大鼠脑组织参数近红外微创测试系统开发与应用研究

论文摘要

脑组织光学、血氧和血流动力学参数的在位测量是生物医学领域中的重要研究内容,这些参数对组织类型识别、肿瘤定性分析、手术导航、脑功能基础研究等提供了丰富的参考信息。论文以实现组织光学、血氧和血流动力学参数的实时在位微创测量系统为研究目标,在测试系统设计进行了大量的研究工作,并将此系统在基础医学中的应用进行测试研究。本文主要研究内容:1、完成了基于双光纤微创探头和稳定态光纤光谱仪进行大鼠脑组织光谱信息的采集;2、系统控制软件设计,软件基于VC集成开发环境编写;3、测试系统定标,利用OXImeter对光学参数进行了系统定标;4、利用本系统进行SD大鼠创伤性脑水肿模型脱水研究,实现了不同剂量甘露醇以及不同浓度高渗盐水的脱水效果实时在位评估,验证了本系统的测试效果。本文主要创新点:1、构建了大鼠脑组织参数实时在位微创测量实验系统,系统可以同时获取穿刺轨迹上大鼠脑组织光学参数、血氧参数和血液动力学参数。2、利用本系统在临床医学上进行了初步应用探索,主要研究了SD大鼠创伤性脑水肿模型,发现约化散射系数可以实时评估SD大鼠脱水剂治疗效果,这个结果对临床医学基础研究具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和内容
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 论文结构与研究内容
• 1.3 本章小结
• 第二章 生物组织测量参数基础理论
• 2.1 组织光学参数
• 2.1.1 吸收系数
• 2.1.2 散射系数
• 2.1.3 各向异性因子
• 2.1.4 折射率
• 2.2 组织血氧参数和血流动力学参数
• 2.2.1 血红蛋白浓度
• 2.2.2 血氧饱和度
• 2.2.3 血流量和血容量
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统硬件组成
• 3.1 数据采集系统
• 3.2 步进电机控制系统
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 统一建模语言简介
• 4.2 测量程序架构类图及模块
• 4.2.1 光谱数据的获取
• 4.2.2 运动控制的实现方法
• 4.2.3 数据处理
• 4.2.4 参数的实时显示
• 4.2.5 数据的存储
• 4.3 人机交互界面
• 4.4 测量程序执行过程
• 4.4.1 保存光谱背景数据
• 4.4.2 系统校正
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统定标及临床应用基础研究
• 5.1 系统定标
• 5.1.1 定标材料
• 5.1.2 约化散射系数定标
• 5.2 临床应用基础研究--颅脑损伤疗效实时评估
• 5.2.1 大鼠的分组
• 5.2.2 实验步骤
• 5.2.3 系统监测结果
• 5.2.4 颅脑损伤实时疗效评估因子
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文创新点
• 6.3 展望
• 6.4 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文