早期膝骨性关节炎近红外光学检测系统

【摘要】膝骨性关节炎(kneeosteoarthritis,KOA)是一种多见于中老年人的骨关节病,它导致的痛苦和残疾严重地影响患者的生活质量。目前,常规的影像学方法,如X线平片,难以实现早期KOA的日常检测。近红外光谱(NearInfraredSpectroscopy,NIRS)技术可实现对早期OA软骨成分含量变化的检测。本文旨在研究出一套安全、无创、低成本、能对早期KOA进行实时在体检测的系统。首先,本文跟踪了NIRS技术的发展和应用现状,以修正朗伯-比尔定律为基本原理,构建了膝关节软骨水含量的计算模型。接着,用Videman造模法获得家兔KOA模型,研究了不同OA阶段近红外光谱的变化情况,结合光子在膝关节内传播路径的蒙特卡洛(montecarlo,MC)模拟结果,设计了传感探头。设计的KOA检测系统包括传感结构,硬件电路和软件模块。反射式传感探头采用两个不同波长LED作为光源。最后,对系统进行空载测试和简单受光测试,验证系统的稳定性。选择10名志愿者,测量其左右膝关节,测得结果与理论推导结果相吻合,为后续实际检测结果的判定提供初步依据。
【作者】李纯彬；
【导师】陈延平；
【作者基本信息】厦门大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】膝骨性关节炎；近红外光谱技术；关节软骨；

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