Portable, high speed blood flow measurements enabled by long wavelength, interferometric diffuse correlation spectroscopy (LW-iDCS).
Portable, high speed blood flow measurements enabled by long wavelength, interferometric diffuse correlation spectroscopy (LW-iDCS).
复制标题
DOI：
10.1038/s41598-023-36074-8
复制
发表时间：
2023-05-31
影响因子：
4.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
漫相关光谱是一种光学技术，可以用来表征组织中的血液流动。脑血流动力学的测量已经成为分布式控制系统的一个很有前途的使用案例，尽管传统的分布式控制系统的实施方案显示出次优的信噪比(SNR)和大脑灵敏度，以进行稳健的成人脑血流测量。在这项工作中，我们提出了长波长干涉测量分布式控制系统(LW-IDCS)，它结合了更长的照明波长(1064 Nm)、多相干斑和干涉检测，以提高大脑的灵敏度和信噪比。通过与基于超导纳米线单光子探测器的长波长分布式控制系统的直接比较，我们证明了在人体测量的血流信号中，LW-DC的单通道信噪比大约提高了5倍 。我们展示了LW-DC和LW-IDC之间提取的血流量的等效性，并证明了在源-探测器间隔为3.5厘米的情况下，以100 GHz的频率测量LW-IDC的可行性。这种性能的改进有可能使脑血流动力学的稳健测量成为可能，并开启漫反射相关光谱的新用例。
Diffuse correlation spectroscopy (DCS) is an optical technique that can be used to characterize blood flow in tissue. The measurement of cerebral hemodynamics has arisen as a promising use case for DCS, though traditional implementations of DCS exhibit suboptimal signal-to-noise ratio (SNR) and cerebral sensitivity to make robust measurements of cerebral blood flow in adults. In this work, we present long wavelength, interferometric DCS (LW-iDCS), which combines the use of a longer illumination wavelength (1064 nm), multi-speckle, and interferometric detection, to improve both cerebral sensitivity and SNR. Through direct comparison with long wavelength DCS based on superconducting nanowire single photon detectors, we demonstrate an approximate 5× improvement in SNR over a single channel of LW-DCS in the measured blood flow signals in human subjects. We show equivalence of extracted blood flow between LW-DCS and LW-iDCS, and demonstrate the feasibility of LW-iDCS measured at 100 Hz at a source-detector separation of 3.5 cm. This improvement in performance has the potential to enable robust measurement of cerebral hemodynamics and unlock novel use cases for diffuse correlation spectroscopy.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.4
作者：
James E;Powell S
通讯作者：
Powell S
DOI：
10.1364/josaa.14.000192
发表时间：
1997-01-01
影响因子：
1.9
作者：
Boas, DA;Yodh, AG
通讯作者：
Yodh, AG
影响因子：
5.3
作者：
Boas, David A.;Sakadzic, Sava;Carp, Stefan A.
通讯作者：
Carp, Stefan A.
DOI：
10.1016/j.jpeds.2021.05.024
发表时间：
2021-09
期刊：
The Journal of pediatrics
影响因子：
--
作者：
Flanders TM;Lang SS;Ko TS;Andersen KN;Jahnavi J;Flibotte JJ;Licht DJ;Tasian GE;Sotardi ST;Yodh AG;Lynch JM;Kennedy BC;Storm PB;White BR;Heuer GG;Baker WB
通讯作者：
Baker WB
影响因子：
3.7
作者：
Beauchamp, Michael S.;Beurlot, Michelle R.;Oghalai, John S.
通讯作者：
Oghalai, John S.