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文檔簡介
1、立體定向神經外科手術的實施過程中,治療靶點的確定是手術成功與否的關鍵性因素。目前的立體定向神經導航系統(tǒng)普遍存在的問題是:無法克服手術中腦脊液流失,腦腫脹等引起的腦組織移位;術中無法實時識別治療靶點。近紅外光譜(Near infrared spectroscopy,NIRs)技術做為一種輔助導航方法,為解決這一問題提供了一種新思路。本文首先通過蒙特卡羅(MonteCarlo)仿真,研究利用光學方法進行組織識別和定向導航的可行性;然后以模擬
2、膠為研究對象,將近紅外光譜技術采集到的光學信號和高分辨率的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技術采集到的灰度信息相結合,確定二者間的關聯(lián)性,為近紅外技術應用于腦立體定向輔助導航提供依據(jù)。
本文從以下三個方面開展了創(chuàng)新性研究:
1. 蒙特卡羅(Monte Carlo)用于理論模擬研究。文中用雙層仿真模型模擬腦灰質與腦白質,研究光在腦組織中的傳播。仿真結果表明:光學參數(shù)優(yōu)化
3、散射系數(shù)(Reducing scatteringcoefficient,μ's)可以很好的區(qū)分不同組織,是進行組織識別的重要參數(shù); 定義了“前視距離(Look Ahead Distance,LAD)偽影”的概念,確定層間偽影是影響近紅外探針定位的重要因素,得出偽影大小與兩層組織間優(yōu)化散射系數(shù)的差值正相關的結論。
2. 層間“偽影”消除法的提出。通過仿真實驗,確定前視距離偽影特點,提出LAD偽影的消除方法――層間“偽影”消除
4、法,用指數(shù)函數(shù)處理LAD偽影,達到消除偽影不良影響的目的,同時分析了三層模型中間層厚度對測量曲線的影響及“偽影”消除后的效果,在“層分辨率”概念的基礎上,提出了依靠“駐點”來判斷層分界點的方法,實現(xiàn)探頭的準確定位。
3. NIRs與MRI相結合的Phantom研究。采用一套專門設計的由微創(chuàng)光纖探頭組成的光纖光譜儀生物組織光學參數(shù)測試系統(tǒng),以模擬不同生物組織光學特性的雙層Pantom為實驗對象,利用100μm探頭獲取不同組織
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