광학 확산 상관 분광법을 사용하여 인간의 뇌의 대뇌 혈류 기반 휴식 상태 기능 적 연결

이 프로토콜은 변액 광학 프로브를 사용하여 휴식 상태 동안 뇌혈량을 평가합니다. 이 기술의 중요한 장점은 휴대성입니다. 침대 옆 모니터링에 적합 합니다.

웨어러블 프로브를 사용하면 진단 및 치료 응용 분야 모두에 대한 피험자의 자연 환경에서 휴식 상태 기능 적 연결 측정을 얻을 수 있습니다. 이 프로토콜은 웨어러블 광학 프로브를 사용하여 휴식 상태 기능 연결 측정 중에 뇌혈흐름을 평가합니다. 치엔 푼과 함께 절차를 시연벤 리네하트, 내 실험실에서 대학원 학생될 것입니다.

분석을 시작하기 최소 10분 전에 광 변조 및 검출기 전압으로 FD-fNIRS 및 DCS에 전원을 공급합니다. 테이프 측정값을 사용하여 피사체의 머리의 내침과 이온 사이의 거리를 측정합니다. nasion을 시작점으로 사용하여 잉크 마커를 사용하여 이온까지의 거리의 10%인 위치를 지정합니다.

표시된 점이 Fp1과 Fp2 사이에 있도록 EEG 10/20 캡을 피사체의 머리에 놓습니다. 왼쪽 피질에 Fp1과 F7 사이의 지점과 오른쪽 피질의 Fp2와 F8 사이의 지점을 표시하여 우수한 전두엽 피질과 등쪽 전두엽 피질 과 좌우 반구의 열등한 전두엽 피질 사이의 경계를 만듭니다. 3D 프팅 프로브를 사용하여 멀티 모드 섬유를 785 나노미터 레이저 광원에 연결합니다.

그런 다음 피질의 양쪽에 있는 Ds 위치에 다중 모드 섬유 1센티미터 아래에 또 다른 단일 모드 섬유를 놓고 각 단일 모드 섬유를 개별 단일 광자 카운팅 기계에 연결합니다. 단일 모드 섬유를 다중 모드 섬유에서 2.75센티미터 떨어진 곳에 놓고 왼쪽 및 오른쪽 뒤측 측두엽 전두엽 코르티체에 1개의 섬유와 열등한 전두엽 피질에 섬유 1개를 놓습니다. 그리고 새로 표시된 점에 멀티 모드 섬유를 배치합니다.

FD-fNIRS 시스템을 준비하여 교정을 위해 조명을 끄고 그래픽 사용자 인터페이스 데이터 수집 소프트웨어를 엽니다. 자동 바이어스 버튼을 클릭하여 검출기 게인을 조정하여 센서를 부착하여 교정 팬텀에 고정하여 최적의 신호를 얻습니다. 과전압 경고가 깜박이면 게인을 낮춥춥니까.

최대 신호를 얻은 후, 배경 광 누설이 검출기에 의해 측정될 수 있도록 소스 섬유 중 하나를 분리합니다. 그리고 해당 소스 섬유에 대한 측정 기간당 직전류가 20개 미만인지 확인합니다. 다음으로 모든 소스 및 검출기에 적절한 신호 수준 판독을 확인하고 보정을 클릭합니다.

시스템은 측정을 하고 교정 계수를 적용하여 알려진 팬텀의 광학 적 특성을 올바르게 측정합니다. 그런 다음 표준 팬텀에서 시스템 성능기록을 제공하는 교정 데이터를 기록합니다. DCS를 설정하려면 시스템 레이저 광원과 단일 광자 카운팅 머신을 최소 10분 동안 예열합니다.

그래픽 사용자 인터페이스 시스템 수집 소프트웨어에서 그래픽 사용자 인터페이스를 확인하여 초당 최소 5, 000카운트, 초당 1, 000, 000카운트 를 획득하도록 하여 각 섬유의 접촉을 확인합니다. 각 검출기에서 충분한 광자 수 레벨이 얻어지는지 확인하려면 광자 수 레벨과 거의 실시간 자기 상관 곡선을 확인합니다. 주변 광 누설 없이 충분한 섬유 접점이 있는지 확인하려면 자기 상관 곡선의 y-intercept를 확인합니다.

최적의 값은 편광제를 사용하지 않고 약 1.5입니다. 프로브와 측정이 모션 아티팩트가 탄력성 대역을 조여 서 모션에 저항할 수 있을 만큼 단단하지만 피사체에 대한 불편함을 방지할 수 있을 만큼 느슨하다는 것을 확인합니다. 그런 다음 자기 상관 곡선이 더 긴 상관 관계 시간에 대해 서로 감소하도록 하는 자동 상관 곡선을 확인합니다.

그런 다음 피사체가 눈을 감고 편안한 자세로 앉아 있는지 확인합니다. DCS 프로브에 인접한 이마에 FD-fNIRS 시스템 광학 프로브를 배치하고 FD-fNIRS 획득 소프트웨어에서 획득을 클릭합니다. 이 데이터는 동적 광학 파라미터의 정량화에 사용될 정적 광학 특성, 흡수 매개 변수 및 산란 매개변수를 제공합니다.

모든 장비가 준비되면 피사체에 측정 중에 움직임을 최소화하고 조명을 끄도록 지시합니다. FD-fNIRS 측정이 완료된 후 DCS 데이터 수집 인터페이스에서 실행을 클릭하고 최대 2초 의 통합 시간으로 총 8분 동안 데이터를 수집합니다. 본 대표적인 분석에서, 전두엽 코르티체내의 휴식 상태 기능적 연결은 9개의 피험자에서 측정되었다.

왼쪽 및 오른쪽 코르티체의 지역 간 영역을 측정한 것보다 왼쪽 및 오른쪽 코르티테스의 지역 내 영역에서 더 높은 상관관계가 관찰되었다. 또한, 두 코르티제의 지역 간 휴식 상태 기능 연결을 비교하는 T-테스트 분석은 이러한 값 간의 상당한 차이를 드러냈다. DCS 매개 변수가 허용 가능한 범위 내에 있는지 확인하는 것이 중요합니다.

확산 상관 분광법은 혈류의 비침습적 측정을 제공할 수 있다. 다양한 자극에 휴식 또는 활성 뇌의 기능 적 연결을 연구하기위한 유용한 도구 만들기. 혈류의 비침습적 측정은 신경 질환에 대한 치료 및 치료의 평가에 유용합니다.

이 절차를 수행할 때는 항상 적절한 레이저 안전 지침을 따라야 합니다.