一种新型的心电图同步激光多普勒全息系统，用于解析心脏周期中的视网膜血流动力学：开发与验证

《Scientific Reports》：A novel electrocardiogram-synchronized laser Doppler holography system for cardiac cycle-resolved retinal hemodynamics: development and validation

　　

摘要

视网膜微血管是少数可以在体内直接且无创地观察微循环的部位之一，为研究眼部疾病和全身健康状况提供了独特的窗口。在这项研究中，我们开发并验证了一种新型成像平台，该平台结合了定制的单导心电图（ECG）和激光多普勒全息术（LDH）——一种能够捕捉多普勒效应引起的相位变化的高速成像技术，用于实时、按心脏周期分辨率评估视网膜血流动力学。共有25名健康成年人接受了检查（每只眼睛拍摄5张图像），其中563个心脏周期的数据符合分析质量标准。系统内部延迟加上同步误差合计小于5毫秒。LDH测得的心跳间隔与ECG的R-R间期高度吻合，平均差异仅为约3毫秒，显示出极佳的时间稳定性且无可测量的漂移。我们测量了ECG与视网膜之间的延迟时间，具体包括从ECG R波峰值到LDH峰值收缩速度（R-PSV）、最大收缩斜率（R-MaxSlope）以及50% PSV幅度（R-PSV?）所需的时间。R-PSV?的平均值±标准差为128±18毫秒，重复性最高（ICC=0.78，中位数CV=4.8%）。在探索性分析中，发现ECG-视网膜延迟与年龄和心率存在一定的相关性。这种集成的ECG-LDH平台能够提供可重复、同步、高速、按心脏周期分辨的视网膜血流动力学测量结果，并为研究眼心关系建立了定量框架。