数字仪器模拟器平台支持开发用于胎盘监测的非侵入性光学NIR设备

科学领域:

• 生物医学光学 生物医学光学
• 医学成像医学成像
• 产科 产科 产科 产科 产科

背景情况:

• 胎盘发育异常是导致不良妊娠结果的主要原因.
• 目前的床边胎盘监测方法是不够的.
• 连续波近红外光谱学 (CW-NIRS) 为床边功能测量提供了潜力,例如组织氧化.

研究的目的:

• 提出一个框架来评估CW-NIRS对胎盘检测的敏感性.
• 为工程师开发支持NIRS仪器开发的工具.
• 评估影响胎盘监测CW-NIRS准确性的因素.

主要方法:

• 模拟母亲的腹部作为一个四层结构 (皮肤,脂肪,肌肉,胎盘).
• 使用有限元素方法解决了扩散方程,以评估在不同条件下 (组织厚度,皮肤色调,氧和) 的灵敏度.
• 收集和细分了142名健康孕妇参与者的超声波图像.

主要成果:

• 使用CW-NIRS进行胎盘监测对于深层胎盘 (≥20毫米) 和具有短整合时间的深色皮肤色调是不可行的.
• 模拟显示光亮肤色的胎盘扫描概率很低 (在20毫米深处为12%),即使在优化设置下也是如此.
• 厚色和深色的皮肤色调充当过器,增加光吸收和阻断信号;空间分辨率光谱可能适用于表面的胎盘.

结论:

• 开发了一个框架来评估和优化CW-NIRS对于胎盘检测的灵敏度.
• 需要进行进一步的研究,以提高使用CW-NIRS的胎盘组织氧化测量的可靠性.