项目名称: 基于荧光扩散光相关光谱的血流层析成像技术

项目编号: No.61308112

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 王晶

作者单位: 西安交通大学

项目金额: 29万元

中文摘要: 本项目设计了一套可同时检测血流及血流中荧光物质的扩散光相关光谱层析成像系统。首先利用血细胞多散射模型结合扩散光相关光谱技术,解决血流检测只局限在浅表组织层的问题,建立一套具有深度方向分辨率,对大血管和微血管血流都保持高灵敏度的组织血流连续无创检测系统。然后利用多光谱技术,分离注入血流中的荧光物质所激发的荧光和被血细胞本身散射的扩散光,同时得到血流本身的平均扩散速度以及血流中荧光物质的平均扩散速度,利用光纤和光开关切换实现大体积组织从深层到浅表层的活体层析成像,构建组织整体的三维层析图像。最后利用光动力疗法实验动物模型验证系统可靠性,探索该成像技术在药物研发领域的潜力。本项目建立在课题组多年研究工作的基础上,探索建立一种新的对血流及其中分子荧光事件都敏感的光学成像技术,其完成将推动扩散光学技术在在光动力疗法、肿瘤检测,药物研制等方面研究的发展。

中文关键词: 扩散光;相关谱;高光谱成像;光动力疗法;

英文摘要: In this project, a fluorescence optical tomography imaging system based on diffuse correlation spectroscopy (DCS) is built to simultaneous measurement of blood flow and fluorescent events in it. First, DCS measurements of tissue blood flow primarily probe relative red blood cell (RBC) motion, due to the occurrence of multiple sequential scattering events within blood vessels. Further, by modeling RBC mean square displacement using a formulation that captures the transition from ballistic to diffusive motion, we recover effective diffusion coefficients and velocity de-correlation time scales. Then we employ DCS method to measure either macrovascular or microvascular blood flow throughout the whole depth profile of the tissue. Second, a multi-spectral imaging system is designed for recording the fluorescence signal of fluorophore deep in tissue and the corresponding data processing algorithms are developed. We recover effective diffusion coefficients and velocity of both RBC and fluorophore. Then we use the effective diffusion coefficients to reconstruct the 3D tomography imaging of the tissue. After that experimental results based a photondynamic therapy animal model will be used to show if this measurement is feasible. This system could play an important part in biomedical research, such as photondynamic therap

英文关键词: diffuse light;correlation spectroscopy;hyperspectral imaging;photodynamic therapy;

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