En una nueva publicación de Opto-Electronic Advances, Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, Singapur, analizan las imágenes de autocorrelación de moteado láser confocal del flujo dinámico en la microvasculatura.

La medición y visualización cuantitativa del flujo es vital para muchas disciplinas científicas y de ingeniería. Los autores de este artículo proponen un método de imágenes de flujo dinámico sin etiquetas, imágenes de motas láser confocales, para imágenes cuantitativas y en tiempo real del flujo sanguíneo a nivel microscópico. El sistema de imágenes desarrollado comparte muchas características de un microscopio de fluorescencia confocal y, por lo tanto, es capaz de obtener imágenes de flujo detalladas y de alta calidad a partir de muestras de tejido grueso. El método descrito aquí no requiere marcaje con fluorescencia ni ningún otro procedimiento de preparación de muestras.

En cambio, el mecanismo de contraste es puramente intrínseco y se basa en los cambios de fase ópticos causados ​​por el flujo de células sanguíneas, que se pueden convertir en fluctuaciones aleatorias de la intensidad de la luz. Cuando una muestra de tejido se ilumina con un rayo láser, las imágenes adquiridas generalmente contienen fluctuaciones de intensidad aleatorias, las denominadas motas láser. La configuración de imágenes de motas láser confocal se implementa en la parte superior de un microscopio confocal de barrido lineal, que forma una línea de iluminación en la muestra. Se coloca una cámara de línea para capturar selectivamente las señales de motas que provienen de la línea iluminada y rechazar efectivamente la luz desenfocada, lo cual es un problema grave que conduce a la reducción del contraste y la resolución en las técnicas de imagen de motas láser convencionales.

Al escanear rápidamente la línea de iluminación a través de la superficie de la muestra, se pueden adquirir imágenes bidimensionales de motas sin procesar a una velocidad superior a 200 cuadros por segundo. El análisis de series de tiempo de las imágenes moteadas se realiza píxel por píxel, una estrategia que preserva la resolución espacial en las imágenes procesadas. La autocorrelación y el cálculo del contraste de moteado son métodos de análisis de uso común que vinculan los parámetros derivados del moteado con la velocidad del flujo sanguíneo local. Sin embargo, la combinación de microscopía confocal con análisis de motas basado en autocorrelación, que se denomina Imagen de autocorrelación de motas láser de barrido lineal (LSAI), demuestra ser superior.

Con experimentos de imágenes de animales pequeños, los autores demostraron que LSAI puede cuantificar la velocidad del flujo local en píxeles individuales, que son significativamente más pequeños que el diámetro típico de los capilares. Además, LSAI es lo suficientemente rápido para capturar cambios de velocidad de flujo de tasa de video al mismo nivel microscópico. En resumen, las imágenes de motas con láser confocal suponen un gran avance para las imágenes de flujo in vivo con su rendimiento sin precedentes.

Una aplicación inmediata de las imágenes de moteado láser confocal es mapear y cuantificar el flujo sanguíneo dinámico en microvasos. Los microvasos son los vasos sanguíneos más pequeños dentro de los tejidos de los órganos, incluidas las arteriolas terminales, las metarteriolas, los capilares y las vénulas. Dentro de la red de microvasos, la interacción entre la sangre y el tejido crea un entorno para que las células del tejido sobrevivan. La circulación de la sangre en la microvasculatura es la denominada microcirculación, que es fundamental para analizar y comprender la fisiopatología y patogenia de una amplia gama de enfermedades humanas. Las herramientas experimentales con resolución temporal y resolución espacial adecuadamente altas son muy deseables para la visualización in vivo y, lo que es más importante, para la medición cuantitativa de los mapas de flujo sanguíneo dependientes del tiempo en la microvasculatura para futuras investigaciones clínicas y preclínicas. El novedoso método de formación de imágenes de moteado láser confocal desarrollado por los autores de este artículo supera las limitaciones técnicas de las técnicas existentes. Puede convertirse en una herramienta de imagen estándar en la investigación de la microcirculación, así como en el diagnóstico clínico. + Explora más

Imágenes de moteado láser de detección transmisiva para la monitorización del flujo sanguíneo en tejido grueso