一种新的方式来监测大脑的血流量πNIRS技术能彻底改变医学诊断

监控的大脑血液供应是至关重要的,不仅为了防止神经系统疾病,而且对待他们。并行近红外干涉光谱技术,或者只是πNIRS,全世界可能使医生和病人的生活更轻松。

献血活动我们的整个身体,尤其重要大脑功能。平均约50毫升/分钟/ 100 g流经大脑tissue-about 80 - 90毫升/分钟/ 100 g灰质和20 - 30毫升/分钟/ 100 g白质。当有缺氧和缺乏适当的血液供应,神经细胞的死亡发生,导致中风。它会影响在波兰每年大约有70000人。

这就是为什么它是至关重要的监测脑血流量在疾病预防和治疗。当前神经学提供了许多有效的方法这样做,但他们中的很多人有他们的弱点。现在一个神经科学家团队,由国际平移眼科研究中心(ict)的研究人员已经开发出一种技术,可以显著提高体内脑血流量的监控。这是出现在《华尔街日报》的一篇论文中描述生物医学光学表达。

如何监测脑血流量?

脑血流量(CBF)使用大约15%的心输出量提供必要的物质(氧气和葡萄糖)大脑和带走那些不必要的新陈代谢(产品)。任何偏离标准会导致短暂的大脑功能障碍和不可逆引发疾病,与阿尔茨海默病在最前列。这就是为什么非侵入性监测CBF如此重要,还有一些实用的工具。

首先,有功能性核磁共振成像(fMRI),可能是最广泛使用的诊断测试在这个世界上。它允许监测局部血液供应变化和波动体内神经活动有关。技术提供高分辨率图像,但非常昂贵和难以使用在年幼的儿童,例如。这就是光学方法来拯救。

大脑氧化可以评估使用功能性近红外光谱(fNIRS)。这种技术允许非侵入式测量区域脑氧化利用选择性吸收电磁波的辐射范围660 - 940 nm的生色团在人类的身体。它通常是作为一个工具来帮助监视病人的条件,包括在神经外科。

进一步看,可以不断监测血流扩散相关光谱(DCS)。然而,其最先进的修改是基于连续波(CW)激光,防止绝对测量。干涉型近红外光谱学(iNIRS)可以帮助。

不过,之前的研究表明,这种方法太慢立即检测血液流动的变化转化为神经活动。这是因为它是一个单通道系统,该措施的强度只有单模光收集的样本。

创新πNIRS

一组研究人员在ict决定修改iNIRS,依靠平行近红外干涉光谱(πNIRS)多通道脑血流量的检测。为实现这一目标,有必要改变iNIRS检测系统。

πNIRS,收集到的光信号被记录与二维CMOS相机操作在一个超速的帧率(~ 1 MHz)。记录每个像素的图像序列有效成为一个检测通道。使用这种方法,可以获得类似的数据,与iNIRS可用,但大部分faster-even的数量级。

这样的进步,反过来,转化为更大的系统的灵敏度和检测精度。可以检测血液流动快速变化与神经元的激活有关,例如,在应对外部刺激或服用药物。解决方案可以帮助诊断CBF-related神经失调和评估治疗方法的有效性,如神经退行性疾病。

“该项目将改善快速、对人类脑血监测体内非侵入性的系统。连续血液流动和非侵入性的监视可以帮助治疗严重的脑部疾病。此外,大脑的快速检测血流将使我们更接近开发一种非侵入式脑机接口(BCI)可以帮助残疾人。最后,我们的项目将加强波兰扩散光学发展的传统,“说Dawid Borycki ict。

测试已经证实,该技术有效地使用监视器前额叶皮层活动体内。此外,它可以进一步改善由于激光雷达技术的发展和超快的容积成像,减少CMOS相机的成本。因此,πNIRS技术可以监视脑血流量从多个空间位置和吸收的变化。

获得的数据πNIRS技术可以应用于脑循环障碍的诊断,这将促进病人的评估条件和允许早期和长期治疗结果的预测。