技术可以评估脑损伤

一个新的、非侵入性的方法测量脑血流量与光已经由生物医学工程师和加州大学神经学家戴维斯,用于检测大脑活动。新方法、功能干涉波扩散光谱或fiDWS,承诺要比现有技术,可以被用作评估脑损伤,或在神经科学的研究。工作在5月12日的《科学》杂志上发表的进步。

“现在我们可以评估大脑调节血液流动,甚至在成年人的非侵入性检测大脑活动,使用原则和功能性磁共振成像(fMRI)类似,但在成本的一小部分,“说Vivek Srinivasan兼职加州大学戴维斯分校生物医学工程副教授和该研究的资深作者。

人类的大脑占2%的体重,但是需要15%到20%的血液从心脏。测量脑血流量是重要的诊断中风,预测和蛛网膜下腔出血或创伤性脑损伤的二次伤害。医生提供神经重症监护,还想由成像监测病人的恢复大脑血流量和氧合。

现有技术是昂贵的和不能应用不断在床边。例如,当前技术图像脑血流量需要昂贵的MRI或ct扫描仪。有光学技术、近红外光谱法等,但这些也有缺点的准确性。

新方法利用近红外光可以穿透人体组织。如果你把一个近红外激光照射人的额头上,将由组织多次散射的光线,包括血细胞。捡光的波动信号所发现的头骨和头皮,你可以得到的信息在大脑血流量。

自然,这信号极其微弱。Srinivasan和博士后研究员蒙牛周克服了这个问题,利用干涉法:光波的附加能力,加强或取消。特别是,通过干涉,强大的光波可以提振疲软的光波通过增加检测能量。

前额叶皮层的激活

他们首先将激光分成“样本”和“参考”路径。样品光束进入病人的头部和参考光束路由,以便它能够与之前样品光束探测器。通过干涉法,参考光束刺激疲软的样本信号越强。这允许团队测量输出光探测芯片中发现数码相机的类型,而不是昂贵的光子计数探测器。然后他们使用软件计算血流指数在大脑中不同的位置。

Srinivasan劳拉齐默尔曼博士和周工作瑞恩马丁博士和加州大学戴维斯分校的布鲁斯Lyeth神经外科部门测试技术。他们发现这种新技术,他们可以测量血液流动更快和更深入地表以下比与当前光学技术。他们可以测量脉动脑血流量,也可以检测变化当志愿者有轻微增加二氧化碳。

当志愿者是一个简单的数学问题,研究人员能够测量脑额叶前部皮层的激活前额。

参考:周W, Kholiqov O,朱J,等。人类大脑的功能干涉波扩散光谱。科学。阿德。2021;7 (20):eabe0150。doi:10.1126 / sciadv.abe0150

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