光学近红外脑功能成像系统原理介绍.ppt
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品备件和易损件。
健全的培训制度
具有完善的服务保障体系，配备有足 够的、有相应资质的工程技术人员。 培训项目包括：硬件使用维护、一般 故障检修、软件系统的安装与使用等。
.
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。公司拥有 强大的销售团队，覆盖全国各地。欢迎 客户、经销商、渠道来电咨询，包括公 司发展近况、产品介绍、宣讲服务等。
近红外光学 成像技术
1.2、当代脑功能成像技术
www.hanix.net
fMRI vs fNIR
空间分辨率 时间分辨率 测量参数
测试环境
fMRI
8-27 mm3 慢 (1-2 sec)
血容量和O2消耗，BOLD信号
1）狭小的空间，且噪音太大。 2）孩子、ADHD等不能做被试
fNIR
“Blobs” 1-10 cm3
▪ 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 ❖ Roy C. W., Sherrington C. S..On the regulation of the blood supply of the brain. Journal of Physiology, 1890, 11: 85-108
➢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
www.hanix.net
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”。
其他领域
与其他技 术的结合
应用
与EEG结合 与PET结合 与MEG结合 与TMS结合 与fMRI结合
www.hanix.net
用户跟踪体系
我们的用户跟踪体系，保证了我们能够 根据您提供的故障描述，较准确的判断 故障的实质，并且制订出正确的处理方 法。迅速快捷地提供货物的备品备件， 保证使用方能够及时买到货物所需的备
x10-3 2
1
oxy-Hb deoxy-Hb
0
-1
0 2 4 6 8 10 12 14 16
time in [s]
Kohl M ,.. , Dirnagl U. 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
B、成像的物理学基础
www.hanix.net
清晰介质
屏幕 / 探测器 屏幕 / 探测器
光源
ຫໍສະໝຸດ Baidu
光源
散射介质
B、成像的物理学基础
www.hanix.net
❖ 可见光：400-700nm ❖ 吸光物质：
▪ 血红蛋白 ▪水 ▪ 脂肪
❖ 650-900 nm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
www.hanix.net
Hemodynamic response function (HRF)
www.hanix.net
stimuli
Hemodynamic response
Canonical HRF
undershoot
0
8
16
24
32 s
典型的血氧响应函数（HRF）
www.hanix.net
刺激周期
D concentration [mM]
❖ 介质透明度, T = I/Io ❖ 吸收系数, A = -log(I/Io)
❖ Beer-Lambert Law: ❖ A = [X] d
这里: d = I0 和 I之间的距离
=介质的吸收系数 (M-1 cm-1)
[X] = 生色团吸收浓度 (M)
D、穿透组织示意图
www.hanix.net
❖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
www.hanix.net
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
心理研究
决策
医疗
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
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
❖ 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
www.hanix.net
Beer-Lambert定律
在线客服，高效及时
深圳瀚翔官方网站已全新上线，产品分 类更加详细直观，无论在电脑上或者手 机上均可以得到很好的浏览体验，并且 配备了专门的在线QQ客服，及时解答您 的每一次咨询。
光学近红外脑功能成像系统
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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
www.hanix.net
❖NIRS = functional Near InfraRed Spectroscopy
➢ 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。
快(10 Hz左右)
Hb]、HbO、HbTot浓度
对测试环境要求比较低， 对被试亦无过高要求
1.2、当代脑功能成像技术
www.hanix.net
❖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
D、穿透组织示意图
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Source Detector
d
Detector
表层
Fat
深层
Muscle
S-D间距对探测深度的影响
zmax zd 2 2d 4
▪ 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
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1.2、当代脑功能成像技术
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fMRI
8-27 mm3 慢 (1-2 sec)
血容量和O2消耗，BOLD信号
1）狭小的空间，且噪音太大。 2）孩子、ADHD等不能做被试
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“Blobs” 1-10 cm3
▪ 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 ❖ Roy C. W., Sherrington C. S..On the regulation of the blood supply of the brain. Journal of Physiology, 1890, 11: 85-108
➢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
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↓
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▪ 血红蛋白 ▪水 ▪ 脂肪
❖ 650-900 nm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
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D concentration [mM]
❖ 介质透明度, T = I/Io ❖ 吸收系数, A = -log(I/Io)
❖ Beer-Lambert Law: ❖ A = [X] d
这里: d = I0 和 I之间的距离
=介质的吸收系数 (M-1 cm-1)
[X] = 生色团吸收浓度 (M)
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❖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。
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医疗
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❖ 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。
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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
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❖NIRS = functional Near InfraRed Spectroscopy
➢ 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。
快(10 Hz左右)
Hb]、HbO、HbTot浓度
对测试环境要求比较低， 对被试亦无过高要求
1.2、当代脑功能成像技术
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❖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
D、穿透组织示意图
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