其他
fNIRS分时与分频采集技术讲清楚
分频是近红外的第二代技术，干扰大且无法避免
分时是近红外的新的第三代技术，无干扰！
通道串扰问题 目前主流fNIRS成像系统，往往涉及数十个探头与拓扑排布的数十甚至上百个通道，系统复杂度越来越大，其中最重要问题之一的就是通道串扰问题。
▲ 图1 探头、通道与串扰的关系示意
如图1所示，只有红色标识的连线是有效的目标通道；而大量的灰黑色连线代表串扰噪声来源。进一步的，我们关注S1-D1通道时，对于该通道，只有光源S1发射且经过组织散射吸收后被探测器D1接收到的信号才是包含该通道对应下方脑活动信息的有效信号。如果D1接收S2、S4以及其他光源S的信号，对于S1-D1通道来说，就是无效信号的串扰干扰。分频采集技术的原理
▲ 图2 分频原理示意
分频方法采用调制不同频率的光信号，混杂在一起同时点亮，再由接收端一起接收。如图2所示，信号先天的在硬件上杂乱地混在一起，无论怎样通过软件尝试还原，该方法从技术原理上就不可避免大量的信号串扰。这就和分频原理的收音机和对讲机总是会出现杂音、串台一样。▲ 图3 所有通道的光同时发射同时接收，信号混杂在一起，串扰无法避免
分时采集技术的原理
▲ 图4 分时原理示意图
分时采集的方法，每个通道（S）光源非常快地依次点亮和切换，同一时刻，只有目标光源和目标探测器在工作；绝对避免通道间的串扰！是零串扰的方法。如图4所示，各通道会按照采样频率设置依次进行fNIRS信号采集，相邻的光源切换极快，远远快于血氧信号的变化。由于分时间隔极其小，足够快，在毫秒尺度，所以不影响对血氧信号的同步获取。大脑皮层毛细血管的血氧浓度变化信号，受氧代谢和血流动力学影响，是一个秒级缓慢变化的信号，因而毫秒尺度的快速采样不影响同步。▲ 图5 任一时刻仅有一个通道发射接收，没有串扰！
总结分频是第二代技术，干扰大且无法避免；分时是新的第三代技术，无干扰；近红外分时技术的采样频率是11Hz，也就是每秒采样11次。即使功能磁共振fMRI信号，即BOLD信号（1~2秒扫一张图，约0.5~1Hz），也可以准确反应脑氧活动（BOLD和fNIRS一样，都检测的是血氧活动的氧气载体：血红蛋白）的时间变化情况。fNIRS目前选用10Hz左右的采样频率，是fMRI采样率10到20倍，对于脑血氧已充分快了。这也是为什么目前国内外品牌机型都采用的是10Hz左右的采样率。请戳以下视频，且听更多分解！↓↓↓
关于慧创
北京航空航天大学科研成果转化
含两项国家重点研发计划等多项国家级项目
首个获医疗器械证的超100通道近红外脑功能成像设备NirScan 首个获医疗器械证的便携式近红外脑功能成像设备NirSmart 已在301医院、华山医院、华西医院、宣武医院等200余家三甲医院及科研单位示范应用
已支撑用户在Nature Human Behaviour等顶级期刊发表SCI论文70余篇
获得中国生物医学工程学会最高科技奖“黄家驷生物医学工程奖”
2022年6月成为清华大学研究生专业实践基地 成立了拥有10余位专业博硕士的学术研究部可对fNIRS临床与科研开展精准的高水平服务
运动脑区信号采集困难？全脑信号采集困难？超微光技术统统解决！
▼往期精彩回顾▼慧创医疗受邀参加国家科技计划成果路演汪待发教授受邀脑科学医学应用做专题报告丹阳市委常委、组织部长于舟考察慧创医疗
end