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接触式近红外漫射相关断层成像数据处理及脑血流重建研究

Research of Contact Near-Infrared Diffuse Correlation Tomography Data Processing and Cerebral Blood Flow Reconstruction

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摘要近红外漫射相关血流层析成像可以为肿瘤的病变趋势提供重要参考信息.本研究针对仿体和临床测试g1(τ)曲线波动较大,斜率异常问题,提出采用连续下降-阈值法先对g1(τ)数据进行筛选,经N阶线性算法拟合出g1(τ)曲线斜率;再针对仿体和临床测试易受环境光影响,血流指数(BFI)图像易出现的"凹面效应"问题,构建调整矩阵对斜率进行校正,最后采用Bregman-TV重建算法实现血流重建;同时剔除底部边缘被少量S-D探测到的体素,以降低方程组的病态性.经仿体实验验证,修正后重建的BFI"凹面效应"消失,类固体"十字型"仿体异质物边缘清晰,第2层(深度10～15 mm)对比度0.77;流速500 mL/h"管状"异质物的两层对比度均在3以上;临床测试结果显示,20位志愿者平躺静息状态与70°头上位倾斜状态BFI差值t-分布的95％置信区间为[1.10 cm2/s,1.44 cm2/s],不包含0;采用Bootstrap重复抽样法获得的对比度中位数为1.42(95％CI[1.35,1.50]),远大于1.两者均表明g1(τ)修正后的NL-DCT设备显著提升了活体组织微血流检测的敏感性,可以更加敏锐地检测出因体位变化诱发的BFI变化,具有良好的血流成像和异常检测功能,有望作为一种新型设备用于诊断局部灌注异常相关疾病.

作者张晓娟 ^[1] 黎子诚 ^[2] 卫佳慧 ^[3] 曹向前 ^[3] 尚禹 ^[4] 学术成果认领

作者单位太原工业学院电子工程系,太原 030008;中北大学信息与通信工程学院,太原 030051 ^[1] 太原工业学院电子工程系,太原 030008;山西大学物理电子工程学院,太原 030006 ^[2] 太原工业学院电子工程系,太原 030008 ^[3] 中北大学信息与通信工程学院,太原 030051 ^[4]