漫射光技术的深层组织血流测量算法研究
发布时间：2021-01-05 12:42
近红外漫射光谱（NIRS）可以用于无创评估深层组织（最高达几厘米）的血液情况,同时,利用漫射相关光谱（DCS）可以从光场时间自相关函数中提取血流指数（BFI）。目前这种无创检测手段应用广泛,但一些非均匀生物组织如脑部血液信息测量,由于受表层组织的影响,实际测得脑皮层信号带有噪声。为了获得准确的血流值,课题组提出了N阶线性（NL）算法来提取具有任意几何形态的组织的血流值。但对于深层信号中携带的浅层干扰信息,该算法去除效果不明显。本文提出将计算血流信号的NL算法与最小二乘法相结合以实现去除深层组织血流中携带的浅层血流信号。该方法用于提升临床数据的准确性具有重要意义。本文的创新型工作有:（1）模型建立:近红外漫射光技术的应用具有该特点:利用不同距离的光源探测器测得的组织深度不同,获得的信号也不相同。就复杂的非均匀组织头部结构而言,对于脑皮层信息测量,将较远距离测得的光学信号分为头皮层与脑皮层两部分信号,有利于脑皮层信号测量的准确性。因此头部模型的建立,需要根据实际情况,大致分为头皮、颅骨、脑皮层,通过蒙特卡罗（MC）仿真建立相应的光学特性模型来进行研究。（2）算法研究:本文根据建立的头部模型...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容及结构安排
2 血流、血压测量仪器的介绍
2.1 血流测量
2.1.1 近红外漫射光（NIR）测量原理
2.1.2 漫射相关光谱（DCS）测量原理
2.1.3 DCS血流仪系统
2.2 血压测量
2.2.1 无创血压连续监测仪的分类
2.2.2 无创血压连续监测仪的原理
2.2.3 无创血压连续监测仪的构造
2.2.4 无创血压连续监测数据的分析软件
2.3 本章小结
3 血流精确测量的算法与实验设计
3.1 血流精确测量的动态NL算法研究
3.1.1 N阶线性算法
3.1.2 NL算法与最小二乘法的结合
3.2 计算机仿真
3.2.1 组织模型的建立
3.2.2 光子的蒙特卡罗仿真
3.3 仿体实验
3.3.1 仿体装置的搭建
3.3.2 仿体实验的硬件和软件基础
3.4 人体实验
3.5 本章小结
4 动态NL算法在实验中的应用、实验结果与数据分析
4.1 动态NL算法在计算机仿真中的应用
4.1.1 计算机仿真获得血流信号
4.1.2 计算机仿真结果与分析
4.2 动态NL算法在仿体实验中的应用
4.2.1 仿体实验获得血流信号
4.2.2 仿体实验结果与分析
4.3 动态NL算法在人体实验中的应用
4.3.1 人体头部血流信号与血压信号的获取
4.3.2 人体大脑实验数据与同步测量的血压数据分析
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国脑卒中流行现状及危险因素研究进展[J]. 张冬月,韩薇. 世界最新医学信息文摘. 2018(80)
[2]胰岛微血管系统与糖尿病的关系研究进展[J]. 徐天蔚,高文远,陈秋华,黄凤杰. 药物生物技术. 2018(03)
[3]中国60万人群脑血管病流行病学抽样调查报告[J]. 孙海欣,王文志. 中国现代神经疾病杂志. 2018(02)
[4]基于漫反射模型的生物组织光学特性参量迭代反演[J]. 王伟,朱启兵,黄敏. 光子学报. 2016(03)
[5]基于扩散相关光谱的血流检测方法研究[J]. 梁佳明,王晶,梅建生,张镇西. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
[6]老年血管迷走性晕厥患者直立倾斜试验的血流动力学研究[J]. 邓伟,唐其柱,周纪宁,杨剑雪,王芳,梁锦军,黄觊. 实用医学杂志. 2007(15)
[7]不同年龄组健康人在倾斜试验加异丙肾上腺素中的反应及意义[J]. 袁明远,曹林生,王佩秋,陈胜和. 岭南心血管病杂志. 1997(04)
博士论文
[1]光在三维结构组织中传输的MC模拟及脑功能成像研究[D]. 李婷.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]近红外漫射光血流测量的N阶线性算法的去噪研究[D]. 张鹏.中北大学 2019
本文编号：2958684
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容及结构安排
2 血流、血压测量仪器的介绍
2.1 血流测量
2.1.1 近红外漫射光（NIR）测量原理
2.1.2 漫射相关光谱（DCS）测量原理
2.1.3 DCS血流仪系统
2.2 血压测量
2.2.1 无创血压连续监测仪的分类
2.2.2 无创血压连续监测仪的原理
2.2.3 无创血压连续监测仪的构造
2.2.4 无创血压连续监测数据的分析软件
2.3 本章小结
3 血流精确测量的算法与实验设计
3.1 血流精确测量的动态NL算法研究
3.1.1 N阶线性算法
3.1.2 NL算法与最小二乘法的结合
3.2 计算机仿真
3.2.1 组织模型的建立
3.2.2 光子的蒙特卡罗仿真
3.3 仿体实验
3.3.1 仿体装置的搭建
3.3.2 仿体实验的硬件和软件基础
3.4 人体实验
3.5 本章小结
4 动态NL算法在实验中的应用、实验结果与数据分析
4.1 动态NL算法在计算机仿真中的应用
4.1.1 计算机仿真获得血流信号
4.1.2 计算机仿真结果与分析
4.2 动态NL算法在仿体实验中的应用
4.2.1 仿体实验获得血流信号
4.2.2 仿体实验结果与分析
4.3 动态NL算法在人体实验中的应用
4.3.1 人体头部血流信号与血压信号的获取
4.3.2 人体大脑实验数据与同步测量的血压数据分析
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国脑卒中流行现状及危险因素研究进展[J]. 张冬月,韩薇. 世界最新医学信息文摘. 2018(80)
[2]胰岛微血管系统与糖尿病的关系研究进展[J]. 徐天蔚,高文远,陈秋华,黄凤杰. 药物生物技术. 2018(03)
[3]中国60万人群脑血管病流行病学抽样调查报告[J]. 孙海欣,王文志. 中国现代神经疾病杂志. 2018(02)
[4]基于漫反射模型的生物组织光学特性参量迭代反演[J]. 王伟,朱启兵,黄敏. 光子学报. 2016(03)
[5]基于扩散相关光谱的血流检测方法研究[J]. 梁佳明,王晶,梅建生,张镇西. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
[6]老年血管迷走性晕厥患者直立倾斜试验的血流动力学研究[J]. 邓伟,唐其柱,周纪宁,杨剑雪,王芳,梁锦军,黄觊. 实用医学杂志. 2007(15)
[7]不同年龄组健康人在倾斜试验加异丙肾上腺素中的反应及意义[J]. 袁明远,曹林生,王佩秋,陈胜和. 岭南心血管病杂志. 1997(04)
博士论文
[1]光在三维结构组织中传输的MC模拟及脑功能成像研究[D]. 李婷.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]近红外漫射光血流测量的N阶线性算法的去噪研究[D]. 张鹏.中北大学 2019
本文编号：2958684
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