簡(jiǎn)介︰
Imagent™ 通過(guò)平衡時(shí)間和空間分辨能力,提供人腦認知區域位置研究其主要通過(guò)兩種主要技術(shù)得以實(shí)現:
1. 功能近紅外光譜成像技術(shù)(fNIRS)是一種的大腦皮層功能活動(dòng)檢測手段。其通過(guò)探測吸收光信號的改變,
從而對應著(zhù)判斷腦補發(fā)生激勵反應的區域。光信號的改變(時(shí)間范圍大于100ms),是由于該位置的含氧和脫氧血紅蛋白濃度的變化。
2. 時(shí)間相關(guān)光學(xué)信號 (EROS),通過(guò)檢測彌散信號后續激勵的散射改變。
這種變化(時(shí)間范圍小于100ms)神經(jīng)膠質(zhì)和神經(jīng)元或者隔膜光學(xué)性質(zhì)形狀的改變引起的。

腦部成像技術(shù)可以寬泛地分為兩組:一組技術(shù)具有較好的空間分辨率(可達1-2mm),但是時(shí)間分辨率較差;如功能性磁共振成像(fMRI)和正電子體層成像技術(shù)(PET)。
第二組技術(shù)是具有優(yōu)秀的時(shí)間分辨能力(一般ms級),單空間分辨能力有限;如事件相關(guān)腦電位技術(shù)和腦磁圖描技術(shù)(MEG)。
Imagent™能夠同時(shí)捕獲滿(mǎn)信號(血液動(dòng)力學(xué)變化)和快信號變化(EROS)。
注意: 臨床實(shí)驗設備。受限美國聯(lián)邦法律,ISS MetaOx™現階段只作為臨床研究使用。
產(chǎn)品概述和特點(diǎn)
Imagent™ 工作原理
Imagent的工作原理是使用近紅外光探測大腦皮層表面。主要的組織吸收區橫跨700nm-900nm區域,為氧合血紅蛋白(HbO2)和脫氧血紅蛋白(Hb);在小范圍內,水,脂肪和細胞色素氧化酶也會(huì )吸收一部分光。在這個(gè)波長(cháng)范圍內,光的滲透深度具有非常重要的意義。對于典型的頭部組織(皮膚/頭皮,骨頭和皮質(zhì)層),吸收系數μa = 0.1 cm-1 和散射系數 μs' = 8 cm-1,當探頭距離測源為100px時(shí),滲透深度可以估算出為37.5px。滲透深度將會(huì )隨著(zhù)測源和探測器的距離增大而加深,但是將會(huì )極大降低測試的信噪比。

Figure 1. 600-1100nm時(shí),主要組織吸收能力.
Imagent™ 利用激光二極管發(fā)出690 nm 和830 nm光波長(cháng)。通過(guò)光纖光路傳輸到人頭上。一旦進(jìn)入組織,近紅外光雖然很微弱的被吸收,但是將會(huì )被組織的不均一性所極大的散射。
一小部分光將反射離開(kāi)組織,通過(guò)光纖收集探測器輸送到檢測器,進(jìn)行數據分析處理。光纖通過(guò)設計的頭盔固定,適合成人和兒童等不同情況;對于特殊區域的研究,也可選用襯墊式傳感器。
對于成人,可最多將128個(gè)光纖和多大60個(gè)探測器束(共3840通道)安置在成人腦袋上。
不同的模式(蒙太奇)刺激和收集光纖可選。

Figure 2. 通過(guò) Imagent™光滲透入大腦組織
Imagent™利用頻域技術(shù)將光源調制到高頻(大約100MHz),通過(guò)測量探測信號三個(gè)參數:強度,調制深度和橫穿組織時(shí)間(相位延遲)。其中三個(gè)參數中的任意兩個(gè)參數結合,都能被用來(lái)改變生理學(xué)參數,從而通過(guò)指令改變參數,研究特別生理參數測量或減少生理干擾噪聲和時(shí)間范圍內的事件測量
技術(shù)參數
Imagent™配置
操作方式 | -
方法:頻域 -
調制頻率 110 MHz -
采樣時(shí)間:最小 15 ms -
光路通道數:16;可升級到 480 |
測量參數: fNIRS | -
[O2Hb] 氧含血紅蛋白改變 -
[HHb] 脫氧血紅蛋白改變 -
[Hb] 總血紅蛋白改變 |
測量參數: EROS | |
光源 | |
檢測器 | 光電倍增管 |
傳感器 | 可選光電倍增管室溫或制冷 |
接口 | 可通過(guò)Talairach 認證的Polemus腦部連接FastTrack |
前置放大甄別器 | 600 MHz帶寬, TTL 輸出 |
計算機和操作系統 | Intel CPU, Windows 7 |
電源 | 通用電源輸入: 110-240 V, 250 W |
Imagent™應用
fNIRS
認知神經(jīng)學(xué)
-
聽(tīng)覺(jué)皮層
-
運動(dòng)皮層
-
視覺(jué)皮層
-
語(yǔ)言中心
生理學(xué)監測
虛擬現實(shí)
大腦計算接口
EROS
認知神經(jīng)學(xué)
-
聽(tīng)覺(jué)皮層
-
運動(dòng)皮層
-
視覺(jué)皮層
-
語(yǔ)言中心