Monte-Carlo仿真酒精特征波长光子在皮肤中的传输规律及光纤探头设计

用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法研究酒精特征波长的光子在皮肤组织中的传输规律,从而确定酒精光谱的最佳检测距离,为应用近红外光谱进行人体酒精无创检测提供理论依据。通过建立皮肤4层结构模型,确定了在酒精特征波长(1 694 nm、1 735 nm、2 266 nm、2 308 nm)下该模型的光学参数。利用Monte-Carlo方法对该模型仿真可得到结论:1 694 nm、1 735 nm波长光子的最佳检测半径为650μm,2 266 nm、2 308 nm波长光子的最佳检测半径为450μm;半径在200～1000μm之间时,出射点的光子密度随检测半径的增加呈幂函数形式递减,检测到的光子数随检测宽度的增加大致呈线性递增。利用上述结果,设计了用于人体酒精无创检测的光纤探头,选用TE制冷型的InGaAs检测器作为光子检测器。

基于近红外光谱的脑氧参量与血压信号的小波交叉谱分析

提出了一种有效的方法来研究近红外(Near-infrared)血氧信号与血压之间的关系,揭示脑中风发生的机理,为脑中风早期诊断提供一种有效的辅助检测手段。总共采集和分析了51位志愿者(24±2岁,19人;70.8±5.2岁,32人)的血氧红外信号和血压信号。血氧信号与血压信号之间的相关性用交叉小波(Cross Wavelet Coherence)进行分析。结果表明,脑血氧与血压脉动在时频域上有较强的共同能量;特征频率段相干图表明二者在第一和第二频率段具有显著的相关性。对血压与血氧脉动信号的相关性统计分析表明,老年人脑氧脉动信号中,心率脉动成分与年轻人有显著性差异(P=0.002,F=11.215)。结果表明,与年轻人相比,老年人心脑血管有明显硬化,老年人心脏脉动到脑部脉动传递增强。