近红外光谱检测脑皮层血氧饱和度的方法还有什么局限性和进步的空间 ？
关注“心仪脑”查看更多脑科学知识的分享。
fNIRS（功能性近红外光谱技术）是利用大脑中HbO2和HbR在近红外光波段的吸收光谱来测定其浓度，进而推测出相应部位的代谢活动乃至神经元活动的一种分析技术。该技术于上世纪90年代首次应用于脑功能研究，随后相关研究的数量一直处于飞速增长的状态。
fNIRS的成像原理决定了它在技术手段上的局限性：
1. fNIRS只能观测到大脑皮层表面区域。由于散射和吸收效应的存在，且出于安全考虑必须对光强进行限制，发射极发出的近红外光仅能到达头皮下1.5-2cm（即大脑皮层表面），无法探测到更深的部位。
2. 由于fNIRS不是直接测量神经元放电活动，而是测量伴随产生的代谢活动，所以具有一定的时间延迟，且变化缓慢。这就决定了在到达了一定的水平后，进一步提高设备的采样率并不能提高所采集到的血氧信号的质量。
3. fNIRS在成像过程中受到多种噪声影响（如头皮中的血氧波动、环境光的串扰等），因此其信噪化明显低于fMRI。
4. fNIRS检测到的光强衰减是发射极-接收极之间光路所经过的所有脑组织共同贡献的结果，而我们却无法进一步区分光路上各处脑组织中到底是哪些地方发生了神经活动变化。因此，fNIRS的空间分辨率与整个通道光路所经过的脑组织的范围相当，只能到达厘米级。
5. fNIRS成像技术不能提供所测量脑区的解剖位置信息，因此很难实现不同研究之间、不同实验室之间以及不同脑成像模态之间结果的比较与整合。
现有设备上的局限：
1. 近红外设备主要采用3种类型的光谱技术：连续波光谱法（CWS）、相位调制光谱法（PMS）、时间分辨光谱法（TRS）。
现有的大部分设备采用的是连续波光谱法，这种方法并不能获得光从发射到接收的准确时间，因此也无法计算出光的散射和吸收量，得出的HbO2和HbR变化量也是相对的。
相位调制光谱法和时间分辨光谱法虽然可以通过相位差计算出HbO2和HbR的绝对变化量，但对硬件和技术水平要求较高。市面上唯一采用相位调制光谱法的近红外设备是来自美国ISS公司的Imagent，所占体积较大，操作起来也比一般近红外设备更加复杂。
随着技术手段的发展与成熟，未来可以期待高精度探测传感器体积减小、价格降低，应用到更多的近红外设备上。
2. 提高信噪比的方式之一是提高光源质量。市面上的近红外设备主要采用两种光源：激光二极管（LD）和发光二极管（LED）。LED光源体积小，价格低，但容易出现误差，信噪比较低；激光光源属于大型光源，不易微型化且价格昂贵，但信噪比较高，目前还不是很普及。在未来，或许激光光源可以以更低廉的价格被广泛应用到近红外设备中。
3. 在一定的范围内，增加通道（一个光源和一个探测器组成一个通道）数量可以提高fNIRS的空间分辨率。然而，通道数量的增加会导致设备体积的增大，就会牺牲一定的便携性。如何在空间分辨率和设备体积之间达成平衡，也是未来有待改善的方向之一。
全文完结，整理不易，看不完记得收藏，最后希望点赞支持一下！
了解更多，请关注“心仪脑”公众号！
近红外光谱检测脑皮层血氧饱和度的方法还有什么局限性和进步的空间 ？相关推荐
- win10用什么软件测试硬件,Win10系统下硬件设备检测工具的使用方法
在win10系统中,自带有硬件设备检测工具,当电脑遇到故障的时候就可以用这个工具来检测并处理,可是许多win10系统用户并不知道要怎么使用硬件设备检测工具,接下来小编就给大家分享一下Win10系统下硬 ...
- 目标检测的常用数据处理方法！
↑↑↑关注后"星标"Datawhale 每日干货 & 每月组队学习,不错过 Datawhale干货 作者:徐和鼎,浙江大学,Datawhale优秀学习者 前沿 在上节内容中 ...
- 弹性理论法研究桩基受力计算公式_收藏！桩基检测的7种方法
来源:网络 版权归原作者所有,侵删 桩基检测,分为桩基施工前和施工后的检测:施工前,为设计提供依据的试验桩检测,主要确定单桩极限承载力:施工后,为验收提供提供依据的工程桩检测,主要进行单桩承载力和桩身 ...
- 浅析人脸检测之Haar分类器方法
浅析人脸检测之Haar分类器方法 [补充] 这是我时隔差不多两年后, 回来编辑这篇文章加的这段补充, 说实话看到这么多评论很是惊讶, 有很多评论不是我不想回复, 真的是时间久了, 很多细节我都忘记了 ...
- 解决ajax劫持,Ajax实现检测网站劫持的方法
这次给大家带来Ajax实现检测网站劫持的方法,Ajax实现检测网站劫持的注意事项有哪些,下面就是实战案例,一起来看一下. https可以彻底解决劫持的问题.但是一般虚拟主机都不支持 https,难道h ...
- LINUX检测服务并自动运行,一种Linux下的开机自动检测硬件信息的方法与流程
技术领域本发明涉及服务器开机检测技术,具体的说是一种Linux下的开机自动检测硬件信息的方法. 背景技术: 服务器产品研发初期,产品多为工程样本,问题很多,这些问题中硬件问题占较大部分.在工程验证测试 ...
- linux 内核 死锁 检查,一种linux内核自旋锁死锁检测报告系统和方法与流程
本发明涉及内核死锁检测领域,具体的说是一种linux内核自旋锁死锁检测报告系统和方法. 背景技术: linux内核死锁是长期困扰内核开发人员的问题之一,但自内核引入lockdep调试模块之后,内核死锁 ...
- 【CV】目标检测的常用数据处理方法！
作者:徐和鼎,浙江大学,Datawhale优秀学习者 前沿 在上节内容中,我们介绍了目标检测的基础概念,并分析了实现目标检测的常用思路,本篇文章将重点介绍在该领域的经典数据集:VOC数据集,以及使用D ...
- sata接口测试软件,如何查看电脑是否支持USB 3.0？Hwinfo32检测SATA端口的方法
Hwinfo32检测SATA端口有很多效用,其中我们查看该SATA是否支持USB 3.0就是一个判断,更多的信息是为了了解SATA目前已经可使用的和在使用的端口情况,具体方法可以查看下文中的方法进行判 ...
最新文章
- 云笔记积累个人知识体系
- 如何用css设计出商品购物图片
- 真相：Java 开发者钟爱 Kotlin 的五个原因
- 解决angularjs判断上传文件大小
- 几大主流的前端框架（UI/JS）框架
- mysql调查问卷_mysql – 解密数据库ER图用于问卷调查
- 如何同时使用双网卡进行两个网络上网
- 纤亿通之光纤传输知识必备大全
- 【数据库内核】基于代价的优化器引擎-代价估算
- 深圳绿色建筑数量和规模居全国榜首 建筑人才需求增加
- 交换机MAC地址表的形成过程动态演示
- java privatekey输出字符串_根据字符串（String）生成公钥（PublicKey）和私钥（PrivateKey）对象...
- AD软件中的pcbdoc、schdoc等类似一些文件的图标变成了白板解决办法
- Socket异步服务器,可以监控客户端的状态，功能有，文字测试,服务端向客户端传输屏幕录像（UDP传输）、监控客户端屏幕（UDP传输），抖动用户窗体、发送文件给用户、扫描客户的C盘目录。
- 手机端怎么限制wifi网速
- JavaWeb 利用poi导出下拉框excel模版
- A_A05_003 STC-ISP串口调试助手使用
- 如何在Mac上剪切和粘贴文件和文件夹？
- undefined symbol: _ZN6caffe26detail36_typeMetaDataInstance_preallocated_7E
- java Thread学习（线程间协作）