【摘 要】
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脑血流和脑血氧是反映神经系统代谢的重要生理参数,实现对脑血流和脑血氧的检测具有重要的临床意义。本文将光学内源信号成像(Optical intrinsic signal,OIS)和激光散斑血流成像(Laser speckle imaging,LSI)进行联合,搭建了一套小动物颅脑损伤模型的脑血流和脑血氧实时在位监测系统。本文的主要工作包括:1、分析了现有的光学成像技术,确定了光学内源信号成像技术作为
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脑血流和脑血氧是反映神经系统代谢的重要生理参数,实现对脑血流和脑血氧的检测具有重要的临床意义。本文将光学内源信号成像(Optical intrinsic signal,OIS)和激光散斑血流成像(Laser speckle imaging,LSI)进行联合,搭建了一套小动物颅脑损伤模型的脑血流和脑血氧实时在位监测系统。本文的主要工作包括:1、分析了现有的光学成像技术,确定了光学内源信号成像技术作为氧合血红蛋白检测的方案。综合考虑生物组织内的吸收色团,最终采用修正的朗伯比尔定律作为数据分析模型;通过分析现有血流成像方法,最终利用激光散斑衬比成像技术进行血流成像实验,实现了血流图像处理分析算法。2、对关键元器件的性能进行分析和选型,最终完成了系统的集成和搭建。其中光学内源信号成像系统主要包括卤素灯、滤光片及滤光片轮、光学镜筒、CCD相机。血流成像系统包括632.8 nm He-Ne激光器,扩束镜、衰减器、反光镜等组成的光路。采用同一CCD相机,实现同视场成像,有效集成了两个系统。3、基于Labview和Matlab编写了系统控制和血流、血氧成像算法。软件功能涉及对血流图像的处理和ROI分析,以及氧合血红蛋白在内的6种吸收色团的处理和ROI分析等。4、进行实验验证分析,对激光散斑血流成像系统进行离体定标实验,验证了系统的稳定性和可靠性。进一步利用脂多糖诱导小鼠脑损伤模型进行血流成像实验,验证了脂多糖会引起小鼠脑血流的异常变化。最后,利用高渗盐水和甘露醇对脑损伤后的小鼠进行治疗,评估了两种治疗药物的一致性和差异性。同时,实验结果也验证了控制软件的稳定性和数据分析软件的准确性。研究结果表明开发的硬件系统能够实现对小鼠脑血流和脑血氧的同步测量,软件系统能够准确地对实验数据进行分析和处理,同时,实验验证了脂多糖脑损伤模型在临床应用中的价值和意义。
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