Functional interferometric diffusing wave spectroscopy of the human brain.
Functional interferometric diffusing wave spectroscopy of the human brain.
复制标题
DOI：
10.1126/sciadv.abe0150
复制
发表时间：
2021-05
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Srinivasan VJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou W;Kholiqov O;Zhu J;Zhao M;Zimmermann LL;Martin RM;Lyeth BG;Srinivasan VJ
新技术无创监测成年人的脑血流指数和脑功能。脑血流量（CBF）对大脑功能至关重要，CBF相关信号可以告知我们大脑活动。然而，目前，需要高端医疗仪器来对成年人进行CBF测量。在这里，我们描述了功能性干涉漫射波谱（fiDWS），它通过头皮引入和收集近红外光，使用廉价的检测器阵列来快速监测编码脑血流指数（BFI）的相干光波动，CBF的替代品。与其他功能光学方法相比，fiDWS测量BFI更快，更深，同时还提供连续波吸收信号。在3.5 cm的源-收集器间隔处实现清晰的脉动BFI波形，我们证实光学BFI，而不是吸收，显示出与人类脑血管生理学一致的分级高碳酸血症反应，并且BFI在大脑激活期间具有比吸收更好的对比度噪声比。通过以低成本提供光学BFI的高通量测量，fiDWS将扩大对CBF的访问。
New technology noninvasively monitors cerebral blood flow index and brain function in adult humans. Cerebral blood flow (CBF) is essential for brain function, and CBF-related signals can inform us about brain activity. Yet currently, high-end medical instrumentation is needed to perform a CBF measurement in adult humans. Here, we describe functional interferometric diffusing wave spectroscopy (fiDWS), which introduces and collects near-infrared light via the scalp, using inexpensive detector arrays to rapidly monitor coherent light fluctuations that encode brain blood flow index (BFI), a surrogate for CBF. Compared to other functional optical approaches, fiDWS measures BFI faster and deeper while also providing continuous wave absorption signals. Achieving clear pulsatile BFI waveforms at source-collector separations of 3.5 cm, we confirm that optical BFI, not absorption, shows a graded hypercapnic response consistent with human cerebrovascular physiology, and that BFI has a better contrast-to-noise ratio than absorption during brain activation. By providing high-throughput measurements of optical BFI at low cost, fiDWS will expand access to CBF.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1364/josaa.14.000192
发表时间：
1997-01-01
影响因子：
1.9
作者：
Boas, DA;Yodh, AG
通讯作者：
Yodh, AG
影响因子：
3.5
作者：
Cheng, Ran;Shang, Yu;Yu, Guoqiang
通讯作者：
Yu, Guoqiang
影响因子：
2.3
作者：
Douglas, David B.;Chaudhari, Ruchir;Wintermark, Max
通讯作者：
Wintermark, Max
影响因子：
3.4
作者：
Diop M;Verdecchia K;Lee TY;St Lawrence K
通讯作者：
St Lawrence K
影响因子：
3.5
作者：
He, Lian;Lin, Yu;Yu, Guoqiang
通讯作者：
Yu, Guoqiang