利用宽带功能近红外系统对非均匀头部仿体中血肿进行高空间分辨率识别

摘要： 本文提出了一种基于宽带光子迁移的高灵敏度光学fNIR成像新方法，用于早期血肿检测。通过对比30-1000 MHz宽带频率下的三维数值模拟与代表人脑的非均匀多层仿体NIR实验测量数据，验证了研究方法的可靠性。针对670 nm、795 nm和850 nm波长（本文重点讨论670 nm结果），采用定制化宽带自由空间光发射器(Tx)和接收器(Rx)?？椴饬坎迦胨鸷挠胂辔?，并通过有限元法(FEM)对头部仿体进行仿真模拟。通过将实验数据拟合至a√频率 + b函数，采用标准误差计算三维FEM建模与实验测量间的差异，同时展示窄带与宽带频率调制下的误差结果以确保三维数值模拟的可信度。本研究创新性地建立了基于插入损耗(?IL)和相位(?IP)一阶及二阶导数变化来识别血肿存在的方法，特别针对670 nm波长下对不同尺寸血肿敏感的频率调制光子进行了分析。该高度精确的对比结果为光学生物成像技术及其在创伤性脑损伤(TBI)检测中的最终应用提供了可靠依据。