NIRS-EEG联合检测技术在脑功能分析中的研究进展

发布时间：2021-02-02 05:26

　　近红外光谱技术（Near Infrared Spectroscopy, NIRS）和脑电（Electroencephalographic, EEG）在脑科学研究中占有重要地位。联合NIRS和EEG的检测技术（简称NIRS-EEG联合检测技术）在脑功能分析领域可以达到比单一检测技术更好的效果,从而更好地理解大脑生理机制。本文首先介绍NIRS和EEG技术的原理,并比较了这两种技术与其他脑检测技术的优缺点。然后指出目前联合检测技术在系统设计时需要注意的技术要点。接着列举在联合检测技术在脑功能分析中的应用,并总结目前该技术的优势和面临的问题,并根据出现这些问题的原因做出相应的分析,提出对策和建议。最后对这项技术的未来应用做出展望。 

【文章来源】：中国医学物理学杂志. 2020,37(10)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

3D打印的联合测量探测帽实物图（a）和示意图（b)

第二种方式采用同一处理器同步控制NIRS的光源输出和探测器输入以及EEG信号的采集和处理，这比第一种方法的要求要高，系统设计更加复杂。但两种系统之间的同步较好，数据分析也更加方便，是目前NIRS-EEG联合检测的主流方式。其系统结构框图如图1所示。EEG-NIRS联合采集分析系统一般包括脑电电极、近红外探头、下位机微控制器和上位机。脑电电极和近红外探头需要根据实际要求确定数量、型号和分布位置；微控制器是系统的核心，负责光源驱动信号的产生、脑电与近红外光强信号的放大、模数转换以及与上位机的通信。上位机负责EEG与NIRS信号的显示、预处理、信号解调与存储等功能[41]。目前NIRS-EEG联合检测系统中的近红外探头和脑电电极大多通过固定在同一探头帽上实现联合检测[42]。NIRS-EEG联合检测研究的关键问题之一就是联合检测探头帽的设计。联合检测探头帽一般是将脑电电极和近红外探头安装到同一个贴合头皮的柔性装置上整合而成[43]。一些研究人员直接在现有的脑电帽上加入近红外光纤部件[44-46]，这种方法虽然实现方式简单快捷，可以保证脑电耦合效果，但是有两个弊端：其一是现有脑电帽多以弹性布料为基底，戴在不同的受试者头上后近红外光源和探测器之间的距离会略有不同且不可控；其二是弹性布料对近红外探头的固定效果有限，在实验时会带来诸多不便。


本文编号：3014142