Microvascular imaging: techniques and opportunities for clinical physiological measurements

Abstract

The microvasculature presents a particular challenge in physiological measurement because the vessel structure is spatially inhomogeneous and perfusion can exhibit high variability over time. This review describes, with a clinical focus, the wide variety of methods now available for imaging of the microvasculature and their key applications. Laser Doppler perfusion imaging and laser speckle contrast imaging are established, commercially-available techniques for determining microvascular perfusion, with proven clinical utility for applications such as burn-depth assessment. Nailfold capillaroscopy is also commercially available, with significant published literature that supports its use for detecting microangiopathy secondary to specific connective tissue diseases in patients with Raynaud's phenomenon. Infrared thermography measures skin temperature and not perfusion directly, and it has only gained acceptance for some surgical and peripheral microvascular applications. Other emerging technologies including imaging photoplethysmography, optical coherence tomography, photoacoustic tomography, hyperspectral imaging, and tissue viability imaging are also described to show their potential as techniques that could become established tools for clinical microvascular assessment. Growing interest in the microcirculation has helped drive the rapid development in perfusion imaging of the microvessels, bringing exciting opportunities in microvascular research.

Method of Digital Processing of Video Thermogramms at Execution of the Open Heart Operations with Filtration of Visual Fields of Myocardium

“…Серед найпоширеніших методів візуалізації кровотоку можна виділити метод лазерної доп-плерівської візуалізації, метод лазерної контраст-ної візуалізації, метод фотоплетизмографічної ві-зуалізації та капіляроскопії [4,5]. Перелічені ме-тоди використовують ефекти, які пов'язані із вза-ємодією оптичного випромінювання видимого і близького інфрачервоного діапазонів з біологіч-ною тканиною.…”

Icrocirculatory changes in bulbar conjunctiva in various diseases

“…Измерение калибра сосудов буль-барной конъюнктивы, ее температуры и кровотока в пе-риод бодрствования выявило снижение количественных ВЕСТНИК ОФТАЛЬМОЛОГИИ 2,2016 ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ значений данных параметров в середине дня (за счет сни-жения выработки мелатонина, а, следовательно, цитоки-нов и медиаторов воспаления) и максимальное увеличе-ние этих показателей в начале дня (за счет повышенного содержания цитокинов в слезе, приводящего к воспале-нию и вазодилатации) [28]. К развивающимся технологи-ям оценки микрососудистого русла относятся: визуализи-рующая фотоплетизмография, оптическая когерентная и фотоакустическая томография [29]. Для оценки степени конъюнктивальной инъекции используют алгоритм CLAHE (контрастно-ограниченное адаптивное выравни-вание гистограмм) [30].…”

Visualization of vasculature using a hand-held photoacoustic probe: phantom and in vivo validation

“…[2][3][4] Assessment of microvasculature function has diagnostic potential for a wide range of systemic (vascular) diseases. 5 Visualization of superficial microvasculature and sensitive assessment of blood volume dynamics is hypothesized to be of added value in several pathologies with cutaneous involvement, such as systemic sclerosis and dermatomyositis. [6][7][8] Imaging of superficial tissue is an appealing application for PA because only a limited imaging depth is required.…”