可穿戴高密度近红外脑成像技术:开启神经科学的 "现实世界" 革命
今天小编很荣幸可以为大家介绍一种不一样的fNIRS技术,一种称之为高密度近红外脑成像(HD-fNIRS)的技术。
通常来说,fNIRS测量人体大脑血流动力学的解剖特异性是头皮单位面积上光源-探测器成对通路的数量以及这些源和探测器的空间排列的函数。此外,fNIRS 测量会受到脑外组织血液动力学的严重影响。
技术介绍
那什么是HD-fNIRS呢?
通常来说,将 fNIRS 技术扩展到在多个不同间距(包括几乎只对头皮敏感的短间距)采用多个光源和探测器的密集阵列,一般被称为HD- fNIRS,如果进行三维(3D)图像重建,则称为高密度弥散光学断层扫描(HD-DOT)。具有空间重叠灵敏度分布的高密度测量可提高横向空间分辨率,减少部分容积模糊,同时可在多个间隔进行测量,提供深度特异性,从而有效减少脑外污染。事实上,Eggebrecht等人(2012)也早已证明,HD-fNIRS在灵敏度上已接近于fMRI。

常规fNIRS在前额叶皮层(PFC)的montage布局(红点:光源;蓝点:探测器探测器,含8mm短间距探测器)

HD-fNIRS在前额叶皮层(PFC)的montage布局(红点:光源;蓝点:探测器,含8mm短间距探测器)
常规fNIRS vs HD-fNIRS
常规 fNIRS 与 HD-fNIRS 在手指活动范式中的在近红外信号灵敏度水平对比:
常规 fNIRS
HD-fNIRS
尽管HD-fNIRS存在着常规fNIRS无法企及的优势,然而由于相关核心技术的未能突破,一直无法有效的普及,尤其是可穿戴的HD-fNIRS技术在现实生活中的应用。NIRX公司经历了多年的技术创新,尤其是在自然环境下HD-fNIRS的技术开拓,终于可以为我们的用户提供可靠且成熟的解决方案。这不仅得益于NIRX系统灵活的硬件设计,比如光源和探测器的自由布局,而且更重要的是,NIRX团队在最新版的Aurora fNIRS集成了多级照明技术(Multi-Level Illumination, MLI)以及增强型频率编码(Enhanced Frequency Encoding, EFE)技术,为高密度近红外信号(HD-fNIRS)的采集提供了更大的保障。
具体请查阅NIRX发布的网络研讨会视频回放:
总结
可穿戴的高密度近红外脑成像技术的未来在于能够在自然环境中提供高质量的大脑皮层血流动力学成像。这些进步将提高神经成像研究的生态有效性,使研究人员能够研究真实世界活动中的大脑功能。得益于更高的空间分辨率,HD-fNIRS 能够更精准地区分邻近皮层区域的脑激活,从而推动更多项的新发现。
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