作者单位
摘要
1 中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室, 北京 100094
2 天津大学精密仪器学院, 天津 300072
功能性近红外技术是一种新型无损检测人脑功能性活动的探测技术,该技术监测到的脑功能信号易受到生理活动和人的相对运动的干扰,分别称为生理干扰和运动伪迹,这些干扰的存在严重影响信号质量,因此需要开发消除生理干扰和运动伪迹的信号处理方法。介绍了目前功能性近红外信号的主要干扰源、相应的生理干扰与运动伪迹的去除方法,分析了当前功能性近红外技术存在的问题和可能的发展方向,并重点讨论了功能性核磁共振技术与功能性近红外技术的优劣。最后总结了功能性近红外数据处理方面的发展前景。
医用光学 功能性近红外光谱 生理干扰 运动伪迹 
激光与光电子学进展
2015, 52(10): 100007
作者单位
摘要
1 中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室, 北京 100094
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
认知神经科学的快速发展,使得各种生理参数的客观测量得以实现,其中功能性近红外光谱(fNIRS)是一种新兴的脑成像方法,可以检测经过人体皮肤组织的血液动力学指标,包括含氧血红蛋白(HbO)、脱氧血红蛋白(Hb)和总血红蛋白(tHb)含量。心电图(ECG)、呼吸波(RSP)则是常用的生理参数检测方法。研究目的是尝试利用fNIRS 方法测得心率(HR)和呼吸率(BR)特征,利用时域形态学特征法、频域带通滤波法以及小波分解与重构方法提取心率及呼吸率,并与ECG、RSP 真实信号的HR(77.0199)、BR(22.9153)进行对比。结果发现三种方法均可从fNIRS 信号中提取出HR 信号,其中用频域带通滤波器方法得到的HR 为76.8807,偏差最小为-0.1392,利用相同方法提取的BR 为21.7039,偏差为-1.2114。基本实现了从fNIRS信号中提取心率和呼吸率的目标。
医用光学 功能性近红外光谱成像 血氧变化 算法 心率 呼吸率 
光学学报
2015, 35(9): 0917001
作者单位
摘要
1 中国航天员科研训练中心人因工程国家重点实验室,北京100094
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300192
3 中国航天员科研训练中心人因工程国家重点实验室, 北京 100094
功能性近红外光谱(fNIRS)成像是一种新兴的光学脑成像技术.已有大量基于fNIRS 简单任务脑力负荷评估方面的研究,但当实验任务从单一简单任务变化为复杂综合任务时,相应方法不能直接简单套用.借助于fNIRS技术,通过复杂任务特征分解的思路进行尝试,研究大脑皮层血氧情况随复杂任务各任务特征的变化规律,为fNIRS评估复杂任务脑力负荷等研究提供思路和基础.结果发现:前额叶大脑皮层(PFC)区域的含氧血红蛋白(HbO)对复杂度、时间压力和有无控制三种任务特征的变化均有较高的激活程度响应;视觉皮层(VC)区域的HbO 对不同时间压力任务特征导致的任务难度变化有较高的激活程度响应,但对不同复杂度和有无控制特征的激活程度响应较低;运动皮层(MC)区域HbO 对有无控制输出特征有较高的激活程度响应,对不同时间压力特征的激活程度响应较弱.
医用光学 功能性近红外光谱成像 血氧变化 含氧血红蛋白 激活程度 
光学学报
2015, 35(8): 0817001
作者单位
摘要
1 中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室,北京 100094
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
实验目的是在N-back任务中利用功能性近红外光谱(fNIRS)进行脑力负荷的分级和测量研究。对18名被试者进行了图片N-back工作记忆任务,利用fNIRS采集了被试者大脑皮层前额叶的血氧变化,同时记录了绩效与主观问卷数据。结果发现不同难度任务下绩效结果、主观问卷结果及fNIRS参数均有显著差异;背外侧前额叶区(DLPFC)对fNIRS的响应比较敏感;利用支持向量机(SVM)可以较为准确地识别4个难度N-back任务的脑力负荷; SVM判决值的一种变换形式能够作为评估和预测脑力负荷的指标。
光谱学 功能性近红外光谱 血液动力学 脑力负荷 
光学学报
2015, 35(s1): s130002

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