基于低成本光谱技术的脑部血流量测量

2018-05-03 14:08

据外媒报道，来自美国加州大学戴维斯分校的研究人员开发了一种用于测量人脑血流量的光谱技术，可用于中风或创伤性脑损伤患者脑血流量的测量。该技术基于传统的数码技术，比现有方法便宜且更加可靠。

该研究小组改进了称为漫射相关光谱学（DCS）的实验技术。利用这种技术，将激光照射在患者头上，来自激光照射的光子会穿过头骨和大脑，随后会被血液和大脑组织分散；放置在头部某位置的探头，可以测量由于血液运动而产生的光波动。这些波动提供了有关血流量的信息。所产生的光信号非常弱，而随着穿过颅骨和脑组织的距离越远，还会变得更弱。因此DCS需要一些非常敏感、昂贵的单光子计数检测器。但是如果加强穿过颅骨和脑部组织的光线强度，可能会烧伤患者皮肤。

与加利福尼亚大学戴维斯分校生物医学工程系副教授Vivek Srinivasan一起工作的博士后研究员Wenjun Zhou采用了另一种方法，其研究方法基于这样的事实：重叠的光波会互相强化或相互抵消。他们首先将光束分成样本和参考路径。样本光束进入患者的头部，而另一个更强的参考光束通过路由，以使其在到达检测器之前与样本光束重新连接。这样一来就提高了信号强度，这意味着不需要20多个光子计数检测器（每个成本高达几千美元），研究人员可以使用单个CMOS相机芯片就能实现目的。他们将其称之为干涉式扩散波谱法（iDWS）。

Zhou表示，这种方法的另外一个好处是，他们不需要关闭房间的灯，就能通过iDWS进行测量。终究有一天，他们甚至可以在明亮的阳光下室外监测脑部血流量。