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Near-Infrared Brain Volumetric Imaging Method: A Monte Carlo Study

机译：近红外脑容积成像方法：蒙特卡洛研究

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The symptom of brain volumetric changes may provide significant biomarker to predict progressive dementia. The brain volumetric changes of prefrontal cortex are highly associated with many neurodegenerative diseases. Besides, brain atrophy reveals the expanded interhemispheric fissure and the concomitant increasing cerebrospinal fluid volume. Thus, the quantitative assessment of brain volumetric changes is an important consideration for clinical studies of neurodegenerative diseases. In this study, we first proposed an approach that uses near-infrared brain volumetric imaging to detect brain volumetric changes. The healthy, aged, and typical Alzheimer''s disease (AD) brains were modeled with different characterization of brain volumetric changes from in vivo MRI data based on time-resolved 3-D Monte Carlo simulation. In the results, the significant difference of prefrontal cortex structure can be observed among healthy, aged, and AD brain with various source–detector separations in sagittal view. Our study shows that the near-infrared brain volumetric imaging can be an indicator of brain atrophy for clinical application of neurodegenerative diseases with patient-oriented measurement.
机译：脑容量变化的症状可能提供重要的生物标志物，以预测进行性痴呆。前额叶皮质的大脑体积变化与许多神经退行性疾病高度相关。此外，脑萎缩揭示了半球间裂的扩大以及脑脊液量的增加。因此，对大脑体积变化的定量评估是神经退行性疾病临床研究的重要考虑因素。在这项研究中，我们首先提出了一种使用近红外大脑体积成像来检测大脑体积变化的方法。根据时间分辨的3-D蒙特卡洛模拟，根据体内MRI数据对健康，老年和典型的阿尔茨海默氏病（AD）大脑进行建模，并具有不同的脑容量变化特征。结果，在矢状面中，通过各种源-检测器分隔，可以在健康，老年和AD脑中观察到前额叶皮层结构的显着差异。我们的研究表明，以患者为导向的测量，近红外脑容积成像可以作为神经退行性疾病临床应用中脑萎缩的指标。

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