近红外脑功能成像技术发展及应用趋势

乔惠婷1, 杨力瑞1, 武迪1, 胡守波1, 汪待发1,2(1.北京航空航天大学生物与医学工程学院;2.丹阳慧创医疗设备有限公司)
摘要:近红外脑功能成像(fNIRS)作为一种新兴的无创神经影像技术,凭借良好的便携性、抗运动/电磁干扰能力,以及在时间分辨率与空间分辨率之间的优良平衡,为实现自然状态下高分辨脑观察提供了重要的技术平台。近年来,中国fNIRS 科研及产业发展蓬勃,不仅研制出自主知识产权的高端设备,逐步打破国外技术垄断,还极大推动了fNIRS 在临床的广泛应用。文章从技术与应用两个维度,综述了fNIRS 的发展现状,分析当前面临的问题与挑战,展望未来发展趋势,并从装备迭代升级、标准构建、脑机接口技术工程化和复合型人才培养4 个方面提出发展建议,以期推动该技术在中国脑科学研究和临床转化中的深度应用。
关键词:脑功能成像;近红外;fNIRS;大脑皮层

目录介绍

1 fNIRS发展现状

1.1 成像原理

1.2 发展历程

1.3 技术优势

1.4 关键技术

1)光源与波长选择

2)高灵敏度探测技术

3)宽动态范围信号探测

4)全脑超百通道成像

5)便携式可穿戴技术

6fNIRS脑功能数据处理分析

2 fNIRS应用现状

2.1 在卒中康复领域的临床应用

2.2 在精神障碍领域的临床应用

2.3 在退行性疾病领域的临床应用

2.4 在儿科领域的临床应用

2.5 基于fNIRS的光学脑机接口

3 未来挑战

3.1 空间分辨率与深部探测能力难以支撑精细化脑功能解析

3.2 数据处理与指标解读缺乏统一标准

3.3 信号质量有限和人群异质性影响结果的可靠性和可迁移性

3.4 多模态融合与闭环应用的工程化范式尚不成熟

3.5 医工交叉复合型人才队伍不足

4 发展建议

 

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