21世纪是“脑的世纪”,岛津大力支持各领域内的脑功能研究,从医学生物学领域的基础研究到临床应用,再到产业应用,在广泛领域内对作为尖端学术性领域之一的脑科学实施了研究。
fNIRS:(functional Near Infrared Spectroscopy)功能性近红外光学成像技术,是近年来日本发明的新型脑功能测量手法。它可以通过生物体穿透性高的近红外光谱对脑功能进行无侵袭性测量。
仪器原理:
通过三个特定波长的近红外光来测量大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白以及总血红蛋白的含量,从而检测大脑在接受外界刺激或思维过程中不同区域的反应和功能表达。
脑功能成像研究例:fNIRS对神经康复的应用研究
近年来,正在进行fNIRS在神经康复领域的应用研究(脑中风后的机能恢复等)。应用PET和fMRI时需要受试者保持安静,而fNIRS在伴随身体运动的作业环境中也可以进行脑功能计量,因此可以得到与步行等运动相关的大脑皮质的活化信息。

在跑步机上进行步行运动时fNIRS对大脑激活的测定
健康人步行及进行相关活动时的脑激活 |
上图显示了跑步机上进行步行运动时的脑活动。内侧的初级感觉运 动皮层出现由步行引起的Oxy-Hb的升高。与fMRI和PET不同,fNIRS可以测定步行和手臂运动等动态活动时的脑激活。目前,fNIRS正在用于评价脑中风患者偏瘫步态时的脑激活研究,改善感觉运动皮质的不对称行,运动前区激活增强,步行改善等。
(数据提供:社会医疗法人大道会 森之宫医院 宫井一郎医生)
参考资料:宫井一郎,(2004),“在神经康复中fNIRS的应用”, MEDICAL NOW, No.52:33-36
参考文献:
【测量技术】
Oda I, Wada Y, Takeuchi S, Konishi I, Tsunazawa Y (2003) Near Infrared Imager with a Flexible Source-Detector Arrangement and a New Detection Gain Control. Optical Review 10, 422-426.
【多模态】
Okamoto M, Dan H, et al. (2004) Multimodal assessment of cortical activation during apple peeling by NIRS and fMRI. Neuroimage 21, 1275-1288.
【康复/ 理学疗法】
Miyai I, Yagura H, Hatakenaka M, Oda I, Konishi I, Kubota K (2003) Longitudinal optical imaging study for locomotor recovery after stroke. Stroke 34, 2866-2870.
【精神·神经科学】
Hoshi Y, Tsou BH, Billock VA, Tanosaki M, Iguchi Y, Shimada M, Shinba T, Yamada Y, Oda I (2003) Spatiotemporal characteristics of hemodynamic changes in the human lateral prefrontal cortex during working memory tasks. Neuroimage 20, 1493-1504.
【脑神经外科】
Akiyama T, Ohira T, et al. (2005) Motor -related intracortical steal phenomenon detected by multichannel functional near -infrared spectroscopy imaging. Cerebrovasc Dis 20, 337-346.
【认知·心理】
Shimada S, Hiraki K, Matsuda G, Oda I (2004) Decrease in prefrontal hemoglobin oxygenation during reaching tasks with delayed visual feedback: a near-infrared spectroscopy study. Cognitive Brain Research 20, 480-490.
仪器规格
| 型号 |
发送/接收光纤数量 |
通道数量 |
FOIRE-3000/4 |
4组 |
10 |
FOIRE-3000/8 |
8组 |
24 |
FOIRE-3000/12 |
12组 |
38 |
FOIRE-3000/16 |
16组 |
52 |
主要技术指标
| 测量物质 |
氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血红蛋白的含量变化 |
光源 |
三波长近红外半导体激光器,Class 1M(1EC-60825-1) |
探测器 |
光电倍增管 |
测量方法 |
三波长吸收率 |
电源 |
100/110/120VAC 50/60Hz or200/220/230/240VAC 50/60Hz |
外部尺寸 |
610 (W) x 1164 (H) x746 (D) (单位:mm, 不包括凸起) |
重量 |
170kg |
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