漫射光技術(shù)的深層組織血流測量算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-05 12:42
近紅外漫射光譜(NIRS)可以用于無創(chuàng)評估深層組織(最高達(dá)幾厘米)的血液情況,同時(shí),利用漫射相關(guān)光譜(DCS)可以從光場時(shí)間自相關(guān)函數(shù)中提取血流指數(shù)(BFI)。目前這種無創(chuàng)檢測手段應(yīng)用廣泛,但一些非均勻生物組織如腦部血液信息測量,由于受表層組織的影響,實(shí)際測得腦皮層信號帶有噪聲。為了獲得準(zhǔn)確的血流值,課題組提出了N階線性(NL)算法來提取具有任意幾何形態(tài)的組織的血流值。但對于深層信號中攜帶的淺層干擾信息,該算法去除效果不明顯。本文提出將計(jì)算血流信號的NL算法與最小二乘法相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)去除深層組織血流中攜帶的淺層血流信號。該方法用于提升臨床數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性具有重要意義。本文的創(chuàng)新型工作有:(1)模型建立:近紅外漫射光技術(shù)的應(yīng)用具有該特點(diǎn):利用不同距離的光源探測器測得的組織深度不同,獲得的信號也不相同。就復(fù)雜的非均勻組織頭部結(jié)構(gòu)而言,對于腦皮層信息測量,將較遠(yuǎn)距離測得的光學(xué)信號分為頭皮層與腦皮層兩部分信號,有利于腦皮層信號測量的準(zhǔn)確性。因此頭部模型的建立,需要根據(jù)實(shí)際情況,大致分為頭皮、顱骨、腦皮層,通過蒙特卡羅(MC)仿真建立相應(yīng)的光學(xué)特性模型來進(jìn)行研究。(2)算法研究:本文根據(jù)建立的頭部模型...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 血流、血壓測量儀器的介紹
2.1 血流測量
2.1.1 近紅外漫射光(NIR)測量原理
2.1.2 漫射相關(guān)光譜(DCS)測量原理
2.1.3 DCS血流儀系統(tǒng)
2.2 血壓測量
2.2.1 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的分類
2.2.2 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的原理
2.2.3 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的構(gòu)造
2.2.4 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析軟件
2.3 本章小結(jié)
3 血流精確測量的算法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1 血流精確測量的動(dòng)態(tài)NL算法研究
3.1.1 N階線性算法
3.1.2 NL算法與最小二乘法的結(jié)合
3.2 計(jì)算機(jī)仿真
3.2.1 組織模型的建立
3.2.2 光子的蒙特卡羅仿真
3.3 仿體實(shí)驗(yàn)
3.3.1 仿體裝置的搭建
3.3.2 仿體實(shí)驗(yàn)的硬件和軟件基礎(chǔ)
3.4 人體實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
4 動(dòng)態(tài)NL算法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
4.1 動(dòng)態(tài)NL算法在計(jì)算機(jī)仿真中的應(yīng)用
4.1.1 計(jì)算機(jī)仿真獲得血流信號
4.1.2 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與分析
4.2 動(dòng)態(tài)NL算法在仿體實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
4.2.1 仿體實(shí)驗(yàn)獲得血流信號
4.2.2 仿體實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3 動(dòng)態(tài)NL算法在人體實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
4.3.1 人體頭部血流信號與血壓信號的獲取
4.3.2 人體大腦實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與同步測量的血壓數(shù)據(jù)分析
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國腦卒中流行現(xiàn)狀及危險(xiǎn)因素研究進(jìn)展[J]. 張冬月,韓薇. 世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘. 2018(80)
[2]胰島微血管系統(tǒng)與糖尿病的關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 徐天蔚,高文遠(yuǎn),陳秋華,黃鳳杰. 藥物生物技術(shù). 2018(03)
[3]中國60萬人群腦血管病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報(bào)告[J]. 孫海欣,王文志. 中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志. 2018(02)
[4]基于漫反射模型的生物組織光學(xué)特性參量迭代反演[J]. 王偉,朱啟兵,黃敏. 光子學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]基于擴(kuò)散相關(guān)光譜的血流檢測方法研究[J]. 梁佳明,王晶,梅建生,張鎮(zhèn)西. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(10)
[6]老年血管迷走性暈厥患者直立傾斜試驗(yàn)的血流動(dòng)力學(xué)研究[J]. 鄧偉,唐其柱,周紀(jì)寧,楊劍雪,王芳,梁錦軍,黃覬. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志. 2007(15)
[7]不同年齡組健康人在傾斜試驗(yàn)加異丙腎上腺素中的反應(yīng)及意義[J]. 袁明遠(yuǎn),曹林生,王佩秋,陳勝和. 嶺南心血管病雜志. 1997(04)
博士論文
[1]光在三維結(jié)構(gòu)組織中傳輸?shù)腗C模擬及腦功能成像研究[D]. 李婷.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]近紅外漫射光血流測量的N階線性算法的去噪研究[D]. 張鵬.中北大學(xué) 2019
本文編號:2958684
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 血流、血壓測量儀器的介紹
2.1 血流測量
2.1.1 近紅外漫射光(NIR)測量原理
2.1.2 漫射相關(guān)光譜(DCS)測量原理
2.1.3 DCS血流儀系統(tǒng)
2.2 血壓測量
2.2.1 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的分類
2.2.2 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的原理
2.2.3 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測儀的構(gòu)造
2.2.4 無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析軟件
2.3 本章小結(jié)
3 血流精確測量的算法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1 血流精確測量的動(dòng)態(tài)NL算法研究
3.1.1 N階線性算法
3.1.2 NL算法與最小二乘法的結(jié)合
3.2 計(jì)算機(jī)仿真
3.2.1 組織模型的建立
3.2.2 光子的蒙特卡羅仿真
3.3 仿體實(shí)驗(yàn)
3.3.1 仿體裝置的搭建
3.3.2 仿體實(shí)驗(yàn)的硬件和軟件基礎(chǔ)
3.4 人體實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
4 動(dòng)態(tài)NL算法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
4.1 動(dòng)態(tài)NL算法在計(jì)算機(jī)仿真中的應(yīng)用
4.1.1 計(jì)算機(jī)仿真獲得血流信號
4.1.2 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與分析
4.2 動(dòng)態(tài)NL算法在仿體實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
4.2.1 仿體實(shí)驗(yàn)獲得血流信號
4.2.2 仿體實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3 動(dòng)態(tài)NL算法在人體實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
4.3.1 人體頭部血流信號與血壓信號的獲取
4.3.2 人體大腦實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與同步測量的血壓數(shù)據(jù)分析
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國腦卒中流行現(xiàn)狀及危險(xiǎn)因素研究進(jìn)展[J]. 張冬月,韓薇. 世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘. 2018(80)
[2]胰島微血管系統(tǒng)與糖尿病的關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 徐天蔚,高文遠(yuǎn),陳秋華,黃鳳杰. 藥物生物技術(shù). 2018(03)
[3]中國60萬人群腦血管病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報(bào)告[J]. 孫海欣,王文志. 中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志. 2018(02)
[4]基于漫反射模型的生物組織光學(xué)特性參量迭代反演[J]. 王偉,朱啟兵,黃敏. 光子學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]基于擴(kuò)散相關(guān)光譜的血流檢測方法研究[J]. 梁佳明,王晶,梅建生,張鎮(zhèn)西. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(10)
[6]老年血管迷走性暈厥患者直立傾斜試驗(yàn)的血流動(dòng)力學(xué)研究[J]. 鄧偉,唐其柱,周紀(jì)寧,楊劍雪,王芳,梁錦軍,黃覬. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志. 2007(15)
[7]不同年齡組健康人在傾斜試驗(yàn)加異丙腎上腺素中的反應(yīng)及意義[J]. 袁明遠(yuǎn),曹林生,王佩秋,陳勝和. 嶺南心血管病雜志. 1997(04)
博士論文
[1]光在三維結(jié)構(gòu)組織中傳輸?shù)腗C模擬及腦功能成像研究[D]. 李婷.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]近紅外漫射光血流測量的N階線性算法的去噪研究[D]. 張鵬.中北大學(xué) 2019
本文編號:2958684
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