[发明专利]一种基于部分光子路径长度计算含氧血红蛋白浓度的方法

摘要

本发明涉及一种基于部分光子路径长度计算含氧血红蛋白浓度的方法，包括下列步骤：1)近红外信号采集；2)构建大脑不同组织层的部分光子路径长度模型；3)含氧血红蛋白HbO的浓度变化的求解。

主权项

1.一种基于部分光子路径长度计算含氧血红蛋白浓度的方法，包括下列步骤：1)近红外信号采集。2)构建大脑不同组织层的部分光子路径长度模型PL^S,PL^CSF,PL^GM,PL^WM分别表示光在头皮和头骨，脑脊液，灰质，白质经过的部分路径长度；其与光源与探测器距离d的函数式如下：PL^WM＝0,0≤d≤30,   (9)可得，L＝PL^S+PL^CSF+PL^GM+PL^WM   (10)3)含氧血红蛋白HbO的浓度变化的求解光源发射的光强度I_in(t,λ)与探测器接收的光强度I_out(t,λ)之间的关系为：式中，λ为光的波长；μ_a(t,λ)为吸收系数；G(λ)为与散射相关的未知的参数，设G(λ)的值不随时间变化，进而，则t时刻的光密度表示为：i表示测量通道，Lⁱ表示在i测量通道光子经过的总路径长度，则相对于初始时刻t₀，t₀时刻到t₁时刻i通道光密度大小变化为：ΔODⁱ(t,λ)＝ODⁱ(t₁,λ)‑ODⁱ(t₀,λ)＝Δμ_a(t,λ)×Lⁱ,   (13)其中，ε_HbO(λ)和ε_HbR(λ)为含氧血红蛋白HbO和脱氧血红蛋白HbR在波长为λ时的消光系数，和表示t₀时刻到t₁时刻内含氧血红蛋白HbO和脱氧血红蛋白HbR的浓度变化量，将方程(13)和(14)扩展到两个波长λ₁，λ₂时，得到含氧血红蛋白HbO和脱氧血红蛋白HbR从t₀时刻到t₁时刻浓度变化为：求得含氧血红蛋白HbO浓度变化。