光学近红外脑功能成像系统原理介绍.pptx

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光学近红外脑功能成像系统,目录,一、光学近红外脑功能成像技术介绍,1.1、近红外脑功能成像技术概述,NIRS=functionalNearInfraRedSpectroscopy,近红外光谱（NIRS）技术以生物组织光学特性为基础，结合光在组织中的传播规律，研究光在组织中历经一系列吸收、散射后出射光携带的与组织光学特性相关的生化信息。

探测的主要生理参数：

组织中吸收色团（如HbO2、Hb、totalHb等）浓度变化。

A、成像机制神经血管耦合假说,针对神经-血管间的耦合关系，Roy和Sherrington早在1890年就曾提出了一个非常著名的假说，“大脑的血流供应会随其功能活动的局部变化而进行局部响应”。

RoyC.W.,SherringtonC.S.Ontheregulationofthebloodsupplyofthebrain.JournalofPhysiology,1890,11:

85-108,激活（b）与静息（a）两种生理状态下局部脑血流及血氧水平的变化,Hemodynamicresponsefunction（HRF）,stimuli,Hemodynamicresponse,典型的血氧响应函数（HRF）,KohlM,.,DirnaglU.Phys.Med.Bio.2000,神经活化代谢需求血流增加氧合血红蛋白增加脱氧血红蛋白洗出,刺激周期,B、成像的物理学基础,清晰介质,散射介质,屏幕/探测器,屏幕/探测器,光源,光源,B、成像的物理学基础,可见光：

400-700nm吸光物质：

血红蛋白水脂肪650-900nm范围内：

水的吸收最小血红蛋白的吸收占主导具有很强的散射性,B、成像的物理学基础,两种血红蛋白在805nm附近有一个等吸收点，在805nm两侧两种血红蛋白分别表现出各自的相对优势吸收特性，故而在等吸收点的左右两边分别（至少）选择一个波长光以保证组织血氧发生变化时HbO2和Hb对光吸收的差动效应。

C、定量分析的计算原理,Beer-Lambert定律介质透明度,T=I/Io吸收系数,A=-log（I/Io）Beer-LambertLaw:

A=Xd这里:

d=I0和I之间的距离=介质的吸收系数（M-1cm-1）X=生色团吸收浓度（M）,D、穿透组织示意图,D、穿透组织示意图,d,表层,深层,S-D间距对探测深度的影响,成年人头前额部位各组织结构厚度,1.2、当代脑功能成像技术,1.2、当代脑功能成像技术,近红外光学成像技术,1.2、当代脑功能成像技术,fMRIvsfNIR,1.2、当代脑功能成像技术,与其他技术对比与EEG相比，它的空间定位能力更好。

与fMRI相比，它的时间采样率更好。

优势可以实时观测可以测到完整的生理信号，便于除噪。

应用范围广，方便可移动局限：

1）定位能力较差2）探测深度有限，可基本覆盖大脑皮层外表面。

1.3、光学近红外脑功能的应用领域,社会认知体育科研运动医学BCI脑机接口人因功效研究军事训练,认知心理学运动感觉功能研究自闭症学习/注意力障碍情感觉醒决策,与EEG结合与PET结合与MEG结合与TMS结合与fMRI结合,脑功能障碍精神疾病癫痫创伤性脑损伤（TBI）老年性痴呆症帕金森氏症新生儿研究,强大的销售团队深圳瀚翔公司总部位于深圳，在北京设有分公司，在南京、成都、西安、武汉、广州、长春分别设有办事处。

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