Real-time visualization of renal microperfusion using laser speckle contrast imaging

斑点图案 医学 灌注 血流 血流动力学 缺血 心脏病学 生物医学工程 肾血流 内科学 计算机科学 人工智能
作者
Wido Heeman,Hanno Maassen,Joost Calon,Harry van Goor,Henri G. D. Leuvenink,Gooitzen M. van Dam,E. Christiaan Boerma
出处
期刊:Journal of Biomedical Optics [SPIE]
卷期号:26 (05) 被引量:15
标识
DOI:10.1117/1.jbo.26.5.056004
摘要

Significance: Intraoperative parameters of renal cortical microperfusion (RCM) have been associated with postoperative ischemia/reperfusion injury. Laser speckle contrast imaging (LSCI) could provide valuable information in this regard with the advantage over the current standard of care of being a non-contact and full-field imaging technique. Aim: Our study aims to validate the use of LSCI for the visualization of RCM on ex vivo perfused human-sized porcine kidneys in various models of hemodynamic changes. Approach: A comparison was made between three renal perfusion measures: LSCI, the total arterial renal blood flow (RBF), and sidestream dark-field (SDF) imaging in different settings of ischemia/reperfusion. Results: LSCI showed a good correlation with RBF for the reperfusion experiment (0.94 ± 0.02; p < 0.0001) and short- and long-lasting local ischemia (0.90 ± 0.03; p < 0.0001 and 0.81 ± 0.08; p < 0.0001, respectively). The correlation decreased for low flow situations due to RBF redistribution. The correlation between LSCI and SDF (0.81 ± 0.10; p < 0.0001) showed superiority over RBF (0.54 ± 0.22; p < 0.0001). Conclusions: LSCI is capable of imaging RCM with high spatial and temporal resolutions. It can instantaneously detect local perfusion deficits, which is not possible with the current standard of care. Further development of LSCI in transplant surgery could help with clinical decision making.
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