光學(xué)近紅外腦功能成像系統(tǒng)原理介紹課件

光學(xué)近紅外腦功能成像系統(tǒng)光學(xué)近紅外腦功能成像系統(tǒng)目錄一、光學(xué)近紅外腦功能成像技術(shù)介紹目錄一、光學(xué)近紅外腦功能成像技術(shù)介21.1、近紅外腦功能成像技術(shù)概述NIRS=functionalNearInfraRedSpectroscopy

近紅外光譜(NIRS)技術(shù)以生物組織光學(xué)特性為基礎(chǔ)，結(jié)合光在組織中的傳播規(guī)律，研究光在組織中歷經(jīng)一系列吸收、散射后出射光攜帶的與組織光學(xué)特性相關(guān)的生化信息。探測(cè)的主要生理參數(shù)：組織中吸收色團(tuán)（如HbO2、Hb、totalHb等）濃度變化。1.1、近紅外腦功能成像技術(shù)概述N3A、成像機(jī)制——神經(jīng)血管耦合假說針對(duì)神經(jīng)-血管間的耦合關(guān)系，Roy和Sherrington早在1890年就曾提出了一個(gè)非常著名的假說，“大腦的血流供應(yīng)會(huì)隨其功能活動(dòng)的局部變化而進(jìn)行局部響應(yīng)”。

RoyC.W.,SherringtonC.S..Ontheregulationofthebloodsupplyofthebrain.JournalofPhysiology,1890,11:85-108

激活(b)與靜息(a)兩種生理狀態(tài)下局部腦血流及血氧水平的變化

A、成像機(jī)制——神經(jīng)血管耦合假說針4Hemodynamicresponsefunction(HRF)stimuliHemodynamicresponseundershoot08162432sCanonicalHRFHemodynamicresponsefunction5典型的血氧響應(yīng)函數(shù)（HRF）oxy-Hbdeoxy-Hbx10-3timein[s]0246810121416-1012Dconcentration[mM]KohlM,..,DirnaglU.Phys.Med.Bio.2000神經(jīng)活化↓代謝需求↓血流增加↓氧合血紅蛋白增加

↓脫氧血紅蛋白洗出

刺激周期典型的血氧響應(yīng)函數(shù)（HRF）oxy6B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)清晰介質(zhì)散射介質(zhì)屏幕/探測(cè)器屏幕/探測(cè)器光源光源B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)清晰介質(zhì)散射介7B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)

可見光：400-700nm吸光物質(zhì)：血紅蛋白水脂肪650-900nm范圍內(nèi)：水的吸收最小血紅蛋白的吸收占主導(dǎo)具有很強(qiáng)的散射性

B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)8B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)

兩種血紅蛋白在805nm附近有一個(gè)等吸收點(diǎn)，在805nm兩側(cè)兩種血紅蛋白分別表現(xiàn)出各自的相對(duì)優(yōu)勢(shì)吸收特性，故而在等吸收點(diǎn)的左右兩邊分別（至少）選擇一個(gè)波長(zhǎng)光以保證組織血氧發(fā)生變化時(shí)HbO2和Hb對(duì)光吸收的差動(dòng)效應(yīng)。

B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)9C、定量分析的計(jì)算原理

Beer-Lambert定律介質(zhì)透明度,T=I/Io吸收系數(shù),A=-log(I/Io)Beer-LambertLaw:A=[X]d這里:d=I0和I之間的距離=介質(zhì)的吸收系數(shù)(M-1cm-1)[X]=生色團(tuán)吸收濃度(M)

C、定量分析的計(jì)算原理Beer-10D、穿透組織示意圖D、穿透組織示意圖11D、穿透組織示意圖DetectorDetectorSourceFatphotonpathMuscled表層深層S-D間距對(duì)探測(cè)深度的影響

成年人頭前額部位各組織結(jié)構(gòu)厚度

D、穿透組織示意圖Detector121.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)131.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)近紅外光學(xué)成像技術(shù)1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)近紅外光141.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)fMRIfNIR空間分辨率8-27mm3“Blobs”1-10cm3時(shí)間分辨率慢(1-2sec)快(10Hz左右)測(cè)量參數(shù)血容量和O2消耗，BOLD信號(hào)Hb]、HbO、HbTot濃度測(cè)試環(huán)境1）狹小的空間，且噪音太大。2）孩子、ADHD等不能做被試對(duì)測(cè)試環(huán)境要求比較低，對(duì)被試亦無過高要求fMRIvsfNIR1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)fMRI151.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)與其他技術(shù)對(duì)比與EEG相比，它的空間定位能力更好。與fMRI相比，它的時(shí)間采樣率更好。優(yōu)勢(shì)可以實(shí)時(shí)觀測(cè)可以測(cè)到完整的生理信號(hào)，便于除噪。應(yīng)用范圍廣，方便可移動(dòng)局限：1）定位能力較差2）探測(cè)深度有限，可基本覆蓋大腦皮層外表面。1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)與其他技術(shù)對(duì)比www.hanix.161.3、光學(xué)近紅外腦功能的應(yīng)用領(lǐng)域心理研究醫(yī)療與其他技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用其他領(lǐng)域社會(huì)認(rèn)知體育科研運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)BCI腦機(jī)接口人因功效研究軍事訓(xùn)練認(rèn)知心理學(xué)運(yùn)動(dòng)感覺功能研究自閉癥學(xué)習(xí)/注意力障礙情感覺醒決策與EEG結(jié)合與PET結(jié)合與MEG結(jié)合與TMS結(jié)合與fMRI結(jié)合腦功能障礙精神疾病癲癇創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）老年性癡呆癥帕金森氏癥新生兒研究1.3、光學(xué)近紅外腦功能的應(yīng)用領(lǐng)域17強(qiáng)大的銷售團(tuán)隊(duì)深圳瀚翔公司總部位于深圳，在北京設(shè)有分公司，在南京、成都、西安、武漢、廣州、長(zhǎng)春分別設(shè)有辦事處。公司擁有強(qiáng)大的銷售團(tuán)隊(duì)，覆蓋全國(guó)各地。歡迎客戶、經(jīng)銷商、渠道來電咨詢，包括公司發(fā)展近況、產(chǎn)品介紹、宣講服務(wù)等。用戶跟蹤體系我們的用戶跟蹤體系，保證了我們能夠根據(jù)您提供的故障描述，較準(zhǔn)確的判斷故障的實(shí)質(zhì)，并且制訂出正確的處理方法。迅速快捷地提供貨物的備品備件，保證使用方能夠及時(shí)買到貨物所需的備品備件和易損件。健全的培訓(xùn)制度具有完善的服務(wù)保障體系，配備有足夠的、有相應(yīng)資質(zhì)的工程技術(shù)人員。培訓(xùn)項(xiàng)目包括：硬件使用維護(hù)、一般故障檢修、軟件系統(tǒng)的安裝與使用等。.在線客服，高效及時(shí)深圳瀚翔官方網(wǎng)站已全新上線，產(chǎn)品分類更加詳細(xì)直觀，無論在電腦上或者手機(jī)上均可以得到很好的瀏覽體驗(yàn)，并且配備了專門的在線QQ客服，及時(shí)解答您的每一次咨詢。強(qiáng)大的銷售團(tuán)隊(duì)用戶跟蹤體系健全的培訓(xùn)制度在線客服，高效及時(shí)ThankYou!ThankYou!光學(xué)近紅外腦功能成像系統(tǒng)光學(xué)近紅外腦功能成像系統(tǒng)目錄一、光學(xué)近紅外腦功能成像技術(shù)介紹目錄一、光學(xué)近紅外腦功能成像技術(shù)介211.1、近紅外腦功能成像技術(shù)概述NIRS=functionalNearInfraRedSpectroscopy

近紅外光譜(NIRS)技術(shù)以生物組織光學(xué)特性為基礎(chǔ)，結(jié)合光在組織中的傳播規(guī)律，研究光在組織中歷經(jīng)一系列吸收、散射后出射光攜帶的與組織光學(xué)特性相關(guān)的生化信息。探測(cè)的主要生理參數(shù)：組織中吸收色團(tuán)（如HbO2、Hb、totalHb等）濃度變化。1.1、近紅外腦功能成像技術(shù)概述N22A、成像機(jī)制——神經(jīng)血管耦合假說針對(duì)神經(jīng)-血管間的耦合關(guān)系，Roy和Sherrington早在1890年就曾提出了一個(gè)非常著名的假說，“大腦的血流供應(yīng)會(huì)隨其功能活動(dòng)的局部變化而進(jìn)行局部響應(yīng)”。

RoyC.W.,SherringtonC.S..Ontheregulationofthebloodsupplyofthebrain.JournalofPhysiology,1890,11:85-108

激活(b)與靜息(a)兩種生理狀態(tài)下局部腦血流及血氧水平的變化

A、成像機(jī)制——神經(jīng)血管耦合假說針23Hemodynamicresponsefunction(HRF)stimuliHemodynamicresponseundershoot08162432sCanonicalHRFHemodynamicresponsefunction24典型的血氧響應(yīng)函數(shù)（HRF）oxy-Hbdeoxy-Hbx10-3timein[s]0246810121416-1012Dconcentration[mM]KohlM,..,DirnaglU.Phys.Med.Bio.2000神經(jīng)活化↓代謝需求↓血流增加↓氧合血紅蛋白增加

↓脫氧血紅蛋白洗出

刺激周期典型的血氧響應(yīng)函數(shù)（HRF）oxy25B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)清晰介質(zhì)散射介質(zhì)屏幕/探測(cè)器屏幕/探測(cè)器光源光源B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)清晰介質(zhì)散射介26B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)

可見光：400-700nm吸光物質(zhì)：血紅蛋白水脂肪650-900nm范圍內(nèi)：水的吸收最小血紅蛋白的吸收占主導(dǎo)具有很強(qiáng)的散射性

B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)27B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)

兩種血紅蛋白在805nm附近有一個(gè)等吸收點(diǎn)，在805nm兩側(cè)兩種血紅蛋白分別表現(xiàn)出各自的相對(duì)優(yōu)勢(shì)吸收特性，故而在等吸收點(diǎn)的左右兩邊分別（至少）選擇一個(gè)波長(zhǎng)光以保證組織血氧發(fā)生變化時(shí)HbO2和Hb對(duì)光吸收的差動(dòng)效應(yīng)。

B、成像的物理學(xué)基礎(chǔ)28C、定量分析的計(jì)算原理

Beer-Lambert定律介質(zhì)透明度,T=I/Io吸收系數(shù),A=-log(I/Io)Beer-LambertLaw:A=[X]d這里:d=I0和I之間的距離=介質(zhì)的吸收系數(shù)(M-1cm-1)[X]=生色團(tuán)吸收濃度(M)

C、定量分析的計(jì)算原理Beer-29D、穿透組織示意圖D、穿透組織示意圖30D、穿透組織示意圖DetectorDetectorSourceFatphotonpathMuscled表層深層S-D間距對(duì)探測(cè)深度的影響

成年人頭前額部位各組織結(jié)構(gòu)厚度

D、穿透組織示意圖Detector311.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)321.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)近紅外光學(xué)成像技術(shù)1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)近紅外光331.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)fMRIfNIR空間分辨率8-27mm3“Blobs”1-10cm3時(shí)間分辨率慢(1-2sec)快(10Hz左右)測(cè)量參數(shù)血容量和O2消耗，BOLD信號(hào)Hb]、HbO、HbTot濃度測(cè)試環(huán)境1）狹小的空間，且噪音太大。2）孩子、ADHD等不能做被試對(duì)測(cè)試環(huán)境要求比較低，對(duì)被試亦無過高要求fMRIvsfNIR1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)fMRI341.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)與其他技術(shù)對(duì)比與EEG相比，它的空間定位能力更好。與fMRI相比，它的時(shí)間采樣率更好。優(yōu)勢(shì)可以實(shí)時(shí)觀測(cè)可以測(cè)到完整的生理信號(hào)，便于除噪。應(yīng)用范圍廣，方便可移動(dòng)局限：1）定位能力較差2）探測(cè)深度有限，可基本覆蓋大腦皮層外表面。1.2、當(dāng)代腦功能成像技術(shù)與其他技術(shù)對(duì)比www.hanix.351.3、光學(xué)近紅外腦功能的應(yīng)用領(lǐng)域心理研究醫(yī)療與其他技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用其他領(lǐng)域社會(huì)認(rèn)知體育科研運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)BCI腦機(jī)接口人因功效研究軍事訓(xùn)練認(rèn)知心理學(xué)運(yùn)動(dòng)感覺功能研究自閉癥學(xué)習(xí)/注意力障礙情感覺醒決策與EEG結(jié)合與PET結(jié)合與MEG結(jié)合與TMS結(jié)合與fMRI結(jié)合腦功能障礙精神疾病癲癇創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）老年性癡呆癥帕金森氏癥新生兒研究1.3、光學(xué)近紅外腦功能的應(yīng)用領(lǐng)域36強(qiáng)大的銷售團(tuán)隊(duì)深圳瀚翔公司總部位于深圳，在北京設(shè)有分公司，在南京、成都、西安、武漢、廣州、長(zhǎng)春分別設(shè)有辦事處。公司擁有強(qiáng)大的銷售團(tuán)隊(duì)，覆蓋全國(guó)各地。歡迎客戶、經(jīng)銷商、渠道來電咨詢，包括公司發(fā)展近況、產(chǎn)品介紹、宣講服務(wù)等。用戶跟蹤體系我們的用戶跟蹤體系，保證了我們