TRD2: Interferometric Near Infrared Spectroscopy (iNIRS)

TRD2:干涉近红外光谱 (iNIRS)

基本信息

  • 批准号:
    10424948
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.89万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-06-20 至 2027-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY – Technology Research and Development Project #2 The field of diffuse optical spectroscopy (DOS) has long held the promise of non-invasive, deep tissue monitoring with benign, near-infrared light. Yet clinical DOS instrumentation has been challenged by limited quantitative accuracy, lack of depth specificity, and the inherent ambiguity of hemoglobin oxygenation measures. These challenges have been only partially, and inadequately, addressed by existing technologies. Our team at UC Davis recently invented interferometric diffuse optical spectroscopy (iDOS), which overcomes many of these critical roadblocks. In this TRD, we will advance and disseminate two complementary iDOS technologies: 1) Interferometric Diffusing Wave Spectroscopy (iDWS) uses low-cost complementary metal–oxide– semiconductor (CMOS) sensors to create a new class of near-infrared optical devices that measure deep blood flow (BF) index continuously and non-invasively. Employing the optical “trick” of interferometry, iDWS transforms each CMOS pixel into a sensitive detector for coherent light fluctuations that encode deep BF dynamics. Since CMOS camera pixels are cheap and numerous, iDWS improves the performance and reduces the cost of optical BF measurements. Here, we will develop and validate a transformative, multi-exposure iDWS approach, to enable brain and other deep tissue measurements in adult humans with mass-produced, 2D megapixel sensors. While the interferometric approach is established, the multi-exposure approach is new and high impact, enabling a further two order-of- magnitude improvement in performance-to-cost over iDWS. These advances will democratize access to cerebral BF (CBF), leading to 1) better brain-computer interfaces 2) point-of-care assessments of CBF, and 3) wearable CBF monitors, analogous to blood pressure and heart rate monitors. 2) Interferometric Near-Infrared Spectroscopy (iNIRS) enhances quantitative capabilities of iDOS through laser tuning. Critically, iNIRS measures the time-of-flight (TOF) of light with tens of picosecond resolution, enabling direct quantification of optical properties. Additionally, by measuring coherent light fluctuations, iNIRS quantifies blood flow index, with the additional ability to resolve dynamics in depth (e.g. scalp-skull- brain). In this proposal, besides using iNIRS as a quantitative adjunct to conventional continuous wave methods, we will further improve the TOF resolution of iNIRS by an order of magnitude, while achieving spectroscopic (multi-wavelength) capabilities. We will also provide detection of sub-diffuse light at null source-collector separation, enabling integration of iNIRS and fiber-based mesoscopic approaches such as iFLIM (TRD 1) and Optical Coherence Tomography (OCT). Collaborative and service projects are selected to represent settings ranging from microsurgery to non-invasive monitoring, and applications from clinical neuro-monitoring to surgical skill assessment to population screening. These diverse collaborations will help to evaluate and demonstrate the unique capabilities of the iDOS approach.
项目摘要 - 技术研发项目#2 漫射光谱(DOS)的领域长期以来一直保持着无创,深组织监测的希望 带有良性,近红外的光。然而,临床DOS仪器受到有限的定量挑战 准确性,缺乏深度特异性以及继承血红蛋白氧合度量的歧义。这些 挑战只是部分,不足以由现有技术解决。我们在UC的团队 戴维斯(Davis 关键的障碍。在此TRD中,我们将进步并传播两种完整的IDOS技术: 1)干涉散布波光谱(IDW)使用低成本完整的金属 - 氧化物 - 半导体(CMOS)传感器,以创建一类新的近红外光学设备,以测量深度 血流(BF)指数连续和非侵入性。采用干扰的光学“技巧”, IDWS将每个CMOS像素转换为敏感检测器,以进行相干的光波动 深BF动力学。由于CMOS摄像头像素很便宜且无数,因此IDW可以改善 性能并降低光学BF测量的成本。在这里,我们将开发并验证 变革性的多曝光IDWS方法,以实现大脑和其他深层组织测量 在具有质量生产的2D百万像素传感器的成年人中。而干涉方法是 已建立的多曝光方法是新的和高影响力,使得另外两个 IDW的性能到成本的幅度提高。这些进步将民主化访问 到脑BF(CBF),导致1)更好的大脑计算机界面2)CBF的护理点评估, 3)可穿戴的CBF监视器,类似于血压和心率监测器。 2)干涉近红外光谱(INIRS)通过 激光调节。至关重要的是,Inirs测量了具有数十分辨率的光线(TOF), 可以直接量化光学性能。另外,通过测量相干的光波动, INIRS量化了血流指数,具有深度解决动力学的额外能力(例如,头皮 - 库尔 - 脑)。在此提案中,除了使用INIRs作为常规连续波的定量辅助 方法,我们将通过一个数量级进一步提高INIRS的TOF分辨率,而 达到光谱(多波长)功能。我们还将提供sub-diffuse的检测 无效的源集分离的光,使INIRS和基于纤维的介观的整合 诸如iflim(TRD 1)和光学相干断层扫描(OCT)之类的方法。 选择协作和服务项目以表示从微神经到无创的设置 监测以及从临床神经监测到手术技能评估再到人口筛查的应用。 这些潜水员的合作将有助于评估和证明IDOS方法的独特功能。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Vivek Jay Srinivasan其他文献

Vivek Jay Srinivasan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Vivek Jay Srinivasan', 18)}}的其他基金

TRD2: Interferometric Near Infrared Spectroscopy (iNIRS)
TRD2:干涉近红外光谱 (iNIRS)
  • 批准号:
    10649467
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Imaging Neuronal and Capillary Dysfunction Deep in the Rodent Brain in vivo Using 1700 NM Optical Coherence Microscopy and Tracer-Based Kinetics
使用 1700 NM 光学相干显微镜和基于示踪剂的动力学对啮齿动物大脑深处的神经元和毛细血管功能障碍进行体内成像
  • 批准号:
    10374266
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Human Brain Interferometers for Better Blood Flow Monitoring
人脑干涉仪可更好地监测血流
  • 批准号:
    10392516
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Human Brain Interferometers for Better Blood Flow Monitoring
人脑干涉仪可更好地监测血流
  • 批准号:
    10359454
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Human Brain Interferometers for Better Blood Flow Monitoring
人脑干涉仪可更好地监测血流
  • 批准号:
    10541218
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
True Sub-Micron Ocular Diagnostics with Visible Light Optical Coherence Tomography
使用可见光光学相干断层扫描进行真正的亚微米眼部诊断
  • 批准号:
    10426649
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
True Sub-Micron Ocular Diagnostics with Visible Light Optical Coherence Tomography
使用可见光光学相干断层扫描进行真正的亚微米眼部诊断
  • 批准号:
    10676879
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
True Sub-Micron Ocular Diagnostics with Visible Light Optical Coherence Tomography
使用可见光光学相干断层扫描进行真正的亚微米眼部诊断
  • 批准号:
    10058787
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
True Sub-Micron Ocular Diagnostics with Visible Light Optical Coherence Tomography
使用可见光光学相干断层扫描进行真正的亚微米眼部诊断
  • 批准号:
    10212395
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Imaging neuronal and capillary dysfunction deep in the rodent brain in vivo using 1700 nm Optical Coherence Microscopy and tracer-based kinetics
使用 1700 nm 光学相干显微镜和基于示踪剂的动力学对啮齿动物大脑深处的神经元和毛细血管功能障碍进行体内成像
  • 批准号:
    9343056
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:

相似国自然基金

时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Integration of non-invasive deep tissue microwave thermometry in the VectRx hyperthermia device in a transgenic liver tumor pig model
在转基因肝肿瘤猪模型中将非侵入性深部组织微波测温技术集成到 VectRx 热疗装置中
  • 批准号:
    10697183
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Liquid biopsy and radiomics for liver cancer surveillance
用于肝癌监测的液体活检和放射组学
  • 批准号:
    10736720
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Developing microwave epiphysiodesis to correct limb length discrepancies
开发微波骨骺固定术以纠正肢体长度差异
  • 批准号:
    10804031
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Evaluation of extracellular matrix gel for adhesion prevention and tissue healing intendon surgery
细胞外基质凝胶预防粘连和组织愈合意向手术的评价
  • 批准号:
    10482261
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
Harmonization of breast MRI data
乳腺 MRI 数据的协调
  • 批准号:
    10367288
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.89万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了