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基于NIRS-ICG的脑血流量无创测量
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:TP274[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]吉林大学仪器科学与电气工程学院,吉林长春130061, [2]吉林大学口腔医学院,吉林长春130021
  • 相关基金:国家“十二五”科技支撑计划(2015BAI02B04); 国家自然科学基金项目(21207047); 吉林省发改委省级产业创新专项资金项目(2016C052-2); 吉林省教育厅“十二五”科学技术研究规划重点项目(440020031134)资助
中文摘要:

临床上脑血流量(cerebral blood flow,CBF)等脑血管血流动力学参数是脑血氧水平及脑血管储备功能诊断依据,现有检测手段存在技术复杂及相应试剂或设备不适用于所有诊断人群等缺点。为解决以上问题,利用近红外光谱技术(NIRS)结合吲哚青绿(indocyanine green,ICG)脉搏色素浓度法,研究了一种无创、快速、可重复测量的脑血流量床旁检测方法 NIRS-ICG。该方法根据静脉注射ICG后脑组织及脑动脉血流中三种主要吸光色团氧合血红蛋白(oxygenated hemoglobin,HbO2)、还原血红蛋白(reduced hemoglobin,HbR)及ICG的浓度变化情况,建立脑组织及脑动脉血流中ICG积累量及引入量模型,以获得脑血氧及CBF等脑血流动力学参数。为验证该方法的可行性,将NIRS-ICG应用于血碳酸正常及高碳酸血症病理模型的实验猪的脑血流情况检测。具体方法是:分别对四组实验猪用按0%,3%,6%,9%比例调制的CO2和空气混合气体施行机械通气,静脉快速推注ICG后,利用NIRS-ICG方法测量CBF、脑动脉血氧饱和度(cerebral arterial oxygen saturation,SaO2)及脑血管管床平均循环时间(mean transit time,MTT)。实验结果表明,NIRS-ICG测得的CBF随CO2比率升高而升高,SaO2随着CO2比例的升高而降低,MTT并无显著变化,与生理变化一致。因此,该方法可为脑血氧及脑血管储备功能诊断提供可靠依据。

英文摘要:

Clinicians take cerebral blood flow (CBF) and other cerebral vascular hemodynamic parameters as diagnostic basis for cerebral blood oxygen and cerebrovascular reserve capability. But current detection methods have disadvantages such as techni- cally complexity and poor universality of reagents or equipments to all diagnostic groups. To solve the problems above, a new noninvasive, rapid and repeated technique for measurement of CBF by combination of near-infrared spectroscopy (NIRS) and in- docyanine green (ICG) pulse-dye densitometry is proposed by the name of NIRS-ICG. After ICG intravenous bolus injection, concentration curves of three main chromophores, which are oxygenated hemoglobin, reduced hemoglobin and ICG, in both brain tissue and cerebral artery, are estimated. And then ICG accumulation rate and introduced quantity models are established in or- der to obtain CBF and other cerebral vascular hemodynamic parameters. To verify the feasibility of this method, CBF and other parameters of normocapnia piglet and hypercapnia piglets were detected in NIRS-ICG. 3, 6 and 9 percent of CO2 mixed with air was mechanical ventilated into four group Chinese experimental miniature pigs. NIRS-ICG was used to measure CBF, cerebral arterial oxygen saturation (SaOz), and mean transit time (MTT) after rapidly intravenous infusion of ICG. The test value showed that CBF increased with the increase of CO2 ratio, SaO2 decreased with the increase of CO2 ratio, and MTT had no sig- nificant change. It is proved that the measurements reflected changes in cerebral blood flow reliably. NIRS-ICG is applicable both in cerebral blood oxygen and cerebrovascular reserve capability detection.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642