Ученые изобрели новую технологию измерения потока крови мозга
Биомедицинские инженеры из Калифорнийского университета в Дэвисе разработали новую методику измерения кровотока в мозге человека, которую можно использовать, например, для пациентов с инсультом или травматическим повреждением головного мозга. Новая технология, основанная на традиционной технологии цифровых камер, может быть значительно дешевле и надежнее, чем предыдущие методы.
При направлении света светлые частицы или фотоны будут разбросаны в разных направлениях. Экспериментальный метод, называемый диффузной корреляционной спектроскопией, или DCS, использует, по существу, такой подход, чтобы заглянуть в чей-то череп. Поскольку фотоны от лазера проходят через череп и мозг, они разбросаны кровью и тканью. Детектор, расположенный в другом месте на голове, где фотоны снова выходят, поднимает флуктуации света из-за движения крови. Эти колебания дают информацию о кровотоке.
Световой сигнал очень слабый, и чем дальше он проходит через череп и ткань мозга, тем слабее он становится. Поэтому DCS требует несколько очень чувствительных, дорогостоящих детекторов с одним фотонным счетчиком. Усиление света происходит при сжигании кожи пациента.
Вэньцзюнь Чжоу и Вивек Шринивасан использовали другой подход, основанный на том, что перекрывающиеся световые волны будут усиливать или отменять друг друга, как, например, перекрывающиеся ряби на пруду.
Они сначала разделили световой пучок на пути «выборки» и «ссылки». Пучок образца попадает в голову пациента, а другой, более сильный, опорный луч направляется так, что он снова соединяется с лучом образца перед тем, как перейти к детектору. Это повышает сигнал, а это означает, что вместо того, чтобы потребоваться около 20 детекторов фотонного счета, стоимость которых составляет несколько тысяч долларов каждый, исследователи могут использовать единую цифровую фотокамеру на основе CMOS небольшой стоимости.
«Сильный опорный свет усиливает более слабый сигнал от образца», - сказал Чжоу.
Метод назван интерферометрической диффузионной волновой спектроскопии или iDWS. Дополнительным преимуществом является то, что им не нужно отключать освещение в помещении при проведении измерений с помощью iDWS, сказал Чжоу. В конце концов, они могут даже контролировать мозговой кровоток на открытом воздухе под ярким солнечным светом.
При направлении света светлые частицы или фотоны будут разбросаны в разных направлениях. Экспериментальный метод, называемый диффузной корреляционной спектроскопией, или DCS, использует, по существу, такой подход, чтобы заглянуть в чей-то череп. Поскольку фотоны от лазера проходят через череп и мозг, они разбросаны кровью и тканью. Детектор, расположенный в другом месте на голове, где фотоны снова выходят, поднимает флуктуации света из-за движения крови. Эти колебания дают информацию о кровотоке.
Световой сигнал очень слабый, и чем дальше он проходит через череп и ткань мозга, тем слабее он становится. Поэтому DCS требует несколько очень чувствительных, дорогостоящих детекторов с одним фотонным счетчиком. Усиление света происходит при сжигании кожи пациента.
Вэньцзюнь Чжоу и Вивек Шринивасан использовали другой подход, основанный на том, что перекрывающиеся световые волны будут усиливать или отменять друг друга, как, например, перекрывающиеся ряби на пруду.
Они сначала разделили световой пучок на пути «выборки» и «ссылки». Пучок образца попадает в голову пациента, а другой, более сильный, опорный луч направляется так, что он снова соединяется с лучом образца перед тем, как перейти к детектору. Это повышает сигнал, а это означает, что вместо того, чтобы потребоваться около 20 детекторов фотонного счета, стоимость которых составляет несколько тысяч долларов каждый, исследователи могут использовать единую цифровую фотокамеру на основе CMOS небольшой стоимости.
«Сильный опорный свет усиливает более слабый сигнал от образца», - сказал Чжоу.
Метод назван интерферометрической диффузионной волновой спектроскопии или iDWS. Дополнительным преимуществом является то, что им не нужно отключать освещение в помещении при проведении измерений с помощью iDWS, сказал Чжоу. В конце концов, они могут даже контролировать мозговой кровоток на открытом воздухе под ярким солнечным светом.
