如何理解fNIRS技术中的通道?

2025-12-05 15:43:00 发布者: 查看:
fNIRS的通道是指光源与探测器之间形成的有效测量路径,是数据采集的基本单元。

fNIRS的通道是指光源与探测器之间形成的有效测量路径,是数据采集的基本单元。通道数量由光源和探测器的数量及排列方式决定,如OBELAB NIRSIT通过24个光源和32个探测器组合,形成204个通道。通道的空间分布决定了测量覆盖范围,多通道可实现大脑多区域同时监测;SD距离(光源-探测器距离)影响探测深度,不同距离的通道可获取不同皮层深度的血氧信息。通道的信号质量直接决定数据可靠性,实验中需通过增益校准、伪迹校正等方式优化通道信号,其采集的HbO₂、HbR浓度变化数据,是后续脑功能激活分析的核心基础。

如何理解fNIRS技术中的通道

 fNIRS技术中,“通道”是核心的信号采集单元,其本质是一对光源与探测器组成的信号采集单元所覆盖的脑组织区域。

从形成原理来看,fNIRS设备的探头帽上分布着两种核心组件——近红外光发射器(光源)和光接收器(探测器)。当光源发射出700-900nm的近红外光后,光线会穿透头皮、颅骨,进入大脑皮层组织;经过组织的吸收与散射后,剩余光线被相邻的探测器捕获。一个光源与一个探测器的组合,就形成了一个基本的fNIRS通道。此外,通道并非单一“点”,而是光源与探测器连线下方、近红外光可到达的锥形脑组织区域(通常覆盖直径1-2cm、深度1-3cm的皮层范围),其覆盖范围与光源-探测器的间距直接相关:间距越大,探测深度略深,但空间分辨率会降低;间距越小,探测深度较浅,空间分辨率则更高。

通道的核心作用的是实现脑功能活动的“空间定位”与“多区域同步监测”。由于不同通道对应不同的脑区位置,通过在探头帽上合理排布多个通道,可同时覆盖前额叶、颞叶、枕叶等多个目标脑区,同步采集不同区域的血氧代谢信号(氧合血红蛋白HbO₂、去氧血红蛋白HbR浓度变化)。