浅析近红外脑成像的技术介绍

发表时间:2021-10-28      点击次数:108
       浅析近红外脑成像的技术介绍
  由于对运动伪迹敏感、电磁干扰敏感、成像过程幽闭等原因,现有的脑功能成像技术,如功能核磁共振成像(fMRI)不适用于儿童(尤其婴幼儿)等对象,亦不适用于自然情境等高生态效度场景的研究和应用。近红外脑成像(functionalnear-infraredspectroscopy,fNIRS)被认为是一种能满足以上要求的脑功能成像技术,为脑科学基础研究和临床应用提供了全新的观测手段。
  基本原理
  人体组织中的血氧含量会随人体代谢活动而变化,血氧含量的变化会引起组织光学特性的变化,而脑组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对600-900nm波长的近红外光吸收率存在差异特性,因此可以使用近红外光照射人体组织并检测出射光强,在入射光强已知和出射光强可测的情况下,根据Beer-Lambert定律,可以实时、直接检测大脑皮层的血液动力学活动。通过观测这种血液动力学变化,即通过神经血管耦合规律可以反推大脑的神经活动情况。这就是fNIRS技术的原理。
  近20年来,随着近红外脑成像技术的硬件设备的制造和改进以及数据处理方法的完善,利用近红外进行各类认知活动的研究层出不穷。现在,fNIRS已经与脑电图(EEG、ERP)、功能磁共振成像(fMRI)等脑成像技术一样,成为人类探索大脑奥秘的利器。
  适用范围广泛
  设备使用方便、易于移动、灵活性强。准备工作简单,采集装置易于佩戴,头型与头发浓密均不会造成明显影响。采集过程中不会严格限制被试的动作,所以适用范围广,从婴幼儿到老年人都可适用。
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