激光散斑衬比血流成像（LSCI）是一种利用激光散斑强度的时空统计特性来实现活体组织血流监测的全场光学成像技术，在临床诊断和生命科学等研究领域具有重要的应用价值。本文在介绍LSCI基本原理的基础上，重点对高信噪比LSCI、高分辨率LSCI、高精度LSCI、大成像深度LSCI和新型LSCI系统等关键技术及其应用的研究进展进行综述。首先，综述了各向异性滤波、特征值分解和变换域滤波的高信噪比LSCI技术，并总结了以运动伪影校正、失焦模糊校正和非均匀光强校正为目标的高分辨率LSCI技术的研究现状；然后，以实现高精度LSCI为目标，从静态散射光校正、定量LSCI技术和新型散斑衬比成像算法等方面阐述了高精度LSCI技术的研究进展；最后，总结大成像深度LSCI技术的发展现状与进展，介绍新型LSCI系统及其应用的最新研究成果，并对LSCI技术未来的发展方向和应用功能拓展进行总结和展望。

散斑血流灌注成像是一种利用红细胞对激光的散射特性监测血流灌注信息的医学成像技术。同传统血流灌注监测方法相比，其具有实时显像、分辨率高、成本低、无需造影剂等优点，尤其在体表血流监测方面独具优势。简述了散斑血流灌注成像的基本原理，总结了其技术进展及在眼底血流、脑血流、体表微循环监测及肿瘤血流灌注监测几个方面的应用，并介绍了其在监测鸡胚肿瘤血管新生方面的新应用。

针对激光散斑血流成像系统中光源相干性对散斑衬比的影响进行了研究, 提出了一种基于混合遗传算法的散斑图像恢复方案。首先, 分析非完全相干光用于激光散斑血流成像系统时的劣势, 说明混合遗传算法恢复被低相干性光源破坏的散斑图像的原理; 使用对比度与噪声比来衡量由两种光源成像得到的静态白盘散斑图像质量; 最后, 将算法分别用于静态白盘散斑图像和真实的手背血流检测场景。实验结果表明, 相干性较好的单纵模激光器成像得到的散斑图像, 较之于相干性较差的半导体激光器成像得到的散斑图像, 对比度与噪声比高出67.2%; 将算法用于质量较差的散斑图像后, 其对比度与噪声比提高了57.7%; 将算法用于手背血流检测场景, 进行恢复运算后, 验证了手指指尖的血流灌注量平均高于手指关节30%的临床事实。将本算法用于激光散斑血流成像系统, 可以有效消除非完全相干光给散斑衬比分析造成的影响, 获得质量更好的血流图像。本算法的推广使用可以提高激光散斑血流仪器在光源选择方面的灵活性。

激光散斑衬比血流成像技术是在动态光散射理论及近似模型的基础上，通过分析散斑强度空间或时间起伏特性，实现活体组织中血流成像的技术。该技术具有成像面积大、速度快、分辨率高等优点，在生物医学成像研究及临床诊断中应用广泛。研究人员针对激光散斑成像技术的理论模型、成像方法与应用进行了大量研究。综述了近年来激光散斑成像方法及应用方面的主要进展，并针对提高激光散斑衬比成像分辨率、对比度、成像深度和定量能力进行了讨论。同时对该方法在眼科、微循环、脑科学、皮肤科及术中监测等各领域的应用进行了总结。

以艾灸前后血流灌注指数为观察对象,研究艾灸对人体微循环的作用。将10个人分别进行不同时间(10 min、15 min、20 min)的艾灸和物理加热,使用激光散斑血流仪对检测区域进行测量和成像,观察各组穴区血流灌注指数的变化。经艾灸或者物理加热后,穴位处的血流灌注指数均有明显升高并有一个峰值,艾灸峰值出现在停止加热后,物理加热峰值出现在加热时间内,停止加热后,艾灸效应持续时间比物理加热长。研究表明,艾灸能够引起穴位局部微循环血流量增加,并与其作用于机体的时间有关,艾灸对机体产生作用的最主要原因是温热效应。

为了获得更加准确的中医理疗功效检测结果, 根据中医经络的气血和人体皮肤微循环密切相关的理论, 提出了一种基于散斑血流成像的检测方法。对检测过程中由于被测对象身体抖动等因素产生的图像信噪比下降问题进行研究和改进, 并通过软管模拟实验对成像系统的稳定性进行验证。然后, 对10名健康志愿者的内关穴或外关穴进行艾灸实验, 以血流灌注指数为检测指标, 采用散斑血流成像系统对手部不同经络的穴位及非穴位检测点进行检测。实验结果表明: 艾灸后, 在艾灸点所在经络上的穴位检测到的血流灌注指数增加比其它穴位点高20%。激光散斑血流成像系统能够对理疗过程中皮肤血流变化予以大视角的成像, 此方法在中医理疗功效检测中具有有效性。

激光散斑血流成像(laser speckle flowgraphy,LSFG)技术也称激光散斑衬比分析(laser speckle contrast analysis,LSCA)技术, 该技术采用一种无需扫描的全场光学成像方法,可对血流变化进行定量分析。激光散斑衬比分析方法可分为空间衬比、时间衬比及时空联合衬比三种分析方法,但已有研究中缺乏对三种不同衬比分析方法的应用范围及处理结果准确性等因素的综合分析。通过采用含有TiO2悬浮颗粒的液体流经软管模拟生物体血液流动变化的实验,介绍了激光散斑成像技术原理,并对空间、时间及时空联合衬比分析方法进行了对比分析,实现对不同速度之间各种衬比运算结果的比较。实验结果表明,时空联合衬比分析方法相比于单纯的空间衬比或单纯的时间衬比测试范围广,在保证较高的时间分辨率和空间分辨率的同时,减少了数据处理的运算量,提高了散斑衬比的准确性。

激光散斑血流成像(Laser Speckle Flowgraphy, LSFG)技术采用了生物医学领域血流变化监测的一种无需扫描全场光学成像方法, 与其它技术相比具有一些独到的优点, 其有效性已经在近20年中被众多的临床实例所证明。经过多年的发展, 该方法在理论和系统上趋于完善和多样。系统地介绍了激光散斑血流成像技术的发展和基本原理, 以及在理论研究方面和系统设计方面的研究进展, 包括: 速度分布模型、对比度分析算法、散斑大小与像素的匹配、曝光时间的选择等问题。

目的: 应用激光散斑成像技术连续监测电针过程小鼠肝脏表面血流灌注图像, 研究电针不同穴位对肝脏血流灌注量的影响, 探讨激光散斑技术在针灸效应研究中的应用价值。方法: 采用Moor-FLPI激光散斑血流成像系统分别对足三里组、曲泉组、非经非穴组正常小鼠电针30 min以及不电针对照组连续观察30 min过程中肝脏表面血流灌注量变化进行观察, 分析电针不同穴位、各个时点肝脏血流变化的规律。结果: (1)肝脏激光散斑图显示电针后各电针组肝脏表面整体血流灌注均增加, 肝门附近区域灌注量增加幅度大于肝脏边缘区域; (2)电针各时点各电针组肝脏血流灌注量均出现增加, 电针0～20 min灌注量增加率为足三里组＞曲泉组＞非经非穴组; 电针25～30 min为足三里组＞非经非穴组＞曲泉组。结论: 激光散斑血流成像技术能够精确记录显示电针过程肝脏表面的微循环变化情况, 电针可以增强正常小鼠肝脏血流灌注量, 电针增加肝脏血流灌注的效应存在穴位特异性。