小波变换对OCT图像的降噪处理

通过分析光学相干层析成像系统中的噪音源以及不同噪音对成像质量的影响,利用小波变换的方法,结合软阈值滤波对图像去噪,消除噪音对图像的干扰,处理后图像变得清晰了,图像质量得以改善,表明该方法能达到减小图像噪音的目的.     

近红外漫反射光谱在脱水剂脱水作用中的应用研究

分析了脑局部皮层的近红外漫反射光谱在研究脱水剂脱水作用中的可行性。将60只SD大鼠随机分成A、B、C三组,每组分别在尾静脉推注0.9% NaCl、20%甘露醇和7.5% NaCl(均为10ml/kg),利用双光纤微创探头实时在位采集推注前后大鼠局部脑皮质的近红外漫反射光谱,分析光谱变化。结果：A组(0.9% NaCl)推注前后光谱未见明显变化,B组(20% 甘露醇)和C组(7.5% NaCl)推注后近红外区光谱斜率绝对值的相对变化率分别上升（5.5±1.2）%和（10.5±2.5）%,三组间的差别存在统计学意义。可见,脑局部皮质的漫反射光谱可作为一种评估脱水剂脱水作用的新方法。     

激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究

激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传热方程和轴对称高斯形状的激光光束热源方程,参量针对离体猪肝组织,考虑到了生物组...     

脑组织血氧饱和度的微创在位测量

 利用光纤光谱仪和光纤探头建立脑组织血氧饱和度（hemoglobin oxygen saturation, SO2）微创在位测量系统。将悬乳液和全血的混合溶液作为生物组织模型,获取模型在不同SO2下可见光区实时吸收光谱与血氧分析仪所测SO2数据的样本集,将吸收光谱作归一化处理后取得500nm～600nm区间的4个光谱特征参量,通过统计分析建立特征参量与血氧饱和度的经验公式。结果表明：利用该系统获得了30只大鼠脑皮层不同深度的血氧饱和度SO2,其范围为64%～76%。这种方法有助于脑外科微创手术中实时在位测试脑组织血氧饱和度研究。     

大鼠射频损毁治疗靶点脑局部血氧饱和度(SO2)变化特性研究

神经外科脑毁损术中靶点局部生理参数实时监控非常重要,目前手术疗效还没有一种可靠的实时评估指标,我们将对此进行初步探索。采用 SD大鼠为实验对象,对大鼠脑部治疗靶点进行局部射频毁损,利用微创近红外光谱技术实时测量局部血氧饱和度,考察其毁损过程中的变化规律。实验结果表明血氧饱和度在可逆与不可逆毁损时表现出不同的变化特性,通过对实验数据的统计分析,找到了一些基本规律,这些结果对立体定向射频毁损实时疗效评估具有一定的参考价值。     

射频毁损术中近红外实时监测技术基础研究

利用近红外光谱(Near infrared spectrum,NIRS)测量技术进行射频损毁术中实时监测技术研究,探讨立体定向术中损毁疗效评估的可行性.在进行丘脑腹外侧核(Ventrolateral Thalamus,Vim)毁损术射频损毁的同时,使用近红外光谱实时采集系统检测在损毁过程中吸收系数(μa)与优化散射系数(μ's)的变化情况.结果表明: 44℃射频损毁过程中吸收系数和优化散射系数增大,停止掀毁后逐步恢复,稳定后μa和μ's稍高于初始值; 70℃射频损毁时μz和μ's增大,停止损毁且稳定后保持不变.根据μa和μ's的变化规律进行立体定向毁损过程实时监测是非常有可能的.     

椎弓根钉植入针道上骨组织光谱特性研究

运用光谱技术研究了椎骨组织不同位置的特征识别因子.光谱采集系统由双光纤手钻一体式探头(光纤芯径200μm,中心距离0.5mm)、卤素光源(波长360～2 000nm)、光纤光谱仪(检测波长为200～1 100nm)和计算机组成,可以同时获得生物组织的漫反射光谱和约化散射系数.以猪椎骨为实验对象,测量椎弓根螺钉植入针道上不同骨组织的漫反射光谱和约化散射系数,并对光谱进行特定波长的峰值、面积、斜率分析,获得特性识别因子.研究发现,椎弓根钉植入针道上不同骨组织的光谱表现出不同的变化特性.其中峰值的变化比约化散射系数的变化高1.88倍,面积的变化比约化散射系数的变化高2.05倍.在495～505nm处,骨密质和骨疏质的光谱斜率都为正值;在520～535nm处,骨密质光谱的斜率为正值,而骨疏质光谱的斜率为负值.结果表明,通过光谱特性分析获得的峰值、面积和斜率因子能够有效地区分针道上骨密质与骨疏质的差异.     

血液可见吸收光谱与血氧参数神经网络估算法

总血红蛋白浓度和血氧饱和度是两个基本的血氧参数。文章提出了利用内置双光纤微创探头在位测量大鼠脑组织血氧参数的新方法。首先,利用悬乳液(Intralipid)和全血配置不同总血红蛋白浓度的混合溶液,模拟生物组织模型,用光纤光谱仪测试系统测量组织模型在加氧和去氧时的实时吸收光谱,同时用血氧分析仪(OXI meter)对血氧参数定标,建立测试光谱和定标数据样本集。然后,利用人工神经网络建立血液吸收光谱与血氧参数的神经网络模型,训练后的网络模型能根据吸收光谱输出生物组织的血氧参数值,总血红蛋白浓度和血氧饱和度的平均输出误差分别为±4μmol·L-1和±5%。最后,利用神经网络模型对大鼠脑组织血氧参数进行了在位测试实验,测得脑灰质的血氧饱和度为0.60~0.70,脑白质血氧饱和度为0.45~0.55;总血红蛋白浓度在脑皮层(深度1mm)附近最高,平均110μmol·L-1,其余深度脑组织的总血红蛋白浓度为70~90μmol·L-1。这种方法对脑外科微创手术中实时在位测试脑组织血氧参数具有重要的参考意义。     

内插光纤对生物组织有限束宽光吸收的影响

考虑到激光间质热疗时激光从内置在组织中的光纤输出且光束为有限宽光束,建立了内插光纤的双层球体组织模型;基于蒙特卡罗法获得无限窄光束在组织内的吸收值,利用入射光强与格林函数进行卷积计算,获得有限宽光束的光传输方程;以高斯光束和平圆光束为例,分别对比分析了考虑与不考虑内插光纤时组织对有限宽光束吸收情况的变化。结果表明:组织对平圆光束的吸收值较小、对高斯光束的吸收值较大,内插光纤对组织吸收平圆光束的影响较小,而对光子出射中心附近组织吸收高斯光束的影响较大。因此,采用高斯光束进行激光间质热疗时应考虑内插光纤对组织吸收光能的影响。所提模型更加接近激光间质热疗的实际情况,对准确预估激光间质热疗的热毁损范围具有重要的意义。