动物术中脑血流实时监测的关键技术和系统设计

发布时间：2017-04-02 16:06

  本文关键词：动物术中脑血流实时监测的关键技术和系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光学成像技术作为一种重要的脑成像手段，被广泛应用在脑科学的研究中。如激光散斑衬比成像技术（LSCI）可以得到高时间空间分辨率的二维脑皮层血流图像，内源信号光学成像技术（OIS）提供了具有较高空间分辨率的脑功能成像方法……通过多种脑成像技术的应用，可以实现单个或多个参数的脑皮层血流的监测和成像。现有的手术实验台与光学的脑血流成像系统是相互分离的，只能在动物手术结束后，将实验动物俯卧位固定才能对其脑皮层血流进行监测。该系统的缺点是无法对术中以及术后早期的脑血流信息进行监测。通过设计动物术中脑血流实时监测实验台，可以实时获得全程的脑血流信息，对研究急性缺血早期的脑皮层血供机制进而寻找最佳治疗窗口具有重要意义。 此外，在很多动物手术，尤其是一些动物模型制备手术过程中，术中的脑皮层血流（CBF）实时监测是至关重要的。实时获取的脑皮层血流变化信息，可以对手术者进行手术导航，使手术者实时对当前的手术过程进行评估并调整相应的手术操作，从而提高手术的成功率和动物模型的稳定性。 本文中，基于激光散斑血流成像技术，设计了一套既方便实验者进行实验操作，，又可以实时监测小动物术中脑血流变化的实验台，具体包括实验台、激光散斑成像系统以及配套的软件系统并引入原始图像实时配准技术。同时，应用该实验台在线栓法制备中风模型手术中，实时监测脑血流变化情况，并以此引导线栓法手术操作，对实验台性能进行测试，并对手术过程中脑皮层血流的变化进行研究。
【关键词】：光学成像 术中 激光散斑成像 脑血流 实验台 线栓法
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 激光散斑衬比度成像技术介绍11-15
• 1.2.1 传统方法11-12
• 1.2.2 激光散斑衬比度成像12-13
• 1.2.3 用于脑皮层血流监测的激光散斑衬比成像系统13-15
• 1.3 本研究的主要工作15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 术中脑血流实时监测动物手术实验台设计16-26
• 2.1 实验台设计需求分析16-17
• 2.2 实验台设计方案17-25
• 2.2.1 总体设计17-18
• 2.2.2 设计细节18-25
• 2.2.2.1 仰卧位立体定位仪设计18-20
• 2.2.2.2 可旋转手术圆盘设计20-21
• 2.2.2.3 激光散斑衬比成像系统的集成与放置21-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 术中脑血流检测实验台配套软件开发26-49
• 3.1 软件需求分析26-27
• 3.2 软件系统介绍27-48
• 3.2.1 微软基础类 MFC（Microsoft Foundation Classes）介绍27
• 3.2.2 软件系统主程序界面介绍27-28
• 3.2.3 图像显示28-31
• 3.2.3.1 BMP 图像格式简介28-29
• 3.2.3.2 图像显示流程29-31
• 3.2.4 激光散斑衬比分析（LASCA）方法实现31-35
• 3.2.4.1 主要激光散斑衬比分析方法介绍31-32
• 3.2.4.2 时间衬比分析方法的实现32-34
• 3.2.4.3 RPE 衬比分析方法的实现34-35
• 3.2.5 系统硬件控制35-38
• 3.2.5.1 激光光源控制35-37
• 3.2.5.2 CCD 相机的软件控制37-38
• 3.2.6 图像数据保存38-42
• 3.2.6.1 功能需求38-39
• 3.2.6.2 图像数据保存对话框构造39-40
• 3.2.6.3 图像保存程序实现40-41
• 3.2.6.4 原始散斑图像数据实时存储41-42
• 3.2.7 感兴趣区域(ROI)绘制42-44
• 3.2.7.1 概述42
• 3.2.7.2 矩形感兴趣区域绘制42-44
• 3.2.7.3 圆形以及任意形状感兴趣区域的绘制44
• 3.2.7.4 小结44
• 3.2.8 感兴趣区域血流监测44-47
• 3.2.8.1 基本原理44-45
• 3.2.8.2 感兴趣区域衬比值的计算45
• 3.2.8.3 衬比值动态曲线的绘制45-46
• 3.2.8.4 ROI 血流变化监测流程图46-47
• 3.2.8.5 小结47
• 3.2.9 多线程运用47-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 术中激光散斑血流成像的实时配准49-57
• 4.1 引言49-50
• 4.2 图像配准技术简介50-52
• 4.2.1 概述50
• 4.2.2 空间变换50-51
• 4.2.3 相似性测度51
• 4.2.4 配准方法51-52
• 4.3 CUDA 简介52-55
• 4.3.1 GPU 通用并行计算52-53
• 4.3.2 通用并行计算架构 CUDA53-55
• 4.4 配准的并行化实现55-56
• 4.5 本章讨论56-57
• 第五章 大脑中动脉栓塞模型的术中血流监测研究57-63
• 5.1 引言57
• 5.2 大脑中动脉栓塞（MCAO）模型57-59
• 5.2.1 脑卒中简介57-58
• 5.2.2 线栓法制备大鼠 MCAO 模型58-59
• 5.3 实验方案59-60
• 5.3.1 实验准备59-60
• 5.3.2 线栓法制备大鼠 MCAO 模型及术中脑血流实时监测60
• 5.4 结果及讨论60-62
• 5.5 本章总结62-63
• 第六章 全文总结63-65
• 6.1 本论文的主要内容63
• 6.2 本论文的主要创新之处63-64
• 6.3 研究展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间已发表或录用的论文70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：282749