JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يتم تقديم بروتوكول لتصوير وقياس تفاعل الأوعية الدموية الدماغية لدى البشر باستخدام التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS). fNIRS هي طريقة تصوير جديدة تلتقط تغيرات تركيز أنواع الهيموجلوبين في القشرة الخارجية للدماغ تحت محفزات معينة.

Abstract

تفاعل الأوعية الدموية الدماغية (CVR) هو قدرة الأوعية الدموية في الدماغ على تغيير تدفق الدم الدماغي (إما مع التمدد أو الانقباض) استجابة للمنبهات الكيميائية أو الفيزيائية. يعتمد مقدار التفاعل في الأوعية الدموية الدقيقة الدماغية على سلامة الأوعية الدموية بالسعة وهي الوظيفة الأساسية للخلايا البطانية. لذلك ، يعد CVR مؤشرا على فسيولوجيا الأوعية الدموية الدقيقة والصحة العامة. تتوفر طرق التصوير التي يمكنها قياس CVR ولكنها قد تكون مكلفة ، وتتطلب مراكز تصوير بالرنين المغناطيسي وخبرة فنية. في هذه الدراسة ، استخدمنا تقنية fNIRS لمراقبة تغيرات أوكسي هيموغلوبين (HbO) وديوكسي هيموغلوبين (HbR) في الأوعية الدموية الدقيقة الدماغية لتقييم CVR ل 15 ضابطا صحيا (HC) استجابة لمحفز نشط للأوعية الدموية (استنشاق 5٪ ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون2). تشير نتائجنا إلى أن هذه تقنية تصوير واعدة توفر طريقة غير جراحية ودقيقة ومحمولة وفعالة من حيث التكلفة لرسم خرائط القلب والأوعية الدموية الدقيقة المرتبطة بها ، الناتجة عن إصابة الدماغ الرضحية أو غيرها من الحالات المرتبطة باعتلال الأوعية الدموية الدقيقة الدماغية.

Introduction

يمكن قياس صحة الأوعية الدموية في القشرة الدماغية من خلال قدرة الأوعية على الانقباض أو التوسع في ظل ظروف فسيولوجية مختلفة. يمكن أن يكون قياس تفاعل الأوعية الدموية مفيدا في تشخيص وإدارة الحالات العصبية المرتبطة بالخلل الوظيفي الدماغي الوعائي الدقيق ، مثل الخرف وإصابات الدماغ الرضحية (TBI) وحتى الشيخوخة1،2،3،4. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام CVR كمؤشر حيوي تنبؤي و / أو ديناميكي دوائي للاضطرابات العصبية مثل مرض الزهايمر5 أو TBI6،7،8،9،10. توجد طرق تصوير راسخة لدراسة CVR في البشر. تتضمن الطريقة النموذجية التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) جنبا إلى جنب مع محفز خارجي أو داخلي ، مثل فرط كابنيا11 ، أو حبس التنفس ، أو أسيتازولاميد2. أظهر Lu et al.12،13 أن نظام توصيل الغاز البسيط إلى جانب التصوير بالرنين المغناطيسي - التصوير المعتمد على مستوى الأكسجين في الدم (MRI-BOLD) يولد خرائط دقيقة للدماغ بالكامل للتأثير القلبي الرأسي.

تؤدي الاضطرابات في تدفق الدم في الأوعية الدموية الدماغية وحجمها ومعدل استقلاب الأكسجين إلى تغيرات في تركيزات أنسجة HbO و HbR. امتصاص الأنسجة للضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة حساس للتغيرات في تركيز أنواع الهيموجلوبين ، مثل HbO و HbR. لذلك ، يمكن لقياس الضوء المتناثر بمرور الوقت أن يحدد التغيرات في تركيز HbO و HbR في القشرة الخارجية (حوالي 2 سم) 15 ، ويمكن استخدامه لتقييم التغيرات الديناميكية الدموية الزمنية16 بما في ذلك تفاعل الأوعية الدموية الدماغية (CVR) 17.

في نموذج بحثنا ، نستخدم أداة fNIRS مع دالة الموجة المستمرة. يتكون الجهاز من 4 مصادر و 10 كاشفات ، والتي تنشئ 16 زوجا من كاشف المصدر (انظر الشكل 1). يتم تشكيل أزواج كاشف المصدر معا على حزام سيليكون يمكن وضعه بسهولة على الجبهة وتثبيته في مكانه بغلاف ذاتي الالتصاق. يقيس الجهاز شدة الضوء عند 730 و 850 نانومتر وله تردد اكتساب 2 هرتز. تم اختيار هذا النظام لأنه صديق للمريض وسهل الارتداء ويجمع البيانات من قشرة الفص الجبهي ، وهي منطقة دماغية معرضة بشكل خاص لإصابة إصابات الدماغ الرضية. لحسن الحظ ، فإن معظم أنظمة fNIRS الأخرى متوافقة مع تقنية اكتساب CVR الخاصة بنا ، وتختلف فقط في المناطق القشرية المقاسة بناء على منطقة الدماغ التي تهمهم.

بينما يعتبر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي المعيار الذهبي لتصوير الدماغ الوظيفي ، فإن تقنية fNIRS لها مزايا فريدة لتقييم CVR مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي. توفر تقنية التصوير fNIRS دقة زمنية عالية (مع دقة مللي ثانية) ويمكنها تحديد التغيرات في تركيز كل من HbO و HbR ، بينما يقيس التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التغيرات في HbR18،19،20 فقط. علاوة على ذلك ، فإن أدوات fNIRS محمولة واقتصادية وأسهل في التشغيل من fMRI. أخيرا ، تعمل تقنية fNIRS على حل حركة الموضوع بشكل أفضل ، وهو أمر ضروري نظرا لأن تحديات الأوعية الدموية مثل فرط الغطاء غالبا ما تستخدم مع مهام الدراسة المعرفية أوالجسدية 21.

في هذه الورقة ، يتم تقديم تحدي فرط الكابنيا ، جنبا إلى جنب مع تقنية fNIRS. قمنا بقياس قيم CVR ودرسنا قابلية تكرار هذه الطريقة ، على أمل تقديم بديل موثوق به لمقاييس الرنين المغناطيسي الوظيفي للرنين المغناطيسي.

Protocol

تم تعيين المشاركين بموجب بروتوكول (ClinicalTrials.gov NCT01789164) معتمد من مجلس المراجعة المؤسسية. المعدات الموضحة في البروتوكول معتمدة أخلاقيا من قبل مؤسستنا.

1. تحضير المواد المستخدمة لتحدي Hypercapnia (الشكل 2)

  1. قم بنفخ كيس دوغلاس سعة 200 لتر (البند #1) بعلبة مخلوطة مسبقا من الغاز الطبي الذي يتكون من 5٪ ثاني أكسيد الكربون و 21٪ أكسجين و 74٪ نيتروجين حتى تمتلئ.
  2. أدخل غشاءين (البند #3) في الصمام ثنائي الاتجاه غير المتنفس (البند #4) لحماية أن الغاز سوف يتدفق في اتجاه واحد فقط. قم بتوصيل منفذ واحد من الصمام ثلاثي الاتجاهات (البند #2) بحقيبة دوغلاس (البند #1) عبر أنبوب توصيل الغاز (البند #5)، والمنفذ الآخر بصمام عدم إعادة التنفس ثنائي الاتجاه (البند #4) عبر أنبوب توصيل غاز ثان (البند #5).
  3. اربط الناطقة بلسان (البند #6) بالموصل (البند #7) ثم اربط الموصل بالصمام ثنائي الاتجاه غير المتنفس (البند #4).
  4. أدخل أنبوب كابنوغراف (البند # 8) في الفتحة الموجودة في الموصل (البند # 7).
  5. قم بتوصيل فلتر الهواء (البند #9) بأنبوب كابنوغراف (البند #8).
  6. قم بربط نهاية فلتر الهواء البلاستيكي (البند #9) غير المتصل بأنبوب كابنوغراف (البند #8) في شاشة ثاني أكسيد الكربون2 (البند #10).
  7. قم بتوصيل capnograh (البند #10) بجهاز كمبيوتر محمول باستخدام كابل. افتح برنامج قارئ منفذ البيانات ، وحدد منفذ USB المقابل وابدأ قراءة البيانات. قم بتشغيل كابنوغراف. سيتم عرض البيانات تلقائيا على شاشة الكمبيوتر.
  8. قم بتوصيل صندوق fNIRS بالكمبيوتر باستخدام كابل USB. قم بتوصيل عصابة رأس كاشف المصدر بصندوق FNIRS. قم بتوصيل محول الطاقة بصندوق fNIRS وقم بتشغيل المفتاح.

2. الإجراءات أثناء التجربة

  1. اطلب من المشارك الجلوس على كرسي وجعل نفسه مرتاحا أثناء إعداد الأجهزة. قم بتشغيل نظام fNIRS.
  2. ضع عصابة رأس كاشف المصدر على جبهة المريض ، فوق مناطق قشرة الفص الجبهي الأساسية (المناطق القشرية الأمامية الظهرية والسفلية) 21.
  3. تأكد من وضع عصابة الرأس لكاشف المصدر بعناية فوق الحاجب وفي منتصف الجبهة. ضع صف الكاشف السفلي على ارتفاع 3.5 سم تقريبا فوق أنف أو جسر الأنف حيث تلتقي المسافة البادئة للأنف العلوي بالجبهة بين العينين.
  4. تأكد من أن أجهزة الكشف ملتصقة بإحكام ببشرة المشارك دون الكروموفورات (مثل المكياج) أو تداخل الشعر. لا حاجة لتحضير الجلد.
  5. ضمن "إعداد الجهاز"، قم بتعيين كسب أجهزة الكشف بين 1 و20. سيؤدي الكسب الأعلى إلى زيادة حساسية أجهزة الكشف عن الضوء. القيمة الافتراضية هي 20. اضبط "تيار LED" بين 5 مللي أمبير و 20 مللي أمبير. ستؤدي القيم الأكبر إلى ضوء أكثر إشراقا وستزيد من مستوى الإشارة الناتج عن أجهزة الكشف. القيمة الافتراضية هي 20 مللي أمبير.
  6. في برنامج الاستحواذ ، اضغط على "بدء التجربة الحالية". سترسل المصادر الضوء بطول موجي 2 وسيتم عرض شدة إشارة الضوء المكتشفة من كل كاشف في الوقت الفعلي. في حالة الإشارة المشبعة (الإشارة>4,000) أو المنخفضة (الإشارة <1,000)، اضبط التلامس بين طوق رأس كاشف المصدر والجلد أو المعلمات الواردة في الخطوتين 2.3 و 2.4. تم شرح الإجراء الكامل الدقيق في Ayaz et al.22.
  7. توجيه المشارك إلى الشهيق والزفير من خلال فمه بوتيرة التنفس الطبيعية. اربط مشبك الأنف على أنف المشارك وذكره بمواصلة التنفس بشكل طبيعي من خلال فمه ، وتنبيه شخص ما إذا شعر بأي إزعاج أو يعاني من أي صعوبة في التنفس.
  8. أدخل الناطقة بلسان (العنصر # 6) بعناية في فم المشارك حتى يتمكن من الاستمرار في التنفس. لزيادة راحة المشارك أثناء العملية ، اطلب من المشارك دعم الصمام غير القابل لإعادة التنفس (البند # 3) بيده.
  9. اضغط على زر "خط الأساس" في البرامج المرتبطة. سيقوم بقياس وتسجيل إشارة الضوء تلقائيا لخط الأساس fNIRS لمدة 20 ثانية (ثانية).
  10. اضغط على "تسجيل" قبل بدء التجربة.
  11. في بداية التجربة ، ابدأ الساعة ، واضغط على "علامة يدوية" واكتب على ورق الوقت الذي يعرضه الكابنوغراف. كل دقيقة قم بتدوير الصمام المتصل بأنبوب الغاز للتنقل بين هواء الغرفة وهواء الغرفة الممزوج ب 5٪ ثاني أكسيد الكربون2. مرة أخرى ، اضغط على "علامة يدوية" واكتب على ورقة الوقت الذي يعرضه الكابنوغراف في كل مرة يتم فيها تغيير خليط الغاز المستنشق (الشكل 3).
    ملاحظة: يعد تحديد الوقت المعروض يدويا على الكابنوغراف أمرا ضروريا للمزامنة المستقبلية بين الإشارات الضوئية fNIRS وتتبع EtCO2 الخاص بكابنوغراف.
  12. بعد 7 دقائق ، أوقف تسجيل fNIRS بالنقر فوق الزر "إيقاف". اسمح ب 60 ثانية إضافية من التسجيل لثاني أكسيد الكربون2 في نهاية المد والجزر (EtCO2) واحفظ بيانات EtCO2 ك ASCII داخل برنامج قارئ البيانات.
  13. إخطار المشارك بأن الإجراء قد اكتمل. انزع مشبك الأنف بعناية واسحب الناطقة بلسان حال. قدم منديلا للمشارك لامتصاص أي لعاب متراكم من الإجراء.

3. إجراءات التنظيف

  1. تخلص من أنبوب كابنوغراف (البند #8) والفلتر (البند #9) وقطعة الفم (البند #6) ومشبك الأنف.
  2. تنظيف المعدات القابلة لإعادة الاستخدام. افصل الصمام ثنائي الاتجاه (البند #4) عن أنبوب توصيل الغاز (البند #5) وأنبوب الموصل (البند #7) واستخرج الأغشية (البند #3). اغمر الأغشية (البند #3) وأنبوب الموصل والصمام ثنائي الاتجاه (البند #4) في وعاء مليء بمطهر منظف طبي خال من الفوسفات ويحتوي على مواد خافضة للتوتر السطحي لمدة 20 دقيقة. خفف المنظف بالماء المقطر بنسبة 1:64.
  3. اغسل العناصر # 1،4،7 بالماء المقطر ثم ضعها فوق منضدة نظيفة بمادة معقمة مثل وسادة chux تحتها. اتركها تجف في الهواء قبل إعادة الاستخدام.
  4. أفرغ حقيبة دوغلاس.

4. تحليل البيانات

  1. معالجة الإشارات باستخدام برنامج معالجة البيانات fNIRS
    ملاحظة: معالجة الإشارات هي الخطوة الأولى في تحليل البيانات. يتم ذلك باستخدام برنامج معالجة بيانات fNIRS (على سبيل المثال ، fNIRSoft) من أجل إزالة الضوضاء أو القطع الأثرية في البيانات بسبب حركة المريض. ولا يلزم سوى البيانات من برنامج الاستحواذ لهذا التحليل.
    1. في برنامج معالجة البيانات ، انقر فوق "تحميل ملف" لتحديد بيانات fNIRS المكتسبة ثم تحميلها.
    2. انقر فوق "تنقيح" وستظهر نافذة منبثقة. حدد "البيانات الأولية" واضغط على "التالي".
      1. انقر فوق كل من أدوات التصفية المتوسطة ورفض الأداة لحركة النافذة المنزلقة (SMAR)23 للتعرف على كل من الأداة المتحركة والقنوات المشبعة وحذفها من الإشارة الأولية. اضغط على "تطبيق".
      2. انقر فوق مرشح "تردد التمرير المنخفض" للتخلص من النبض ومكون التنفس (مرشح Hanning ، n = 20 ، القطع = 0.1 هرتز) 21،24،25،26. اضغط على "تطبيق".
      3. انقر فوق "Detrend" للتخلص من التباين الزمني البطيء. اضغط على "تطبيق".
    3. انقر فوق "OXI" لتحويل شدة الضوء إلى تركيزات HbO و HbR. انقر فوق "حفظ" ثم حدد MATLAB كتنسيق حفظ الملف.
  2. معالجة الإشارات باستخدام MATLAB
    ملاحظة: يتم إجراء الجزء الثاني من التحليل باستخدام MATLAB من أجل ربط إشارة fNIRS ب EtCO2 الذي تم تغييره بالوقت. وهناك حاجة إلى بيانات من الخطوة السابقة (4-1-5) وبيانات من الكابنوغراف (تتبع EtCO2 ، الخطوة 2-12) لمعالجة البيانات.
    1. قم باستيراد تتبع EtCO2 من capnograph في MATLAB كعمودين (أحدهما للوقت والثاني لقيم EtCO2 ). قم بتحويل وقت EtCO2 مع الوقت المعاير مسبقا لتصحيح التأخير من وقت أنبوب أخذ العينات.
      ملاحظة: هذا هو الفارق الزمني بين نفس واحد لقطعة الفم وظهور هذا التنفس في تسجيل ثاني أكسيد الكربون2 . في هذا الإعداد ، كانت 15 ثانية.
    2. استخدم النقطة الزمنية الأولى المسجلة من كابنوغراف في بداية التجربة ، الخطوة 2.11 كنقطة البداية (t = 0). قم بتحويل EtCO2 إلى ثوان.
    3. قم باستيراد بيانات الأوكسي وديوكسي هيموغلوبين من الخطوة 4.1.3 إلى MATLAB.
    4. احسب التأخير الفسيولوجي بين EtCO2 (المقاسة في الفم) وإشارة fNIRS (المقاسة في الدماغ) من خلال إيجاد معامل الارتباط الأعلى بين هاتين الإشارتين في نوبات زمنية متفاوتة. (راجع البرنامج النصي MATLAB المرفق للخطوة 4.2.3 إلى الخطوة 4.2.6). يعتبر التحول الزمني مع معامل الارتباط الأعلى هو الوقت الأمثل.
    5. قم بتحويل المسار الزمني ل EtCO2 بالوقت الأمثل (تم الحصول عليه في الخطوة 4.2.4). احتفظ بالنقاط الزمنية التي تحتوي على بيانات fNIRS و EtCO2 . يجب أن يكون للسلسلة ذات الوقت نفس الطول.
    6. احسب قيم CVR لكل قناة ، وهي حل المعادلة الخطية بين HbO (أو HbR) و EtCO2 باستخدام تحلل Cholesky في MATLAB.

النتائج

تم إجراء fNIRS مع تحدي فرط الكبض على 15 مشاركا أصحاء. كانت معايير الاستبعاد هي تاريخ الإصابة بإصابات الدماغ الرضية أو الاضطرابات العصبية أو النفسية المعوقة الموجودة مسبقا أو الحمل. كان متوسط عمر المشاركين 37.7 ± 16 عاما (تتراوح بين 20-55) و 20٪ من الإناث. كما هو موضح في دراسة مماثلة ...

Discussion

تمكنا من قياس CVR باستخدام fNIRS وتقنية استنشاق غاز ثاني أكسيد الكربون2 في 15 متطوعا يتمتعون بصحة جيدة. قيمة CVR المقاسة هي العلاقة بين إشارة fNIRS المكتسبة و EtCO2. يتمثل التحدي في محاذاة تتبع EtCO2 الصدغي بدقة مع إشارة fNIRS ، بمعنى آخر ، لحساب الوقت الذي يستغرقه الدم ل...

Disclosures

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.

Acknowledgements

تم دعم العمل في مختبر المؤلفين من قبل مركز علم الأعصاب والطب التجديدي (CNRM) ، جامعة الخدمات الموحدة للعلوم الصحية (USUHS) ، بيثيسدا ، دكتوراه في الطب ، من قبل مركز التميز في علم الأعصاب السريري العسكري (MCNCoE) ، قسم طب الأعصاب ، USUHS ، ومن قبل برنامج البحوث الداخلية للمعاهد الوطنية للصحة. الآراء الواردة في هذا المقال هي آراء المؤلف ولا تعكس السياسة الرسمية لوزارة الجيش / البحرية / القوات الجوية أو وزارة الدفاع أو الحكومة الأمريكية.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Blue cuff22254Vacumed
CO2-Air Gas Mixture Size 200R012000 2003Roberts Oxygen
Diaphragm (Size: medium, Type: spiral)602021-2608Hans Rudolph
Douglas bag (200-liters capacity)500942Harvard Apparatus
Gas delivery Tube1011-108Vacumed
Gas sampling TubeT4305QoSINA
Hydrophobic filter9906-00Philips Medical Systems
Male luer11547QoSINA
Mouth piece (Silicone, Model #9061)602076Hans Rudolph
Nose clip (Plastic foam, Model #9014)201413Hans Rudolph
Three-way valve (100% plastic)CR1207Hans Rudolph
Two-way non-breathing valve (22mm/ 15mm ID)CR1480Hans Rudolph

References

  1. Amyot, F., et al. Imaging of Cerebrovascular Function in Chronic Traumatic Brain Injury. Journal of Neurotrauma. 35 (10), 1116-1123 (2017).
  2. Kassner, A., Roberts, T. P. Beyond perfusion: cerebral vascular reactivity and assessment of microvascular permeability. Topics in Magnetic Resonance Imaging. 15, 58-65 (2004).
  3. Oertel, M., et al. Posttraumatic vasospasm: the epidemiology, severity, and time course of an underestimated phenomenon: a prospective study performed in 299 patients. Journal of Neurosurgery. 103, 812-824 (2005).
  4. Peng, S. L., et al. Age-related changes in cerebrovascular reactivity and their relationship to cognition: A four-year longitudinal study. Neuroimage. 174, 257-262 (2018).
  5. Yezhuvath, U. S., et al. Forebrain-dominant deficit in cerebrovascular reactivity in Alzheimer's disease. Neurobiology of Aging. 33, 75-82 (2012).
  6. Baranova, A. I., et al. Cerebral vascular responsiveness after experimental traumatic brain injury: the beneficial effects of delayed hypothermia combined with superoxide dismutase administration. Journal of Neurosurgery. 109, 502-509 (2008).
  7. Gao, G., Oda, Y., Wei, E. P., Povlishock, J. T. The adverse pial arteriolar and axonal consequences of traumatic brain injury complicated by hypoxia and their therapeutic modulation with hypothermia in rat. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 30, 628-637 (2010).
  8. Wei, E. P., Hamm, R. J., Baranova, A. I., Povlishock, J. T. The long-term microvascular and behavioral consequences of experimental traumatic brain injury after hypothermic intervention. Journal of Neurotrauma. 26, 527-537 (2009).
  9. Oda, Y., Gao, G., Wei, E. P., Povlishock, J. T., et al. Combinational therapy using hypothermia and the immunophilin ligand FK506 to target altered pial arteriolar reactivity, axonal damage, and blood-brain barrier dysfunction after traumatic brain injury in rat. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 31, 1143-1154 (2011).
  10. Park, E., Bell, J. D., Siddiq, I. P., Baker, A. J. An analysis of regional microvascular loss and recovery following two grades of fluid percussion trauma: a role for hypoxia-inducible factors in traumatic brain injury. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 29, 575-584 (2009).
  11. Ellis, M. J., et al. Neuroimaging Assessment of Cerebrovascular Reactivity in Concussion: Current Concepts, Methodological Considerations, and Review of the Literature. Frontiers in Neurology. 7, 61 (2016).
  12. Lu, H., et al. MRI mapping of cerebrovascular reactivity via gas inhalation challenges. Journal of Visualized Experiments. (94), e52306 (2014).
  13. Yezhuvath, U. S., Lewis-Amezcua, K., Varghese, R., Xiao, G., Lu, H. On the assessment of cerebrovascular reactivity using hypercapnia BOLD MRI. NMR in Biomedicine. 22, 779-786 (2009).
  14. Ferrari, M., Mottola, L., Quaresima, V. Principles, techniques, and limitations of near infrared spectroscopy. Canadian Journal of Applied Physiology. 29, 463-487 (2004).
  15. Firbank, M., Okada, E., Delpy, D. T. A theoretical study of the signal contribution of regions of the adult head to near-infrared spectroscopy studies of visual evoked responses. Neuroimage. 8, 69-78 (1998).
  16. Boas, D. A., Chen, K., Grebert, D., Franceschini, M. A. Improving the diffuse optical imaging spatial resolution of the cerebral hemodynamic response to brain activation in humans. Optics Letters. 29, 1506-1508 (2004).
  17. Kainerstorfer, J. M., Sassaroli, A., Hallacoglu, B., Pierro, M. L., Fantini, S. Practical steps for applying a new dynamic model to near-infrared spectroscopy measurements of hemodynamic oscillations and transient changes: implications for cerebrovascular and functional brain studies. Acadamic Radiology. 21, 185-196 (2014).
  18. Cui, X., Bray, S., Bryant, D. M., Glover, G. H., Reiss, A. L. A quantitative comparison of NIRS and fMRI across multiple cognitive tasks. Neuroimage. 54, 2808-2821 (2011).
  19. Huppert, T. J., Hoge, R. D., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. A temporal comparison of BOLD, ASL, and NIRS hemodynamic responses to motor stimuli in adult humans. Neuroimage. 29, 368-382 (2006).
  20. Sassaroli, A., de, B. F. B., Tong, Y., Renshaw, P. F., Fantini, S. Spatially weighted BOLD signal for comparison of functional magnetic resonance imaging and near-infrared imaging of the brain. Neuroimage. 33, 505-514 (2006).
  21. Ayaz, H., et al. Optical brain monitoring for operator training and mental workload assessment. Neuroimage. 59, 36-47 (2012).
  22. Ayaz, H., et al. Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation. Journal of Visualized Experiment. (56), e3443 (2011).
  23. Ayaz, H., Izzetoglu, M., Shewokis, P. A., Onaral, B. Sliding-window Motion Artifact Rejection for Functional Near-Infrared Spectroscopy. Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 6567-6570 (2010).
  24. Naseer, N. H. K. Classification of functional near-infrared spectroscopy signals corresponding to the right- and left-wrist motor imagery for development of a brain-computer interface. Neuroscience Letters. 553, 84-89 (2013).
  25. Kreplin, U., Fairclough, S. H. Activation of the rostromedial prefrontal cortex during the experience of positive emotion in the context of esthetic experience. An fNIRS study. Frontiers in Human Neuroscience. 7, (2013).
  26. Izzetoglu, M. B. S., Izzetoglu, K., Onaral, B., Pourrezaei, K. Functional brain imaging using near-infrared technology. IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 26, 38-46 (2007).
  27. Amyot, F., et al. Normative database of judgment of complexity task with functional near infrared spectroscopy--application for TBI. Neuroimage. 60, 879-883 (2012).
  28. Yezhuvath, U. S., et al. Forebrain-dominant deficit in cerebrovascular reactivity in Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 33 (1), 75-82 (2012).
  29. Kenney, K., et al. Phosphodiesterase-5 inhibition potentiates cerebrovascular reactivity in chronic traumatic brain injury. Annals Clinical Translation Neurology. 5 (4), 418-428 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

CVR FNIRS

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved