用于人体脑血流监测的干涉散斑可见度光谱法(ISVS)
医学物理
2020-09-02 v1 光学
摘要
红外光散射方法已被开发并用于无创监测人体脑血流(CBF)。然而，在检测深层组织中的血流时，与大脑相互作用的反射光子数量较低。为解决这一光子匮乏问题，我们提出并演示了干涉散斑可见度光谱法(ISVS)的思路。在 ISVS 中，采用干涉探测方案来增强微弱的信号光。血流动力学由单帧散斑图的散斑统计推断得出。我们在信号光子数不足时，通过引入干涉探测实验证明了测量保真度的提升。我们将 ISVS 系统应用于监测人体 CBF，其光强约为常见扩散相关光谱法(DCS)实现中的 100 倍弱。由于 ISVS 系统中用于捕获光的像素数量巨大()，我们能够在一次曝光时间内收集到与正常 DCS 实现中相似数量的光子。我们的系统以 100 Hz 的采样率运行。在 2 ms 曝光时间下，平均信号光子电子数约为 0.95 count/pixel，得出单像素干涉测量信噪比(SNR)约为 0.97。总计 像素提供了约 436 的预期总体 SNR。我们成功演示了 ISVS 系统能够监测人脑脉动血流，以及人在进行屏气任务时的血流变化。
引用
@article{arxiv.2009.00002,
title = {Interferometric speckle visibility spectroscopy (ISVS) for human cerebral blood flow monitoring},
author = {J. Xu and A. K. Jahromi and J. Brake and J. E. Robinson and C. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.00002},
year = {2020}
}