fNIRS：功能性近紅外光譜技術(functional near | 合法醫療器材資訊網

fNIRS·中文名稱.fNIRS·外文名稱.unctionalnear-infraredspectroscopy·目的.探求組織表面下數毫米的光學特徵·優點.造價較低、便攜性好,低噪音等 ...

由于對偽跡敏感，造價昂貴，儀器龐大等原因，現有的腦功能成像技術(如 fMRI) 不適用于以兒童(尤其是嬰幼兒) 老年人以及特殊人群為對象的腦功能成像研究，亦不適用于日常生活、工作等自然情境下的認知神經科學[1]研究。功能性近紅外光譜技術(functional near - infrared spectroscopy , fNIRS)被認為是一種能滿足以上要求的腦功能成像技術，同時也被認為是一種具有良好前景，能為認知神經科學研究提供新研究視角的技術。

fNIRS(f)--功能性近紅外光譜技術利用血液的主要成分對600-900nm近紅外光良好的散射性,從而獲得大腦活動時氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的變化情況。目前該技術開始運用于自然情境下的高級認知、發展心理學[2]、異常心理學等多個領域的研究。該技術具有無創性和對實驗過程中被試動作不會過份敏感等,但也存在空間解析度不高和校正演算法有待進一步完善等方面的不足。未來fNIRS的研究可以與fMRI等其他成像技術進行結合,開展嬰幼兒和特殊人群的認知神經科學研究以及自然情境下大腦認知的神經機製研究。

大腦通過血液的新陳代謝[3]為神經元活動提供所需的氧，而氧的消耗又刺激大腦局部血管的舒張，促使毛細血管血流量增加，導致局部腦血流(rCBF )和 腦血容(CBV )的增加, 表現為大腦血氧水準的迅速提高,這就是神經與血管匹配的機製(neurovasular coupling) 在這個機製的作用下，認知神經活動過程中，大腦神經活動區域增加的腦血流所攜帶的氧將大大超過大腦活動所需的氧，而氧通過血液中的血紅蛋白進行傳輸，故而認知活動過程中大腦活動區域會出現血液中氧合血紅蛋白(oxy 一Hb )濃度的上升，脫氧血紅蛋白(deoxy 一Hb )濃度的下降功能磁共振成像技術(fMRI)正是利用認知活動中血紅蛋白濃度的變化導致的磁性變化，從而獲得 BOLD 信號。

大腦組織活動時，血氧水準不僅會影響其磁性變化，同時也會影響其光學特徵。 生理組織對光有兩種反應，一是吸收， 二是...