Dieses Protokoll verwendet variable optische Sonden, um den Blutfluss im Gehirn während des Ruhezustands zu bewerten. Ein wichtiger Vorteil dieser Technik ist ihre Portabilität. Damit ist es für die Nachtüberwachung gut geeignet.
Die tragbare Sonde ermöglicht es, funktionale Konnektivitätsmessungen im Ruhezustand in natürlichen Umgebungen der Probanden sowohl für diagnostische als auch therapeutische Anwendungen zu erhalten. Dieses Protokoll verwendet tragbare optische Sonden, um den Blutfluss im Gehirn während der funktionellen Konnektivitätsmessungen des Ruhezustands zu bewerten. Demonstrieren das Verfahren mit Chien Poon wird Ben Rinehart, ein Grad Student aus meinem Labor.
Schalten Sie fD-fNIRS und DCS mindestens 10 Minuten vor Beginn der Analyse mit einer Lichtmodulation und Detektorspannung aus. Verwenden Sie ein Maßband, um den Abstand zwischen der Nasion und der Inion auf dem Kopf des Motivs zu messen. Verwenden Sie die Nasion als Ausgangspunkt, um die Position zu bestimmen, die 10 % des Abstands zum Inion beträgt.
Legen Sie eine EEG 10/20-Kappe auf den Kopf des Motivs, so dass der markierte Punkt zwischen Fp1 und Fp2 liegt. Markieren Sie den Punkt zwischen Fp1 und F7 auf dem linken Kortex und den Punkt zwischen Fp2 und F8 auf dem rechten Kortex, um die Grenzen zwischen dem oberen präfrontalen Kortex und dem dorsolateralen präfrontalen Kortex und zwischen dem dorsolateralen präfrontalen Kortex und dem unteren präfrontalen Kortex für die linke bzw. rechte Hemisphäre zu bilden. Verbinden Sie die Multimode-Fasern mit einer 3D-gedruckten Sonde mit der 785 Nanometer-Laserlichtquelle.
Legen Sie dann eine weitere Single-Mode-Faser einen Zentimeter unter den Multimode-Fasern an der Ds-Position auf beiden Seiten des Kortex und verbinden Sie jede der Single-Mode-Fasern mit einzelnen Single-Photon-Zählmaschinen. Platzieren Sie die Singlemode-Fasern 2,75 Zentimeter von den Multimode-Fasern entfernt und legen Sie eine Faser auf der linken und rechten dorsalen seitlichen präfrontalen Kortik und eine Faser auf den unteren präfrontalen Kortex. Und platzieren Sie die Multimode-Fasern auf den neu markierten Punkten.
Um das FD-fNIRS-System für die Kalibrierung vorzubereiten, schalten Sie alle Lichter aus und öffnen Sie die Datenerfassungssoftware der grafischen Benutzeroberfläche. Klicken Sie auf die Auto-Bias-Taste, um die Detektorverstärkung anzupassen, um ein optimales Signal zu erzielen, bei dem der Sensor an einem Kalibrier-Phantom befestigt und gesichert ist. Wenn die Überspannungswarnung blinkt, senken Sie die Verstärkung.
Nachdem das maximale Signal erreicht wurde, trennen Sie eine der Quellfasern, damit die Hintergrundlichtleckage vom Detektor gemessen werden kann. Und stellen Sie sicher, dass der Gleichstrom weniger als 20 Zählungen pro Messzeitraum für die entsprechende Quellfaser beträgt. Überprüfen Sie als Nächstes die korrekte Signalpegelanzeige an jeder Quelle und jedem Detektor, und klicken Sie auf Kalibrieren.
Das System nimmt Messungen vor und wendet Kalibrierfaktoren an, um die optischen Eigenschaften des bekannten Phantoms richtig zu messen. Protokollieren Sie dann die Kalibrierdaten, die eine Aufzeichnung der Systemleistung auf einem Standard-Phantom liefern. Um die DCS einzurichten, wärmen Sie die Systemlaserlichtquellen und die Single-Photon-Zählmaschinen für mindestens 10 Minuten auf.
Überprüfen Sie in der Software zur Systemerfassung der grafischen Benutzeroberfläche den Kontakt der einzelnen Fasern, indem Sie die grafische Benutzeroberfläche überprüfen, um mindestens 5.000 Zählungen pro Sekunde und weniger als 1.000 000 Zählungen pro Sekunde zu erhalten. Um zu überprüfen, ob von jedem Detektor ausreichende Photonenanzahlwerte ermittelt werden, überprüfen Sie die Photonenanzahl und die Nahezu-Echtzeit-Autokorrelationskurven. Überprüfen Sie den y-Abfang der Autokorrelationskurve, um einen ausreichenden Faserkontakt ohne Lichtlecks zu überprüfen.
Der optimale Wert beträgt ca. 1,5 ohne den Einsatz von Polarisatoren. Um zu überprüfen, ob die Sonde und Messungen nicht anfällig für Bewegungsartefakte sind, straffen Sie das Elastische Band so fest, dass es fest genug ist, um der Bewegung zu widerstehen, aber locker genug, um Beschwerden für das Motiv zu verhindern. Überprüfen Sie dann die Autokorrelationskurven, sodass die Autokorrelationskurve für längere Korrelationszeiten zu einer zerfällt.
Dann bestätigen Sie, dass das Motiv in einer bequemen Position mit geschlossenen Augen sitzt. Platzieren Sie die optische Sonde des FD-fNIRS-Systems auf der Stirn neben der DCS-Sonde, und klicken Sie in der FD-fNIRS-Erfassungssoftware auf Acquire. Diese Daten liefern statische optische Eigenschaften, Absorptionsparameter und Streuparameter, die für die Quantifizierung des dynamischen optischen Parameters verwendet werden.
Wenn das gesamte Gerät bereit ist, weisen Sie das Motiv an, bewegungen während der Messung zu minimieren und das Licht auszuschalten. Klicken Sie nach Abschluss der FD-fNIRS-Messungen in der DCS-Datenerfassungsschnittstelle auf Ausführen und erfassen Sie Daten für insgesamt acht Minuten mit maximal zwei Sekunden Integrationszeit. In dieser repräsentativen Analyse wurde die Ruhezustandsfunktionskonnektivität in den präfrontalen Kortiken an neun Probanden gemessen.
In der intraregionalen Region der linken und rechten Kortik wurde eine höhere Korrelation beobachtet als in der interregionalen Region der linken und rechten Kortik. Darüber hinaus ergab die T-Test-Analyse zum Vergleich der inter- und interregionalen Ruhezustandsfunktionsverbindungen beider Kortiken einen signifikanten Unterschied zwischen diesen Werten. Es ist wichtig, zu überprüfen, ob die DCS-Parameter innerhalb der zulässigen Bereiche liegen, da die Nichtdurchführung dieser Schritte zur Erfassung nicht verwendbarer Daten führen kann.
Die diffuse Korrelationsspektroskopie kann eine nicht-invasive Messung des Blutflusses ermöglichen. Machen es ein nützliches Werkzeug für die Untersuchung der funktionellen Konnektivität des ruhenden oder aktiven Gehirns auf den verschiedenen Stimulationen. Nicht-invasive Messungen des Blutflusses sind nützlich für die Bewertung von Behandlungen und Therapien bei neurologischen Erkrankungen.
Achten Sie bei der Durchführung dieses Verfahrens darauf, immer die entsprechenden Lasersicherheitsrichtlinien zu befolgen.
