无创光法测量脑血流量

这是加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的生物医学工程师和神经学家的说法，他们的进步已被用于检测大脑活动。

红外线和人工智能结合用于新的脑肿瘤血液检测

这种新方法被称为功能干涉漫射波光谱(fiDWS)，可用于评估脑损伤或神经科学研究。该作品发表于科学的进步．

加州大学戴维斯分校生物医学工程副教授、该研究的资深作者Vivek Srinivasan说:“现在我们可以评估大脑调节血液流动的能力，甚至可以利用类似于功能磁共振成像(fMRI)的原理，无创性地检测成年人的大脑活动，但成本很低。”

人脑占人体重量的2%，但却消耗了心脏15%到20%的血液流量。测量脑血流对于中风的诊断、预测蛛网膜下腔出血或外伤性脑损伤的继发性损伤都很重要。

提供神经重症监护的医生也希望通过脑血流和氧合成像来监测病人的康复情况。这可以用现有的技术，如MRI或CT扫描仪来完成，但它是昂贵的，不能连续应用或在床边。

据说，这种新方法利用了近红外光可以穿透人体组织的事实。如果近红外激光照射在某人的额头上，光线会被包括血细胞在内的组织散射多次。通过采集从头骨和头皮返回的光的波动信号，可以获得有关大脑内部血液流动的信息。这种信号是有形的，但极其微弱。

根据加州大学戴维斯分校的说法，斯里尼瓦桑和博士后研究员周文军通过使用干涉测量法克服了这个问题，干涉测量法利用光波相互叠加、增强或抵消的能力。特别是，通过干涉测量，强光波可以通过增加其检测能量来增强弱光波。

他们首先将激光束分成“样本”路径和“参考”路径。样品光束进入患者的头部，参考光束被路由，以便在进入检测器之前与样品光束重新连接。通过干涉测量，较强的参考光束增强了较弱的样本信号。这使得研究小组可以用数码相机中的光探测芯片来测量输出，而不是光子计数探测器。然后他们用软件计算大脑不同部位的血流量指数。

斯里尼瓦桑和周与加州大学戴维斯分校神经外科的拉拉·齐默尔曼博士、瑞安·马丁博士和布鲁斯·利斯博士一起测试了这项技术。他们发现，与目前基于光的技术相比，使用这种新技术，他们可以更快地测量血液流动，并且可以测量地表以下更深的地方。他们可以测量脉动的脑血流量，也可以检测志愿者在二氧化碳浓度轻微增加时的变化。

当志愿者面对一道简单的数学题时，研究人员能够通过前额测量前额皮质的激活程度。