Lasertäpläkontrastikuvantaminen toiminnallista visualisointia varten

Lasertäpläkontrastikuvantaminen on nykyaikainen tekniikka, joka soveltuu ainutlaatuisesti koko havainnointikentän alueella tunkeutumattomasti tapahtuville liikkuvien hiukkasten mittauksille satunnaisesti epähomogeenisten, suuresti sirottavien ja absorboivien väliaineiden kuten biologisten kudosten tapauksessa. Kyseinen tekniikka perustuu väliaineen valaisemiseen koherentilla laservalolla, ilmaantuvan täpläkuvion havainnointiin ja sirottavien hiukkasten tutkittavassa väliaineessa tapahtuvan liikkeen aiheuttamien täpläkuvion vaihteluiden tilastolliseen analyysiin. Huolimatta lasertäpläkuvantamisen aktiivisesti käytöstä biolääketieteellisissä sovelluksissa kyseinen tekniikka kärsii useista ongelmista, jotka hankaloittavat saadun täpläkontrastitiedon ymmärtämistä.

Esiteltävä työ tähtää olemassa olevien lasertäpläkontrastikuvantamisen menetelmien rajoitteiden tutkimiseen, menetelmien parantamiseen ja uusien sovellusmahdollisuuksien löytämiseen. Työssä tutkittiin erityisesti epäergodisuuden vaikutusta täpläkontrastianalyysin tuloksiin fantomien ja eläinmallien avulla. Tutkimus osoitti, että dynaamisen kerroksen yläpuolella oleva ohut staattinen kerros ei aiheuta täpläkontrastilaskelmiin merkittäviä virheitä. Työn tuloksena kehitettiin yksinkertainen lähestymistapa täpläkontrastiarvojen säätämiseen erityyppisissä aivojen verisuonistoissa transkraniaalisen visualisoinnin aikana. Työssä on ensimmäistä kertaa a) kuvattu menettely ihon äkillisen suonensisäisen läpäisevyysreaktion vasteen tarkkailuun kolmen eri kemikaalin samanaikaisen käytön tapauksessa, b) käytetty hyperspetrikameran ja moniaallonpituuksisen valonlähteen muodostamaa optista kokoonpanoa syvyyserotteiseen veren virtauksen arviointiin sovellettaessa ehdotettua menetelmää ihon perfuusion tarkkailuun sekä c) käytetty lasertäpläkuvantamista käsialan paineen ja kinematiikan arvioinnissa.