非侵入式技术汇总

汇总

常见的非侵入式技术包括：脑电图、脑磁图、功能性磁共振成像、功能性近红外成像、正电子发射断层成像等。

下面将对它们分别介绍：

1）脑电图

脑电图(Electroencephalography,EEG)是一种通过放在头皮上的电极来记录大脑信号的非侵入式技术。

EEG记录过程中，受试者带上一个安置了记录电极的帽子或者网如下图。在安放电极前，将导电胶或者导电膏注入到帽子上安放电极的孔中。

图片来源于网络

下图是国际10-20系统用于约定头皮标准化电极位置的约定。

i国际10-20系统

部分约定如下：

乳突参考点击位置在图a中的A1和A2处(即在两耳朵后面)，其他参考电极位置有鼻根(nasion)-鼻根位于鼻子顶部，与眼睛齐平处 以及枕外隆凸尖(inion)-枕外隆凸尖位于后脑勺中线上，颅骨底部。在这些点所在正中的横截面上测量颅骨周长，将周长分成10%和20%的间隔，以此来决定电极的位置。该系统也规定了相应位置的电极命名，如图a所示。其中C表示"中央"，P表示"顶",T表示"颞",F表示"额",Fp表示"额极",O表示"枕",A表示"乳突"。

2）脑磁图

脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)是一种利用超导量子干涉仪(SQUID)来测量大脑活动产生的磁场的技术。

脑磁图

大脑中神经元突触的离子电流流入其他神经元树突会产生净效应，这就是MEG和EEG信号产生的原因。这些电流会产生一个正交磁场(由麦克斯韦方程决定)。通过设置仪器电流源的方向，可使MEG检测到该磁场。

3）功能性磁共振成像

功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)，是一种新兴的神经影像学方式，其成像原理：通过检测在执行具体任务时特定脑区中由于神经元活动的增强而产生的血流量变化来间接测量大脑中的神经元活动。

神经活动需要增加局部血流量来供应更多的氧，而且神经变化很快。全部神经可在10ms之内被激活。血液动力学的响应较慢，通常大于1s。局部增强的血流（及血量）使有效的T2*增加，并使BOLD对比起作用。BOLD对比磁化信号被采样成为离散的数据点（每个TR一次），生成MRI信号。这是数字化的信号，可进行进一步处理（包括空间重新对准、归一化和平滑等）。

fMRI扫描器

4）功能性近红外成像

功能性近红外(funcational near infrared, fNIR)成像是一种用于测量大脑中由于神经活动增强引起的血氧水平变化的光学技术。fNIR成像原理基于大脑中有氧或无氧时血液中血红蛋白对近红外光吸收率的检测。该技术与fMRI技术类似，都是间接测量正在进行的大脑活动的方法。

5）正电子发射断层成像

正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)是一种通过检测代谢活动来间接测量大脑活动的成像技术。PET测量带放射性标记和代谢活跃的化合物放射量(标记的化合物叫放射性示踪剂)。大脑活动引起的代谢活动需要血液的参与。这些放射性化合物通过血液传送到大脑中，并进入大脑的多个区域，PET扫描器中的传感器可以检测到这些放射性化合物。得到的信息通过成像技术可显示大脑活动的二维或三维图像。

PET扫描器

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