑對比成像（LSCI）基于獨特的生物光子學原理：當785nm近紅外激光照射血流時，運動紅細胞會導致激光散斑圖案動態(tài)變化。通過計算散斑對比度值 K=σ/I（σ為像素強度標準差，I為平均強度），系統(tǒng)將散斑波動轉(zhuǎn)化為相對血流速度（RBF）。

該技術(shù)通過定制化光學組件實現(xiàn)：激光二極管發(fā)射相干光穿透組織、偏振濾光片消除表面反射噪聲、帶通濾光片抑制環(huán)境光干擾、高速相機以5ms曝光捕捉散斑動態(tài)。

2.五大手術(shù)場景的實驗驗證
研究在大鼠頸動脈模型（直徑≈人腦血管1mm）中模擬五種手術(shù)情境，通過LSCI與接觸式多普勒超聲對照：

1. 血管閉塞與捕獲
近端夾閉時，LSCI檢測到遠端血流速下降58.1%（26.23→15.26 a.u.），并首次捕捉到傳統(tǒng)手段無法發(fā)現(xiàn)的逆向血流。血管捕獲（雙夾閉）后，血流信號降至12.12 a.u.，靈敏度超越多普勒。

2. 血管吻合術(shù)監(jiān)測
側(cè)側(cè)吻合術(shù)后，LSCI顯示旁路血管血流速提升32%（10.93→14.48 a.u.），同時通過伯努利流體力學定律解釋了流速下降但流量增加的現(xiàn)象。

3.術(shù)中血栓實時預警
應用三氯化鐵誘發(fā)血栓后，LSCI信號驟降64.45%（13.40→4.76 a.u.），與多普勒確認的零血流狀態(tài)完全吻合，為術(shù)中血栓提供即時光學預警。

3.數(shù)據(jù)可靠性三重驗證
時序敏感性：再灌注后血流信號1秒內(nèi)恢復基線值
統(tǒng)計學驗證：Friedman檢驗顯示各組差異p<0.001
技術(shù)對照：與多普勒血流速（LBFV）變化趨勢高度一致

創(chuàng)新與亮點
1.突破性技術(shù)瓶頸

1. 解決"熒光依賴"困局
傳統(tǒng)熒光造影需反復注射造影劑（如ICG），每次間隔超15分鐘。LSCI通過純光學成像實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測，避免肝腎毒性風險，尤其適用于長時間復雜手術(shù)。

2. 顛覆性實時能力
首次實現(xiàn)術(shù)中35fps血流成像，延遲僅200ms。相比需停手術(shù)的MRI/CT血管造影，LSCI允許手術(shù)與監(jiān)測同步進行。

3. 微血管成像里程碑
在1mm級血管中精確捕捉逆向血流及吻合口滲漏，空間分辨率達40×40像素ROI（約0.1mm2）。

2.臨床價值重塑
快速決策：血栓檢出時間縮短至2分鐘內(nèi)
安全性提升：避免血管內(nèi)探頭損傷風險
成本效益：單設備替代多模態(tài)監(jiān)測（超聲+熒光+造影）

總結(jié)與展望
本研究證實實時LSCI在神經(jīng)血管手術(shù)中具有變革性潛力：其非接觸、無造影劑的特點攻克了傳統(tǒng)監(jiān)測的技術(shù)壁壘，而毫秒級響應速度首次實現(xiàn)"邊手術(shù)邊觀察"的臨床理想模式。

當前主要限制在于運動偽影（如器械操作震動），未來可通過AI降噪算法與手術(shù)機器人運動協(xié)同優(yōu)化。隨著深度學習血流方向分析算法（如Duncan模型）的整合，下一代系統(tǒng)有望區(qū)分動靜脈血流。

研究團隊正推進LSCI與神經(jīng)外科外鏡系統(tǒng)的硬件集成，計劃3年內(nèi)啟動臨床試驗。這項光學技術(shù)將推動神經(jīng)外科進入智能顯微時代——就像給手術(shù)刀裝上"血流透視眼"，讓每一條微血管的搏動都清晰可辨。

聲明：本文僅用作學術(shù)目的。
文章來源于：
Konovalov A, Grebenev F, Stavtsev D, Kozlov I, Gadjiagaev V, PIavchenko G, Telyshev D, Gerasimenko AY, Meglinski I, Zalogin S, Artemyev A, Golodnev G, Shumeiko T, Eliava S. Real-time laser speckle contrast imaging for intraoperative neurovascular blood flow assessment: animal experimental study. Sci Rep.

DOI: 10.1038/s41598-023-51022-2.