激光散斑成像中散斑衬比影响因素的研究

摘要

动态监测脑血流及血管的时间响应特性对于研究大脑的神经血管耦合机理及生理和病理调控机制非常重要。但目前常用的血流监测技术存在时间空间分辨率不够高或需要加外源性标记物等缺陷。激光散斑衬比成像技术能够实现在无需扫描的条件下对区域性血流变化进行动态监测，时间和空间分辨率高，是目前国际研究的热点，有广泛的应用前景。 本文主要从两个方面展开讨论激光散斑衬比成像技术。一方面，研究激光散斑衬比成像技术中各种因素对测量的影响，包括空间衬比成像测量的影响因素，及时间衬比成像技术同空间衬比成像技术的关系；另一方面，研究大鼠皮层时间衬比经颅脑血流成像技术。本文的主要内容和研究结果如下： 讨论了空间衬比成像技术的原理及其图像处理方法，研究发现速度测量灵敏度随速度的增加而降低，吸收和光强因素可能严重影响血流速度测量准确性。 本文理论推导了时间衬比同空间衬比及散射物体运动速度的关系，搭建了一套激光散斑成像系统，以提高照明光源的相干性和稳定性，设计了衬比随速度变化的模型实验，验证在各态历经条件下，空间衬比和时间衬比具有等价性。 无损伤监测大脑皮层血流变化是科研人员的研究目标之一，但目前的脑血流成像技术存在损伤性或空间分辨率较差的缺点。为此，本文提出了大鼠皮层时间衬比经颅脑血流成像技术，无损伤在体监测大鼠脑血流，详细论述了大鼠皮层时间衬比经颅脑血流成像的原理，并通过各种模型实验及大鼠实验证实了这一原理及其可行性。 图形界面下的散斑图像处理软件可为生物、医学领域研究人员提供方便、快捷的激光散斑成像数据处理与分析平台。为此，开发了基于Matlab 的激光散斑图像处理软件SpecUI。