激光散斑血流成像系统设计：

He-Ne激光器发出632.8nm的激光，由扩束镜对准直光纤进行扩束，形成的圆形光斑通过反光镜的调整照射在需要成像的区域，从待检测区域反射回的光纤进一步由光学镜筒手机通过CCD相机采集并传输到电脑中。He-Ne激光器和扩束镜之间灵活选择衰减器的按置，以根据实验需要和实验环境对光强进行调整，若光线太强或成像接近饱和，可以选择在光路中增加衰减器的使用。

Fig1 激光散斑血流成像系统结构示意图

脂多糖脑水肿血流成像实验为例：

实验采用ICR雌性小鼠，在小鼠出生约8周后，将小鼠饲养与恒温（25±1℃）和恒湿（55±10%）的饲养笼中，昼夜间隔12小时，连续饲养7天，在这个过程中保证水和食物供应充足。配置5%水合氯醛（400mg/kg，腹腔注射）用于麻醉实验小鼠，麻醉后将小鼠置于小动物立体定向定位仪上。酒精消毒小鼠脑部皮肤后，切开脑皮层，清洁颅骨表面，用牙科钻分别在小鼠两侧脑区颅骨钻孔。选择小鼠一侧颅骨，用生理盐水冷却的牙科钻将颅骨钻开，处理掉牙科钻研磨时残留的碎骨头，用镊子掀开脑膜，注意不能损伤到脑部。右侧孔的中心距离前卤约为2.5毫米，距离中线外侧约2.0毫米，将定位仪摆放到实验装置上，进行光学内源信号成像实验；左侧孔的中心距离前卤和中线外侧均约3.5毫米，用来进行激光散斑血流成像实验。

实验分组与过程:

该部分对激光散斑血流成像实验进行了深入的实验研究，进行了脂多糖脑水肿实验和高渗盐水和甘露醇治疗实验。首先40只实验小鼠随机被分为5组，每组8只，对应的为脂多糖组Ⅰ（LPS），高渗盐水治疗组Ⅱ（HS），甘露醇治疗组Ⅲ（MT），生理盐水对照组Ⅳ（Control）以及无药物组Ⅴ(Clear)。其中无药物组即未对小鼠进行任何药物注射，其余四组均在实验开始时进行了脂多糖注射，在脂多糖试剂注射后，利用激光散斑成像系统采集小鼠的血流图像，间隔20分钟采集一次，总共记录3小时。之后分别对两个治疗组注射高渗盐水和甘露醇以及对对照组注射0.9%生理盐水，脂多糖组不在进行其他药物注射，同样间隔20分钟记录一次，继续记录1小时。本实验中，脂多糖的剂量采用10ml/kg的注射量，所有小鼠在脂多糖用药2小时后分别对治疗组和对照组注射5%高渗盐水（4ml/kg），20%甘露醇(2.5ml/kg)以及0.9%生理盐水(6ml/kg)，给药后观察1小时，记录小鼠的血流变化情况。所有给药方式均采用腹腔注射。其中光学内源信号成像实验仅进行脂多糖组的氧合血红蛋白等吸收色团的成像实验，进行系统验证分析。

通过小鼠对尾部和趾夹按压后的撤回反应速度判断小鼠的“清醒”程度。然后用激光照射在小鼠左侧脑区用于激光散斑血流成像实验，在进行脂多糖组实验时，遮挡近红外激光器，该用卤素灯对小鼠脑部右侧脑区进行照射，进行内源信号图像采集。

血流成像实验结果：

本研究中选择小鼠左侧成像脑区的待检测区域进行血流测量，图5.5为LPS组实验中其中一只小鼠在注射脂多糖后感兴趣区域的血流变化伪彩图像（方框内为感兴趣区域），四张图像的采集时间点分别为20、40、60、80分钟，血管Colorbar值越高代表血流速度越快，在图像上显示的为血管成像区域红色越深，因此从图中可以看出此段时间内脂多糖注射后引起了小鼠的脑血流速度的升高。

Fig2 观测区域血流变化伪彩图

注意事项：

利用激光散斑获取血流伪彩图像，选择感兴趣（ROI）区域，为了避免伪彩图像的过度饱和造成实验数据的误差，在进行ROI区域选择时一般避开主血管，同时选择的感兴趣区域大小尽量合适。

文献引用：

1、赵月梅. 小鼠脂多糖诱发脑水肿模型的血流和血氧成像系统研究[D].南京航空航天大学,2021.

2、Effects of hypertonic saline and mannitol on cortical cerebral microcirculation in a rabbit craniotomy model.[J]. Dostal Pavel;;Schreiberova Jitka;;Dostalova Vlasta;;Dostalova Vlasta;;Tyll Tomas;;Paral Jiri;;Abdo Islam;;Cihlo Miroslav;;Astapenko David;;Turek Zdenek.BMC anesthesiology,2015

3、Microenvironmental regulation of tumor progression and metastasis.[J]. Quail Daniela F;;Joyce Johanna A.Nature medicine,2013

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