双层血脂幻影和方法来确定吸收和氧化,使用DTOFs时刻的变化

科学领域:

• 生物医学光学 生物医学光学
• 医疗成像医学成像
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 近红外光谱 (NIRS) 对于测量组织氧和度 (StO2) 是至关重要的.
• 在大脑和头皮等多层组织中准确确定StO2仍然是一个临床挑战.
• 现有的方法很难从不同的组织层中区分StO2的贡献.

研究的目的:

• 开发和验证用于时间域NIRS (TD-NIRS) 的新型数据分析方法.
• 为了创建一个双层幻影,模拟表面和深层组织的动态StO2变化.
• 为了实现准确,多层次的StO2测量,克服表面层污染.

主要方法:

• 使用了光子飞行时间分布 (DTOF) 的统计时刻的变化.
• 应用了N层介质的扩散方程的分析解决方案.
• 使用Levenberg-Marquardt算法 (LMA) 来确定多层的吸收系数变化 (Δμa).

主要成果:

• 新的TD-NIRS分析方法准确地确定了新型双层幻影的两层吸收系数 (μa) 和StO2.
• 使用墨水和血液的实验证明了该方法能够量化μa和动态StO2变化的巨大变化.
• 该方法成功克服了表面层干扰,为表面和深层组织层提供了准确的测量.

结论:

• 开发的TD-NIRS分析方法代表了NIRS组织氧度和功能NIRS (fNIRS) 应用的重大进展.
• 新的双层幻影使NIRS技术的实际性能测试和验证更加容易.
• 这种方法可以提高从头部表面测量中确定大脑StO2的准确性.