通过使用斑点对比光学光谱学评估人类头皮和大脑血液流动的敏感性通过表面动脉封闭
Yu Xi Huang1, Simon Mahler1, Maya Dickson1
1Department of Electrical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA.
APL bioengineering
|October 24, 2025
概括
我们开发了一种新的光学光谱系统,用于非侵入性地测量大脑血液流动. 通过选择性地阻断头皮血液流动,我们展示了系统.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 脑血管生理学 脑血管生理学
- 医疗器械 医疗器械 医疗器械
背景情况:
- 脑血流 (CBF) 监测对于诊断神经疾病至关重要.
- 由于头皮和头骨干扰,难以进行非侵入性CBF测量.
- 现有的方法很难区分头皮和大脑的血液动态.
研究的目的:
- 开发和验证一种测量大脑血流量和体积的非侵入性方法.
- 用光学光谱学来区分头皮血液动态与大脑血液动态.
- 优化配置,以首选探测大脑信号.
主要方法:
- 开发一个聚合的七通道光斑对比光学光谱学 (SCOS) 系统.
- 使用不同的源探测器距离来准不同的组织深度.
- 使用表面动脉阻塞来隔离头皮的血液流动.
主要成果:
- 头皮敏感通道在闭塞期间显示出显著的血液动态减少.
- 大脑敏感通道在表面动脉封闭期间表现出最小的变化.
- 实验证据证实了在扩散光学测量中头皮血液流动的敏感性.
结论:
- 开发的SCOS系统可以非侵入性地测量大脑血流量和体积.
- 表面动脉封闭有效地隔离了头皮血液动态.
- 优化的SCOS配置可以优先探测大脑信号,提高诊断能力.


