[發(fā)明專利]一種基于近紅外光譜的組織血流血氧成像裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010189563.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN111358473A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李哲;葛奇思;馮金超;賈克斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

本發(fā)明公開了一種基于近紅外光譜的組織血流血氧成像裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)組織不同深度血流與血氧的檢測(cè)與成像。所述成像裝置包括：光源為近紅外波段長(zhǎng)相干激光器，將多個(gè)波長(zhǎng)的激光器分別與多模光纖耦合，然后經(jīng)光開關(guān)切換后依次照射到被測(cè)組織表面；探測(cè)器為單光子計(jì)數(shù)器，利用單模光纖檢測(cè)組織表面因光源照射后產(chǎn)生的散射光斑強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)送至上位機(jī)，多通道探測(cè)光纖可實(shí)現(xiàn)不同位置的檢測(cè)；上位機(jī)基于軟件相關(guān)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)以及光強(qiáng)自相關(guān)的計(jì)算，不同波長(zhǎng)光強(qiáng)度的衰減用于計(jì)算組織血氧，同時(shí)，光強(qiáng)自相關(guān)衰減程度的快慢用于計(jì)算組織血流；調(diào)整光源光纖與探測(cè)光纖的位置分布可實(shí)現(xiàn)不同深度血流與血氧的檢測(cè)與成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于近紅外光譜的組織血流血氧成像裝置及方法。

背景技術(shù)

生物組織的血流與血氧參數(shù)是衡量機(jī)體正常與否的重要指標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)組織血流血氧的成像對(duì)腦疾病、乳腺癌以及心血管類疾病等的診斷和治療具有非常重要的意義。

由于水、血紅蛋白與脂肪等生物組織的主要發(fā)色團(tuán)在近紅外波段的吸收相對(duì)較弱，近紅外光譜(650nm-950nm)對(duì)于生物組織具有良好的穿透性，能夠?qū)崿F(xiàn)深層生物組織血紅蛋白(HbO₂)、脫氧血紅蛋白(Hb)和血氧飽和度(StO₂)的無創(chuàng)測(cè)量，該技術(shù)通常被稱作近紅外光譜技術(shù)(NIRS)。擴(kuò)散相關(guān)光譜(Diffuse Correlation Spectroscopy,DCS)利用近紅外光譜照射到組織表面，通過計(jì)算組織表面散射光斑的光強(qiáng)自相關(guān)函數(shù)(g₂(τ))，推算組織中紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)組織血流的定量檢測(cè)。在血流檢測(cè)技術(shù)中，激光多普勒(LaserDoppler,LD)穿透深度低、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)時(shí)間分辨率低且不能長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)床邊診斷、正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)(Positron EmissionTomography,PET)存在輻射損害。擴(kuò)散相關(guān)光譜技術(shù)則具有無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、長(zhǎng)時(shí)間床邊檢測(cè)、成本低、易操作等優(yōu)勢(shì)，將其與近紅外光譜技術(shù)相結(jié)合可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)組織血流血氧的無創(chuàng)檢測(cè)。

目前對(duì)于上述兩種技術(shù)的結(jié)合，大都只是在測(cè)量裝置上的整合，以增加通道數(shù)為代價(jià)獲取多位置點(diǎn)的血流血氧數(shù)據(jù)，成本高、耗時(shí)長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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