基于SFDI的浅层组织微循环研究-论文-万方医学网

基于SFDI的浅层组织微循环研究

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摘要在生物医学基础研究及临床诊断中，获得人体及生物体的形态和功能学信息主要依赖于各类成像技术。生物组织扩散光学成像对于从微米到厘米层次组织结构和功能的可视化是一种有效的方法。近年来，逐渐兴起的空间频域成像技术SFDI（SpatialFrequencyDomainImaging）是一种全新的非接触、无损、大视场定量成像技术，能够快速解析出浑浊介质（如生物组织）的光学特性具有广泛的应用价值。<br>　　本论文在空间频域成像的基础上进行改善和补充并提出了实时空间频域成像系统(SSMD-SFDI)。1）针对传统的标准三相移法需要多次成像才能够解析出光学特性参数的特点，我们提出了全新的解调方法——单次快照多频解调SSMD（SingleSnapshotMultiple-FrequencyDemodulation）法，SSMD法利用调和函数的正交性能够从一个同时包含多个调制频率的结构光图像中提取出调制传递函数MTF（ModulationTransferFunction）从而实现实时空间频域成像。2）应对常见层状生物组织的结构特性，我们提出了基于层状结构映射的光学成像模型分析生物组织各层对漫反射的贡献和空间调制频率对空间调制光平均探测深度的影响，最终能够精确解析出层状生物组织各层光学特性和生理特性。3）为了研究生物组织的新陈代谢和微循环状态，我们提出了PIPE血流动力学模型，此模型可以通过节律呼吸引起的相对含氧血红蛋白浓度与缺氧血红蛋白浓度的相位差分析局部组织的血流动力学信息如血液流过毛细血管和微静脉分支的时间等。