基于光学涡旋运动统计的凝血动态检测

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凝血是人体内维持血液正常流动和防止血液丢失的重要防御机制。它的异常不仅会导致如皮下出血、动脉粥样硬化等凝血类疾病的发生,甚至还有可能危及生命。导致凝血异常的原因有很多,例如严重的创伤、体温失衡、手术等等。凝血机制也非常复杂,它涉及血小板,红细胞和十余种凝血因子之间的复杂的相互作用,以及内源性、外源性和共同凝血途径。而机体的正常凝血有赖于凝血、抗凝血、纤溶机制三者之间的一种微妙的动态平衡。全面检测凝血动态过程对于相关疾病的诊疗具有重大意义。然而,传统的凝血检测由于只能检测凝血或纤溶中的部分过程,或者凝血过程中的某些产物,因此不能反映凝血过程的全貌,难以满足检测凝血动态过程的需求,为此,本论文在基于光学涡旋的微流变方法的基础上,提出了一种凝血动态过程检测的新方法,并通过大量实验探究了该方法的准确性和灵敏性。本文详细介绍了凝血的机制、回顾了凝血检测的发展,指出了当前凝血检测方法各自存在的问题,对激光散斑和光学涡旋的理论知识进行了具体阐述,阐述了通过追踪光学涡旋检测凝血过程中血液粘弹性变化的原理。由所处微环境的粘弹性决定的散射微粒的布朗运动引起了激光散斑随时间的变化。作为激光散斑固有特征的光学涡旋随着散斑的变化而做随机运动。因此,本研究开发了通过描绘光学涡旋的单位时间内的均方位移随时间的变化曲线来反映血液的整个凝固过程中粘弹性的动态变化的技术,实现了对血液凝固动态全过程监测。对描绘的凝血变化曲线的特征参数进行提取,获得了如凝血开始时间、活化凝血时间、血栓强度等反映凝血动态过程的关键参数。通过对这些参数与临床设备血栓弹力图仪测得的对应指标的相关性分析,验证了这些参数反映凝血动态过程的准确性。探索了通过二维扫描获得凝血过程中血液的粘弹性的二维图像,为研究凝血过程中血液粘弹性的空间变化提供了新的方法。
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