用高密度,多通道斑点对比光学光谱学绘制人类大脑血流的地图

科学领域:

• 生物医学光学 生物医学光学
• 神经成像是一种神经成像.
• 光学光谱学是指光学光谱学.

背景情况:

• 斑点对比光学光谱学 (SCOS) 提供非侵入性,高信号噪声比 (SNR) 测量人类大脑血流 (CBF).
• 单通道SCOS仅限于局部测量,阻碍了CBF空间异质性的评估.

研究的目的:

• 开发和验证多道SCOS系统,用于在人类大脑激活期间绘制CBF的空间变化.
• 评估系统在可视化大脑活动模式中的能力,以提高空间分辨率.

主要方法:

• 开发了一个多通道SCOS系统,使用电磁计将激光在7个源纤维上复合.
• 扩散光由17个CMOS摄像头收集,形成50个源探测器通道,覆盖面积7.6厘米×6.6厘米.
• 使用液体流幻影进行了系统验证,随后在15名受试者中进行了文字颜色Stroop任务期间的测量.

主要成果:

• 多通道SCOS系统在幻影验证中证明了空间特异性和稳定性.
• 在认知任务 (Stroop任务) 中成功获得了大脑激活地图.
• 观察到显著的信号变化,在最激活的通道中,ΔOD的平均变化为1.7 × 10−2,CBF的平均变化为6.6%.

结论:

• 开发的多通道SCOS系统使人类CBF变化的非侵入性,空间分辨率映射成为可能.
• 这项技术在神经科学研究和临床监测涉及CBF失调的疾病中具有潜在的应用.