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Imagent功能性近红外脑成像系统

2014-1-21 18:08| 发布者: admin| 查看: 24707| 评论: 0

在过去的一个世纪中的观测数据显示,大脑可以被看作是包括专门用于不同类型、不同结构功能的一个复杂信息处理中心。Imagent功能性近红外脑成像系统给研究人类大脑表层区域提供了一个时间和空间上的高分辨率。

ISS是一家致力于开发用于研究、临床和工业的高精度、高敏感度光学设备的公司,有30多年光学成像技术与产品研发历史1992年ISS公司与伊利诺伊大学Gabriele Gratton研究团队合作开发了Imagent功能行近红外脑成像系统,它是一款集成功能性近红外(fNIRS)与快速光学信号(EROS)采集功能的近红外光学成像设备。

1.Imagent兼具高时间分辨率和高空间分辨率

目前脑成像技术主要包含两类,一类具有高空间分辨率(可达1-2毫米)但时间分辨率差,比如功能性磁共振成像(fMRI)和正电子发射断层扫描成像(PET)。另一类具有高时间分辨率(毫秒级)但空间分辨率差,比如脑电图(EEG/ERP)和脑磁图(MEG)。

Imagent采用频域技术,从检测到的信号中测量三大参数:直流振幅、交流振幅和相位延迟。直流振幅和交流振幅的测量可以预测缓慢的血液动力信号,相位延迟可以预测快速的神经元放电信号。因此Imagent除了可以采集到大多数NIRS只能测量到的慢速的血液动力光信号之外, Imagent的事件相关光学信号(EROS系统更能测量快速的光信号。

2.先进的近红外技术 

Imagent 采用独有的频域法,以100MHz调制频率近红外光作为光源,光电倍增管作为探测器进行测量,提供信号的平均强度、幅度和相位差信息,从而解析含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白、总体血红蛋白浓度的绝对变化值和血氧饱和度;高达64个光源32个探测器,最多可在全脑分布512个光学通道,实现0.5-1cm的空间采样;事件相关光学信号(EROS)系统可以实现小于16毫秒的快速时间采样。

3.适用不同被试群体

独特的传感器垫填充柔性泡沫材料和可调节深度纤维,可以调节光源和探测器位置以测量大脑区域并能适应不同头型的被试;儿童型传感器垫可方便用于儿童研究;通用的头盔具有遍布全脑的插孔,方便用户自由设置光源和探测器分布。


4.与核磁共振MRI)比较 

核磁共振检查对任何人来说都不是件容易的事情被试者封闭狭小的隧道中忍受仪器的咔咔作响,并且在机器检查时不能移动,最多长达20分钟。在检查儿童或婴儿、患有注意缺陷障碍(即多动症)的青少年和患有幽闭恐惧症的人时,上述弊端表现得更为明显。

Imagent则没有这些弊端,光纤传感器置于被试者头部,被试者身处轻松随意的氛围中,坐在椅子上活动自如;仪器不发出任何噪音。设备同时也使科学家可以进行大脑活动期间的扩展神经网络分析研究,这在核磁共振时代是很难实现的。操作者可以坐在远处也可以坐在仪器旁边,纤维长度可达十米,这为研究目的提供了许多有趣的选项。

此外,在部分日常使用中,研究者希望监测大脑的长期活动,当使用Imagent时,这可以轻松实现,其电极甚至可留在原地长达几小时。

 

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