上海贏富儀器設(shè)備有限公司

21世紀(jì)是“腦的世紀(jì)”，島津制作所大力支持各領(lǐng)域內(nèi)的腦功能研究，從醫(yī)學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用，再到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，在廣泛領(lǐng)域內(nèi)對(duì)作為尖端學(xué)術(shù)性領(lǐng)域之一的腦科學(xué)實(shí)施了研究。
目前，作為腦功能研究的手段主要有腦電圖、fMRI（功能性磁共振成像）、PET、MEG等。fNIRS：（functional Near Infrared Spectroscopy）功能性近紅外光學(xué)成像技術(shù)，是近年來(lái)日本發(fā)明的新型腦功能測(cè)量手法。它可以通過(guò)生物體穿透性高的近紅外光譜對(duì)腦功能進(jìn)行無(wú)侵襲性測(cè)量。其原理是通過(guò)通過(guò)三個(gè)特定波長(zhǎng)的近紅外光來(lái)測(cè)量大腦皮層的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白以及總血 紅蛋白的含量，從而表征大腦在接受外界刺激或思維過(guò)程中不同區(qū)域的反應(yīng)和功能表達(dá)。
島津制作所1980年開(kāi)始了近紅外光譜測(cè)量身體組織內(nèi)氧動(dòng)力學(xué)的研究，1991年發(fā)售了日本國(guó)內(nèi)首臺(tái)臨床用無(wú)侵襲氧監(jiān)測(cè)儀OM-100A，目前，在全世界范圍內(nèi)發(fā)售多通道型紅外光學(xué)成像裝置（OMM-3000系列，F(xiàn)OIRE-3000系列）。
近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于腦功能、腦認(rèn)知領(lǐng)域，在醫(yī)療、教育、腦疾病康復(fù)、診斷、產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景！
特點(diǎn)&優(yōu)勢(shì) 技術(shù)規(guī)格 儀器規(guī)格
型號(hào) 發(fā)送/接收光纖數(shù)量 通道數(shù)量 FOIRE-3000/4 4組 10 FOIRE-3000/8 8組 24 FOIRE-3000/12 12組 38 FOIRE-3000/16 16組 52   主要技術(shù)指標(biāo)
測(cè)量物質(zhì) 氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和總血紅蛋白的含量變化 光源 三波長(zhǎng)近紅外半導(dǎo)體激光器，Class 1M(1EC-60825-1) 探測(cè)器 光電倍增管 測(cè)量方法 三波長(zhǎng)吸收率 電源 100/110/120VAC 50/60Hz or200/220/230/240VAC 50/60Hz 外部尺寸 610 (W) x 1164 (H) x746 (D) (單位：mm， 不包括凸起) 重量 170kg   選配件
全頭用光纖支架 前額用光纖支架 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸軟件 新生兒專用光纖支架 核磁共振成像合成軟件 三維定位測(cè)量系統(tǒng) 同步EEG測(cè)量系統(tǒng) 視頻記錄系統(tǒng) 刺激呈現(xiàn)系統(tǒng) 光纖支架套件 產(chǎn)品應(yīng)用 醫(yī)療 視力視覺(jué)障礙、失語(yǔ)失認(rèn)、癡呆、聽(tīng)覺(jué)障礙、恐慌癥、自閉癥、意識(shí)障礙、憂郁癥、精神分裂癥、腦功能障礙、中風(fēng)、護(hù)理機(jī)器人、針灸治療、康復(fù)、疼痛、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué) 感性 情感 心理 溝通、軀體感覺(jué)、注意系統(tǒng)、睡眠、情感、覺(jué)醒 、潛在記憶、決策、壓力、神經(jīng)營(yíng)銷學(xué)、感性工學(xué)、音樂(lè)、認(rèn)知科學(xué)、節(jié)奏、意識(shí)、氣功、可塑性、記憶系統(tǒng) 環(huán)境 產(chǎn)業(yè) 食品、香味、操作、舒適環(huán)境、疲勞、化妝品、噪音、機(jī)器人工學(xué)、信息工學(xué)、游戲、BMI、城市設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、人機(jī)界面、舒適的肌膚觸感 教育 發(fā)展心理、技能熟練、腦與教育、學(xué)習(xí)效果、臨界期與腦、廣范圍發(fā)展性障礙、語(yǔ)言獲得、個(gè)性與腦、人類科學(xué) 基礎(chǔ)研究 基礎(chǔ)生理學(xué)神經(jīng)科學(xué)、分子成像、創(chuàng)藥研究 、與MRI PET MEG EEG的同時(shí)測(cè)量  



應(yīng)用實(shí)例
腦功能成像研究例：fNIRS對(duì)神經(jīng)康復(fù)的應(yīng)用研究
      近年來(lái)，正在進(jìn)行fNIRS在神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究（腦中風(fēng)后的機(jī) 能恢復(fù)等）。應(yīng)用PET和fMRI時(shí)需要受試者保持安靜，而fNIRS在伴隨身體運(yùn)動(dòng)的作業(yè)環(huán)境中 也可以進(jìn)行腦功能計(jì)量，因此可以得到與步行等運(yùn)動(dòng)相關(guān)的大腦皮質(zhì)的活化信息。


在跑步機(jī)上進(jìn)行步行運(yùn)動(dòng)時(shí)fNIRS對(duì)大腦激活的測(cè)定


健康人步行及進(jìn)行相關(guān)活動(dòng)時(shí)的腦激活
      上圖顯示了跑步機(jī)上進(jìn)行步行運(yùn)動(dòng)時(shí)的腦活動(dòng)。內(nèi)側(cè)的初級(jí)感覺(jué)運(yùn) 動(dòng)皮層出現(xiàn)由步行引起的Oxy-Hb的升高。與fMRI和PET不同，fNIRS可以測(cè)定步行和手臂運(yùn)動(dòng) 等動(dòng)態(tài)活動(dòng)時(shí)的腦激活。目前，fNIRS正在用于評(píng)價(jià)腦中風(fēng)患者偏癱步態(tài)時(shí)的腦激活研究，改 善感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的不對(duì)稱行，運(yùn)動(dòng)前區(qū)激活增強(qiáng)，步行改善等。
（數(shù)據(jù)提供：社會(huì)醫(yī)療法人大道會(huì)  森之宮醫(yī)院  宮井一郎醫(yī)生）
參考資 料：宮井一郎，（2004），“在神經(jīng)康復(fù)中fNIRS的應(yīng)用”， MEDICAL NOW， No.52:33-36
腦功能成像研究例子：功能近紅外光譜（fNIRS）和功能性磁共振成像（fMRI） 的比較

A：采用fMRI進(jìn)行測(cè)量
抓握動(dòng)作引起對(duì)側(cè)運(yùn) 動(dòng)皮質(zhì)顯著的激活。下圖顯示BOLD*信號(hào)在有任務(wù)（task）期間（藍(lán)）升高。
B ：采用fNIRS進(jìn)行測(cè)量
B圖顯示，在運(yùn)動(dòng)中氧合Hb的二維圖像（重疊在MRI影像 上）。下層表示運(yùn)動(dòng)皮層（圓?。┑难鹾涎t蛋白和脫氧血紅蛋白的變化。在任務(wù)（task） （40秒）期間，可見(jiàn)伴隨有氧合血紅蛋白和總血紅蛋白的升高，脫氧血紅蛋白的下降。
*BOLD：血氧水平依賴（Blood Oxygen Level Dependent）
 
 
功能近紅外光譜（fNIRS）不受電噪聲和磁場(chǎng)的影響，同時(shí)測(cè)量時(shí)的體位限制較少 ，因此對(duì)于無(wú)法使用血氧水平依賴腦功能性成像（BOLD-fMRI）進(jìn)行測(cè)量的病例，比如，采用 深部腦刺激療法（DBS*）使用金屬電極的患者，也能計(jì)量腦功能。
C：接受DBS 治療的原發(fā)性震顫患者的功能近紅外光譜（fNIRS）成像（與MRI影像重疊）
1.  DBS的電刺激關(guān)閉時(shí)（上層）
手指輕叩手指試驗(yàn)中左上肢有強(qiáng)烈 的震顫。此時(shí)，以右運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)為中心，氧合血紅蛋白顯著升高，同時(shí)脫氧血紅蛋白也升高。
（脫氧血紅蛋白的升高表示氧代謝的異?？哼M(jìn)。）
2.  DBS的電刺激開(kāi)啟時(shí)（下 層）
手指輕叩手指試驗(yàn)中未發(fā)生震顫，脫氧血紅蛋白的升高消失。
  D ：運(yùn)動(dòng)任務(wù)（task）中，合氧血紅蛋白、脫氧血紅蛋白，總血紅蛋白的變化
*DBS：深部腦刺激（Deep Brain Stimulation）
      由于fNIRS不僅能測(cè)量脫氧血紅蛋白，也能測(cè)量氧合血紅蛋白和血流 量的變化，因此，特別適用于腦氧代謝和血流動(dòng)力學(xué)異常患者的腦功能成像。目前，BOLD- fMRI是腦功能成像的主流，通過(guò)與fNIRS的聯(lián)用，能將疾病狀態(tài)的腦功能更準(zhǔn)確地反映在圖像 上。
（數(shù)據(jù)的提供：日本大學(xué)醫(yī)學(xué)部 腦神經(jīng)外科