便携式近红外脑成像系统是一种非侵入性脑功能监测技术,利用近红外光(通常在700–900 nm范围)穿透头皮和颅骨,通过测量血红蛋白浓度变化来反映脑区的血氧动态,从而间接推测脑活动。
工作原理
1.光学成像:近红外光穿透头皮、颅骨到达脑组织,部分光被血红蛋白吸收,部分被散射。
2.血氧测量:根据吸收特性的变化计算**血红蛋白氧合度(HbO)和去氧血红蛋白(HbR)**的变化。
3.脑功能映射:血氧变化与神经活动相关,可用来分析不同脑区在特定任务下的激活情况。
便携式特点
1.轻量化、可穿戴:相较于传统MRI或PET,便携式fNIRS设备体积小,可佩戴在头部或携带。
2.实时监测:可以在运动、认知任务或日常生活中进行脑活动监测。
3.低噪声环境依赖低:相比EEG,fNIRS对肌电干扰敏感度低,对外部环境适应性较强。
应用场景
1.脑认知研究:语言、注意力、记忆任务等实验研究。
2.神经康复:中风、脑损伤患者的康复训练监测。
3.心理学与教育:儿童学习行为研究、情绪与决策研究。
4.脑–机接口(BCI):结合算法,可用于非侵入式脑控系统。
