Functional near-infrared spectroscopy
செயல்பாட்டு அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் (எஃப்என்ஐஆர்எஸ்) என்பது ஒரு ஒளியியல் மூளை கண்காணிப்பு நுட்பமாகும், இது செயல்பாட்டு நரம்பியல் இமேஜிங் நோக்கத்திற்காக அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் பயன்படுத்துகிறது. எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸைப் பயன்படுத்தி, நரம்பியல் செயல்பாட்டிற்கு பதிலளிக்கும் வகையில் ஏற்படும் கார்டிகல் ஹீமோடைனமிக் செயல்பாட்டை மதிப்பிடுவதற்கு அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளியைப் பயன்படுத்தி மூளையின் செயல்பாடு அளவிடப்படுகிறது. ஈ. இ. ஜி உடன், எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் மிகவும் பொதுவான ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத நரம்பியல் இமேஜிங் நுட்பங்களில் ஒன்றாகும், இது சிறிய சூழல்களில் பயன்படுத்தப்படலாம். சமிக்ஞை பெரும்பாலும் எஃப்எம்ஆர்ஐ மூலம் அளவிடப்படும் போல்ட் சமிக்ஞையுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது மற்றும் ஆக்ஸி மற்றும் டியோக்ஸிஹெமோகுளோபின் செறிவு இரண்டிலும் மாற்றங்களை அளவிடும் திறன் கொண்டது, ஆனால் கார்டிகல் மேற்பரப்புக்கு அருகிலுள்ள பகுதிகளிலிருந்து மட்டுமே அளவிட முடியும். எஃப்என்ஐஆர்எஸ் ஒளியியல் நிலப்பரப்பு (ஓடி) என்றும் குறிப்பிடப்படலாம், மேலும் சில நேரங்களில் வெறுமனே என்ஐஆர்எஸ் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. விளக்கம் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளியின் உறிஞ்சுதலில் ஏற்படும் மாற்றங்களிலிருந்து ஹீமோகுளோபினின் செறிவை மதிப்பிடுகிறது. ஒளி தலை வழியாக நகரும்போது அல்லது பரவும்போது, அது மாறி மாறி சிதறடிக்கப்படுகிறது அல்லது அது பயணிக்கும் திசுவால் உறிஞ்சப்படுகிறது. ஹீமோகுளோபின் அகச்சிவப்பு ஒளியின் குறிப்பிடத்தக்க உறிஞ்சியாக இருப்பதால், ஹீமோகுளோபின் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்களை நம்பகத்தன்மையுடன் அளவிட உறிஞ்சப்பட்ட ஒளியில் ஏற்படும் மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தலாம். இரத்த அளவு மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை மதிப்பிடுவதற்கு ஒளி பரவும் முறையையும் வெவ்வேறு எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் நுட்பங்கள் பயன்படுத்தலாம். இந்த நுட்பம் பாதுகாப்பானது, ஆக்கிரமிப்பு இல்லாதது, மேலும் பிற இமேஜிங் முறைகளுடன் பயன்படுத்தப்படலாம். எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் என்பது ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத இமேஜிங் முறையாகும், இது அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு (என். ஐ. ஆர்) ஒளி குறைப்பு அல்லது தற்காலிக அல்லது ஃபாஸிக் மாற்றங்களின் அளவீட்டில் இருந்து தீர்க்கப்பட்ட குரோமோஃபோர் செறிவை அளவிடுவதை உள்ளடக்கியது. இந்த நுட்பம் ஒளியியல் சாளரத்தைப் பயன்படுத்திக் கொள்கிறது, இதில் (அ) தோல், திசு மற்றும் எலும்பு பெரும்பாலும் என். ஐ. ஆர் ஒளிக்கு (700-900 என்எம் நிறமாலை இடைவெளி) மற்றும் (ஆ) ஹீமோகுளோபின் (எச். பி) மற்றும் டியோக்ஸிஜெனேட்டட்-ஹீமோகுளோபின் (டியோக்ஸி-எச். பி) ஆகியவை ஒளியின் வலுவான உறிஞ்சிகளாகும். அகச்சிவப்பு ஒளி மூளை திசுக்களுடன் தொடர்பு கொள்ள ஆறு வெவ்வேறு வழிகள் உள்ளனஃ நேரடி பரிமாற்றம், பரவலான பரிமாற்றம், ஊக பிரதிபலிப்பு, பரவலான பிரதிபலிப்பு, சிதறல் மற்றும் உறிஞ்சுதல். எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் முதன்மையாக உறிஞ்சுதலில் கவனம் செலுத்துகிறதுஃ டியோக்ஸி-எச். பி மற்றும் ஆக்ஸி-எச். பி ஆகியவற்றின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையில் உள்ள வேறுபாடுகள் பல அலைநீளங்களில் ஒளி குறைப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஹீமோகுளோபின் செறிவில் தொடர்புடைய மாற்றங்களை அளவிட அனுமதிக்கின்றன. இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அலைநீளங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, ஒரு அலைநீளம் மேலே மற்றும் ஒன்று 810 நானோமீட்டர் ஐசோஸ்பெஸ்டிக் புள்ளிக்கு கீழே உள்ளது-இதில் டியோக்ஸி-எச். பி மற்றும் ஆக்ஸி-எச். பி ஒரே மாதிரியான உறிஞ்சுதல் குணகங்களைக் கொண்டுள்ளன. மாற்றியமைக்கப்பட்ட பீர்-லம்பர்ட் விதியைப் (எம். பி. எல். எல்) பயன்படுத்தி, செறிவில் ஏற்படும் ஒப்பீட்டு மாற்றங்களை மொத்த ஃபோட்டான் பாதை நீளத்தின் செயல்பாடாக கணக்கிடலாம். பொதுவாக, ஒளி உமிழ்ப்பான் மற்றும் கண்டறிதல் பொருளின் மண்டை ஓட்டில் ஒருதலைப்பட்சமாக (ஒவ்வொரு உமிழ்ப்பான்/கண்டறிதல் ஜோடியும் ஒரே பக்கத்தில்) வைக்கப்படுகின்றன, எனவே பதிவு செய்யப்பட்ட அளவீடுகள் நீள்வட்ட பாதைகளைத் தொடர்ந்து பின்புறம் சிதறிய (பிரதிபலித்த) ஒளி காரணமாகும். எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் உச்சந்தலையில் ஏற்படும் ஹீமோடைனமிக் மாற்றங்களுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது மற்றும் இந்த மேலோட்டமான கலைப்பொருட்கள் பெரும்பாலும் ஒளி மூலத்திற்கு அருகில் அமைந்துள்ள கூடுதல் ஒளி கண்டறிதல்களைப் பயன்படுத்தி தீர்க்கப்படுகின்றன (குறுகிய-பிரிப்பு கண்டறிதல்கள்). மாற்றியமைக்கப்பட்ட பீர்-லம்பர்ட் விதி ஒளி தீவிரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மாற்றியமைக்கப்பட்ட பீர்-லம்பர்ட் விதி (எம். பி. எல். எல்) மூலம் ஹீமோகுளோபினின் ஒப்பீட்டு செறிவுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். பீர் லாம்பர்ட்-லா ஹீமோகுளோபினின் செறிவைக் கையாள வேண்டும். இந்த நுட்பம் ஒளிக் குறைபாட்டில் ஏற்படும் ஒப்பீட்டு மாற்றங்களையும், ஹீமோகுளோபின் செறிவு மாற்றங்களை அளவிட எம். பி. எல். எல் பயன்படுத்துவதையும் அளவிடுகிறது. 1977 ஆம் ஆண்டில், என். ஐ. ஆர் ஒளிக்கு மூளை திசு வெளிப்படைத்தன்மை டிரான்ஸில்லுமினேஷனைப் பயன்படுத்தி திசு ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத மற்றும் தொடர்ச்சியான முறையை அனுமதித்தது என்று ஜோப்ஸிஸ் தெரிவித்தார். டிரான்ஸிலுமினேஷன் (முன்னோக்கி சிதறல்) ஒளி குறைப்பு காரணமாக பெரியவர்களில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட பயன்பாட்டைக் கொண்டிருந்தது மற்றும் விரைவாக பிரதிபலிப்பு-முறை அடிப்படையிலான நுட்பங்களால் மாற்றப்பட்டது-இதன் விளைவாக என். ஐ. ஆர். எஸ் அமைப்புகள் வேகமாக முன்னேறின. பின்னர், 1985 வாக்கில், பெருமூளை ஆக்ஸிஜனேற்றம் குறித்த முதல் ஆய்வுகள் எம். ஃபெராரியால் நடத்தப்பட்டன. பின்னர், 1989 ஆம் ஆண்டில், லண்டன் பல்கலைக்கழகக் கல்லூரியில் டேவிட் டெல்பியுடன் பணிபுரிந்ததைத் தொடர்ந்து, ஹமாமட்சு முதல் வணிக என். ஐ. ஆர். எஸ் அமைப்பை உருவாக்கினார்ஃ என். ஐ. ஆர்-1000 பெருமூளை ஆக்ஸிஜனேற்றம் மானிட்டர். என். ஐ. ஆர். எஸ் முறைகள் ஆரம்பத்தில் 1990 களில் பெருமூளை ஆக்சிமீட்டருக்கு பயன்படுத்தப்பட்டன. 1993 ஆம் ஆண்டில், சான்ஸ் மற்றும் பலர் நான்கு வெளியீடுகளை வெளியிட்டனர். பி. என். ஏ. எஸ், ஹோஷி & தமுரா ஜே ஆப்பிள் பிசியோல், கட்டோ மற்றும் பலர். ஜே. சி. பி. எஃப். எம், வில்ல்ரிங்கர் மற்றும் பலர் நியூரோஸ். விடுங்கள். வயது வந்த மனிதர்களில் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸின் சாத்தியக்கூறுகளை நிரூபித்தது. ராண்டல் பார்பர், பிரிட்டன் சான்ஸ், ஆர்னோ வில்ல்ரிங்கர், எம். கோப், டி. டி. டெல்பி, என்ரிகோ கிராட்டன் மற்றும் பிறரின் பணிகளால் என். ஐ. ஆர். எஸ் நுட்பங்கள் மேலும் விரிவுபடுத்தப்பட்டன. தற்போது, அணியக்கூடிய எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் உருவாக்கப்பட்டு வருகிறது. இதற்கிடையில், 80 களின் நடுப்பகுதியில், ஹிட்டாச்சி லிமிடெட் நிறுவனத்தின் மத்திய ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தில் உள்ள ஜப்பானிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் 70-பைக்கோசெகண்ட் கதிர்களின் துடிப்பைப் பயன்படுத்தி என். ஐ. ஆர். எஸ் அடிப்படையிலான மூளை கண்காணிப்பு அமைப்பை உருவாக்கத் தொடங்கினர். இந்தக் குழு, அவர்களின் முன்னணி நிபுணரான டாக்டர் ஹிடாகி கொய்ஜுமியுடன் இணைந்து 1995 ஜனவரியில் "ஒளியியல் நிலப்பரப்பு" கொள்கையை அறிவிக்க ஒரு திறந்த கருத்தரங்கை நடத்தியபோது இந்த முயற்சி வெளிச்சத்திற்கு வந்தது. உண்மையில், "ஒளியியல் நிலப்பரப்பு" என்ற சொல் "2-பரிமாண வரைபடத்துடன் 1-பரிமாணத் தகவல்களுடன் இணைந்து" அல்லது நிலப்பரப்பில் ஒளியைப் பயன்படுத்துவதற்கான கருத்திலிருந்து பெறப்பட்டது. 2001 ஆம் ஆண்டில் அதிர்வெண் களத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட அவர்களின் முதல் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் (அல்லது ஆப்டிகல் நிலப்பரப்பு, அவர்கள் அழைப்பது போல்) சாதனத்தை அறிமுகப்படுத்துவதில் இந்த யோசனை வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்பட்டதுஃ ஹிட்டாச்சி ஈ. டி. ஜி-100. பின்னர், நாகோயா பல்கலைக்கழகத்தில் முனைவர் பட்டம் பெறவிருக்கும் ஹாருமி ஒயிஷி, 2003 ஆம் ஆண்டில் "மொழி கற்பவர்களின் கார்டிகல் ஆக்டிவேஷன் வடிவங்கள் ETG-100 ஆல் அளவிடப்படுகின்றன" என்ற தலைப்பில் தனது முனைவர் ஆய்வுக் கட்டுரையை வெளியிட்டார். அப்போதிருந்து நிறுவனம் ஈ. டி. ஜி தொடரை மேம்படுத்தி வருகிறது. ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் நுட்பங்கள் தற்போது, எஃப். என். ஐ. ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில் மூன்று முறைகள் உள்ளனஃ தொடர்ச்சியான அலை 2. அதிர்வெண் களம் 3. நேர-கள தொடர்ச்சியான அலை தொடர்ச்சியான அலை (சி. டபிள்யூ) அமைப்பு நிலையான அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சு கொண்ட ஒளி ஆதாரங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. உண்மையில், எம். பி. எல். எல் உடன் எச். பி. ஓ செறிவில் முழுமையான மாற்றங்களை அளவிட, ஃபோட்டான் பாதை நீளத்தை நாம் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும். இருப்பினும், சி. டபிள்யூ-எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் ஃபோட்டான் பாதை-நீளம் பற்றிய எந்த அறிவையும் வழங்கவில்லை, எனவே எச். பி. ஓ செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் அறியப்படாத பாதை-நீளத்துடன் தொடர்புடையவை. பல சி. டபிள்யூ-எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் வணிக அமைப்புகள் ஹீமோகுளோபின் செறிவுகளின் தோராயமான முழுமையான அளவீட்டிற்கு கணினிமயமாக்கப்பட்ட மான்டே-கார்லோ உருவகப்படுத்துதல்கள் மற்றும் இயற்பியல் மாதிரிகளிலிருந்து பெறப்பட்ட ஃபோட்டான் பாதை-நீளத்தின் மதிப்பீடுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒளியியல் அடர்த்தி அல்லது அட்டென்யுயேஷன் எங்கே, வெளிப்படும் ஒளி தீவிரம், ஒளி தீவிரம் அளவிடப்படுகிறது, அட்டென்யுயேஷன் குணகம், குரோமோபோமோர் செறிவு, மூலத்திற்கும் டிடெக்டருக்கும் இடையிலான தூரம் மற்றும் வேறுபட்ட பாதை நீளம் காரணி மற்றும் சிதறலுடன் தொடர்புடைய வடிவியல் காரணி. குறைப்பு குணகங்கள் அறியப்படும்போது, நிலையான சிதறல் இழப்பு கருதப்படுகிறது, மேலும் அளவீடுகள் காலப்போக்கில் வேறுபட்ட முறையில் நடத்தப்படுகின்றன, சமன்பாடு பின்வருமாறு குறைகிறதுஃ மொத்த சரிசெய்யப்பட்ட ஃபோட்டான் பாதை-நீளம் எங்கே. இரட்டை அலைநீள அமைப்பைப் பயன்படுத்தி, HbO2 மற்றும் Hb க்கான அளவீடுகளை மேட்ரிக்ஸ் சமன்பாட்டிலிருந்து தீர்க்க முடியும்ஃ அவற்றின் எளிமை மற்றும் செலவு-செயல்திறன் காரணமாக, CW-fNIRS என்பது செயல்பாட்டு என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸின் மிகவும் பொதுவான வடிவமாகும், ஏனெனில் இது தயாரிக்க மலிவானது, அதிக சேனல்களுடன் பொருந்தும், மேலும் அதிக தற்காலிக தெளிவுத்திறனை உறுதி செய்கிறது. இருப்பினும், இது உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதறல் மாற்றங்களை வேறுபடுத்துவதில்லை, மேலும் முழுமையான உறிஞ்சுதல் மதிப்புகளை அளவிட முடியாதுஃ அதாவது இது HbO செறிவில் ஏற்படும் ஒப்பீட்டு மாற்றத்திற்கு மட்டுமே உணர்திறன் கொண்டது. இருப்பினும், சி. டபிள்யூ-அடிப்படையிலான சாதனங்களின் எளிமை மற்றும் செலவு-செயல்திறன் பல மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் சாதகமானது என்பதை நிரூபிக்கிறதுஃ பிறந்த குழந்தை பராமரிப்பு, நோயாளி கண்காணிப்பு அமைப்புகள், பரவலான ஆப்டிகல் டோமோகிராஃபி மற்றும் பல. மேலும், அதன் பெயர்வுத்திறனுக்கு நன்றி, வயர்லெஸ் சி. டபிள்யூ அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன-தனிநபர்களை ஆம்புலட்டரி, மருத்துவ மற்றும் விளையாட்டு சூழல்களில் கண்காணிக்க அனுமதிக்கிறது. அதிர்வெண் கள அதிர்வெண் களம் (எஃப்டி) அமைப்பு என்ஐஆர் லேசர் ஆதாரங்களைக் கொண்டுள்ளது, இது 100 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அருகே அதிர்வெண்களில் வீச்சு-பண்பேற்ற சைனூசாய்டை வழங்குகிறது. எஃப். டி-எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் குறைப்பு, கட்ட மாற்றம் மற்றும் திசு வழியாக ஒளியின் சராசரி பாதை நீளம் ஆகியவற்றை அளவிடுகிறது. எஃப். டி-எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸின் ஒரு பகுதியான மல்டி-டிஸ்டன்ஸ், தோல் நிறத்தில் உள்ள வேறுபாடுகளுக்கு உணர்ச்சியற்றது-பொருள் மாறுபாட்டைப் பொருட்படுத்தாமல் நிலையான முடிவுகளைத் தருகிறது. பின் சிதறிய சமிக்ஞையின் வீச்சு மற்றும் கட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் திசுவின் உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதறல் குணகங்களின் நேரடி அளவீட்டை வழங்குகின்றன, இதனால் ஃபோட்டான் பாதை-நீளம் பற்றிய தகவல்களின் தேவையைத் தவிர்க்கிறது; மேலும் குணகங்களிலிருந்து ஹீமோடைனமிக் அளவுருக்களின் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்களை நாம் தீர்மானிக்கிறோம். மாற்றியமைக்கப்பட்ட லேசர்கள் மற்றும் ஃபாஸிக் அளவீடுகளின் தேவை காரணமாக, எஃப். டி அமைப்பு அடிப்படையிலான சாதனங்கள் சி. டபிள்யூ அடிப்படையிலானவற்றை விட தொழில்நுட்ப ரீதியாக மிகவும் சிக்கலானவை (எனவே அதிக விலை மற்றும் மிகவும் குறைவான சிறியவை). இருப்பினும், இந்த அமைப்பு HbO மற்றும் HbR இன் முழுமையான செறிவுகளை வழங்கும் திறன் கொண்டது. டைம் டொமைன் டைம் டொமைன் (டிடி) அமைப்பு ஒரு குறுகிய என்ஐஆர் துடிப்பை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது ஒரு துடிப்பு நீளத்துடன் பொதுவாக பிகோசெகண்டுகளின் வரிசையில்-சுமார் 70 பிஎஸ். பறக்கும் நேர அளவீடுகள் மூலம், ஃபோட்டான் பாதை-நீளத்தை தீர்க்கப்பட்ட நேரத்தை ஒளியின் வேகத்தால் வகுப்பதன் மூலம் நேரடியாகக் காணலாம். ஹீமோடைனமிக் மாற்றங்கள் பற்றிய தகவல்களை பின் சிதறிய சமிக்ஞையின் குறைப்பு, சிதைவு மற்றும் நேர சுயவிவரத்தில் காணலாம். இதற்காக ஃபோட்டான்-எண்ணும் தொழில்நுட்பம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது நேரியல் தன்மையை பராமரிக்க ஒவ்வொரு 100 துடிப்புகளுக்கும் 1 ஃபோட்டானைக் கணக்கிடுகிறது. டிடி-எஃப்என்ஐஆர்எஸ் மெதுவான மாதிரி விகிதத்தையும், குறைந்த எண்ணிக்கையிலான அலைநீளங்களையும் கொண்டுள்ளது. ஃபோட்டான்-எண்ணும் சாதனம், அதிவேக கண்டறிதல் மற்றும் அதிவேக உமிழ்ப்பாளர்களின் தேவை காரணமாக, நேரத்தைத் தீர்க்கும் முறைகள் மிகவும் விலையுயர்ந்தவை மற்றும் தொழில்நுட்ப ரீதியாக சிக்கலானவை. டிடி அடிப்படையிலான சாதனங்கள் முற்றிலும் அசையாதவை, இடத்தை எடுத்துக்கொள்வது, தயாரிப்பது மிகவும் கடினம், விலை உயர்ந்தவை, மிகப்பெரியவை மற்றும் கனமானவை. அப்படியிருந்தும், அவை மிக உயர்ந்த ஆழ உணர்திறன் கொண்டவை மற்றும் அடிப்படை ஹீமோகுளோபின் செறிவு மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தின் மிகத் துல்லியமான மதிப்புகளை வழங்கும் திறன் கொண்டவை. டிஃப்யூஸ் கோரிலேஷன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (டி. சி. எஸ்) என்பது ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத ஆப்டிகல் இமேஜிங் நுட்பமாகும், இது நகரும் சிவப்பு இரத்த அணுக்களின் மாறும் சிதறல் மூலம் உருவாக்கப்படும் தற்காலிக ஒளி தீவிர ஏற்ற இறக்கங்களை அளவிடுவதன் மூலம் உள்ளூர் மைக்ரோவாஸ்குலர் பெருமூளை இரத்த ஓட்டத்தை அளவிடுவதற்கு ஒத்திசைவான அகச்சிவப்பு ஒளியைப் பயன்படுத்துகிறது. நகரும் உயிரணுக்களில் இருந்து இந்த மாறும் சிதறல் கண்டறியப்பட்ட தீவிரத்தை தற்காலிகமாக ஏற்ற இறக்கத்திற்கு ஏற்படுத்துகிறது. இந்த ஏற்ற இறக்கங்களை ஒரு புள்ளியின் தற்காலிக தீவிரம் தன்னியக்க தொடர்பு வளைவு மூலம் அளவிட முடியும். பெருமூளை இரத்த ஓட்டத்தின் குறியீட்டைப் பெறுவதற்கு தன்னியக்க உறவுமுறை வளைவின் சிதைவு தொடர்பு பரவல் சமன்பாட்டின் தீர்வுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. கணினி வடிவமைப்பு குறைந்தபட்சம் இரண்டு திறந்த மூல எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் மாதிரிகள் ஆன்லைனில் கிடைக்கின்றனஃ http://www.opennirs.org https://openfnirs.org தரவு பகுப்பாய்வு மென்பொருள் ஹோமர்3 ஹோமர்3 மூளை செயல்பாட்டின் மதிப்பீடுகள் மற்றும் வரைபடங்களைப் பெற பயனர்களை அனுமதிக்கிறது. இது எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் தரவை பகுப்பாய்வு செய்யப் பயன்படுத்தப்படும் மேட் லேப் ஸ்கிரிப்ட்களின் தொகுப்பாகும். இந்த ஸ்கிரிப்ட்களின் தொகுப்பு 1990 களின் முற்பகுதியில் இருந்து ஃபோட்டான் இடம்பெயர்வு இமேஜிங் கருவிப்பெட்டியாகவும், பின்னர் HOMER1 மற்றும் HOMER2 ஆகவும், இப்போது HOMER3 ஆகவும் உருவாகியுள்ளது. என். ஐ. ஆர். எஸ் கருவிப்பெட்டி இந்த கருவிப்பெட்டி என்பது செயல்பாட்டு அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலை (எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்) பகுப்பாய்விற்கான மேட் லேப் அடிப்படையிலான கருவிகளின் தொகுப்பாகும். இந்த கருவிப்பெட்டி + நிர்ஸ் பெயர் இடத்தை வரையறுக்கிறது மற்றும் சமிக்ஞை செயலாக்கம், காட்சி மற்றும் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் தரவுகளின் புள்ளிவிவரங்களுக்கான தொடர்ச்சியான கருவிகளை உள்ளடக்கியது. இந்த கருவிப்பெட்டி மேட்லேப் வகுப்புகள் மற்றும் பெயர் இடங்களின் பொருள் சார்ந்த கட்டமைப்பைச் சுற்றி கட்டப்பட்டுள்ளது. அட்லஸ்வியூவர் அட்லஸ்வியூவர் மூளையின் மாதிரியில் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் தரவைக் காட்சிப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. கூடுதலாக, இது பயனரை ஆய்வுகளை வடிவமைக்க அனுமதிக்கிறது, அவை இறுதியில் ஒரு விஷயத்தில் வைக்கப்படலாம். மூளை-கணினி இடைமுக அமைப்புகளுக்கான கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையாக மூளை-கணினி இடைமுகம் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்பட்டுள்ளது. ஹைபோக்ஸியா மற்றும் உயர ஆய்வுகள் ஆக்ஸிஜனுக்கான நமது நிலையான தேவையுடன், நமது உடல் ஆக்ஸிஜன் அளவைக் கண்டறியும் பல வழிமுறைகளை உருவாக்கியுள்ளது, இது ஹைபோக்ஸியாவை எதிர்கொள்ள பொருத்தமான பதில்களைச் செயல்படுத்தலாம் மற்றும் அதிக ஆக்ஸிஜன் விநியோகத்தை உருவாக்கலாம். மேலும், ஆக்ஸிஜன் பற்றாக்குறைக்கு உடல் ரீதியான பதிலை அடிப்படையாகக் கொண்ட உடலியல் பொறிமுறையைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியமானது மற்றும் என். ஐ. ஆர். எஸ் சாதனங்கள் இந்த ஆராய்ச்சித் துறையில் ஒரு சிறந்த கருவியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. மூளை வரைபடம் செயல்பாட்டு இணைப்பு எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அளவீடுகள் செயல்பாட்டு இணைப்பைக் கணக்கிட பயன்படுத்தப்படலாம். மல்டி-சேனல் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அளவீடுகள் நரம்பியல் செயல்பாட்டின் நிலப்பரப்பு வரைபடத்தை உருவாக்குகின்றன, இதன் மூலம் இடஞ்சார்ந்த பிரிக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளுக்கு இடையிலான தற்காலிக தொடர்பை பகுப்பாய்வு செய்யலாம். செயல்பாட்டு இணைப்பு பொதுவாக இடஞ்சார்ந்த தனித்துவமான ஆர்வமுள்ள பகுதிகளின் (ROI) ஹீமோடைனமிக் பதில்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் அடிப்படையில் மதிப்பிடப்படுகிறது. மூளை ஆய்வுகளில், செயல்பாட்டு இணைப்பு அளவீடுகள் பொதுவாக ஓய்வெடுக்கும் நிலை நோயாளியின் தரவுகளுக்கும், தூண்டுதல் முன்னுதாரணங்களில் பதிவு செய்யப்பட்ட தரவுகளுக்கும் எடுக்கப்படுகின்றன. எஃப். எம். ஆர். ஐ. யைப் பொறுத்தவரை, எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸின் குறைந்த செலவு, பெயர்வுத்திறன் மற்றும் அதிக தற்காலிக தீர்மானம் ஆகியவை இந்த இயற்கையைப் பற்றிய ஆய்வுகளில் மிகவும் சாதகமானவை என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. பெருமூளை ஆக்சிமீட்டர் என். ஐ. ஆர். எஸ் கண்காணிப்பு பல வழிகளில் உதவியாக இருக்கும். முன்கூட்டிய குழந்தைகளை பல்வேறு வகையான செயல்பாடுகளுடன் பெருமூளை ஹைபோக்ஸியா மற்றும் ஹைபராக்ஸியாவைக் குறைப்பதை கண்காணிக்க முடியும். இது கார்டியோபல்மோனரி பைபாஸில் ஒரு பயனுள்ள உதவியாகும், இது நோயாளியின் விளைவுகளை மேம்படுத்துவதற்கும் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் நீண்ட காலம் தங்குவதற்கும் வலுவாக கருதப்படுகிறது. அதிர்ச்சிகரமான மூளை காயம் உள்ள நோயாளிகளுக்கு என். ஐ. ஆர். எஸ் பயன்படுத்துவதில் உறுதியற்ற முடிவுகள் உள்ளன, எனவே இது ஒரு ஆராய்ச்சி கருவியாக இருக்க வேண்டும் என்று முடிவு செய்யப்பட்டுள்ளது. டிஃப்யூஸ் ஆப்டிகல் டோமோகிராபி டிஃப்யூஸ் ஆப்டிகல் டோமோகிராபி என்பது டிஃப்யூஸ் ஆப்டிகல் இமேஜிங்கின் 3டி பதிப்பாகும். பரவலான ஒளியியல் படங்கள் என். ஐ. ஆர். எஸ் அல்லது ஃப்ளோரசன்ஸ் அடிப்படையிலான முறைகளைப் பயன்படுத்தி பெறப்படுகின்றன. டிஃப்யூஸ் ஆப்டிகல் டோமோகிராஃபி என்று அழைக்கப்படும் 3டி அளவீட்டு மாதிரியை உருவாக்க இந்த படங்களைப் பயன்படுத்தலாம். எஃப்என்ஐஆர்எஸ் கேப் எஃப்என்ஐஆர்எஸ் மின்முனை இருப்பிடங்களை பல்வேறு தளவமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி வரையறுக்க முடியும், இதில் சர்வதேச 10-20 அமைப்பால் குறிப்பிடப்பட்ட பெயர்கள் மற்றும் இருப்பிடங்கள் மற்றும் ஒவ்வொரு இருப்பிடத்திற்கும் இடையில் நிலையான 30 மிமீ தூரத்தை பராமரிக்க குறிப்பாக உகந்த பிற தளவமைப்புகள் அடங்கும். மின்முனைகளின் நிலையான நிலைகளுக்கு கூடுதலாக, குறுகிய பிரிப்பு சேனல்களைச் சேர்க்கலாம். குறுகிய பிரிப்பு சேனல்கள் உச்சந்தலையில் சமிக்ஞைகளை அளவிட அனுமதிக்கின்றன. குறுகிய பிரிப்பு சேனல்கள் உச்சந்தலையில் இருந்து வரும் சமிக்ஞையை அளவிடுவதால், அவை மேலோட்டமான அடுக்குகளின் சமிக்ஞையை அகற்ற அனுமதிக்கின்றன. இது உண்மையான மூளை பதிலை விட்டுச்செல்கிறது. குறுகிய பிரிப்பு சேனல் டிடெக்டர்கள் பொதுவாக ஒரு மூலத்திலிருந்து 8 மிமீ தொலைவில் வைக்கப்படுகின்றன. அவை ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் அல்லது ஒரு டிடெக்டரின் அதே திசையில் இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. செயல்பாட்டு நரம்பியல் இமேஜிங் ஒரு செயல்பாட்டு நரம்பியல் இமேஜிங் முறையாக எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸைப் பயன்படுத்துவது நரம்பியல்-வாஸ்குலர் இணைப்பின் கொள்கையை நம்பியுள்ளது, இது ஹீமோடைனமிக் ரெஸ்பான்ஸ் அல்லது இரத்த-ஆக்ஸிஜன்-நிலை சார்பு (போல்ட்) ரெஸ்பான்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இந்தக் கோட்பாடு எஃப்எம்ஆர்ஐ நுட்பங்களின் மையத்தையும் உருவாக்குகிறது. நரம்பு-வாஸ்குலர் இணைப்பு மூலம், நரம்பியல் செயல்பாடு உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட பெருமூளை இரத்த ஓட்டத்தில் தொடர்புடைய மாற்றங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் மற்றும் எஃப். எம். ஆர். ஐ ஆகியவை ஒத்த உடலியல் மாற்றங்களுக்கு உணர்திறன் கொண்டவை மற்றும் பெரும்பாலும் ஒப்பீட்டு முறைகள் ஆகும். எஃப்எம்ஆர்ஐ மற்றும் எஃப்என்ஐஆர்எஸ் தொடர்பான ஆய்வுகள் அறிவாற்றல் பணிகளில் மிகவும் தொடர்புடைய முடிவுகளைக் காட்டுகின்றன. எஃப்எம்ஆர்ஐயை விட செலவு மற்றும் பெயர்வுத்திறனில் எஃப்என்ஐஆர்எஸ் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் ஒளி உமிழ்ப்பான் சக்தியின் வரம்புகள் காரணமாக 4 செமீ ஆழத்திற்கு மேல் கார்டிகல் செயல்பாட்டை அளவிட பயன்படுத்த முடியாது மற்றும் அதிக வரையறுக்கப்பட்ட இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. எஃப்என்ஐஆர்எஸ் செயல்பாட்டு நோக்கங்களுக்காக பரவலான ஒளியியல் டோமோகிராஃபியின் (டிஓடி/என்ஐஆர்டிஓடி) பயன்பாட்டை உள்ளடக்கியது. மல்டிபிளெக்சிங் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் சேனல்கள் மூளையின் செயல்பாட்டின் 2டி நிலப்பரப்பு செயல்பாட்டு வரைபடங்களை அனுமதிக்கலாம் (எ. கா. ஹிட்டாச்சி ஈ. டி. ஜி-4000, ஆர்டினிஸ் ஆக்சிமான், என். ஐ. ஆர். எக்ஸ் என். ஐ. ஆர். எஸ். கவுட் போன்றவற்றுடன்) பல உமிழ்ப்பான் இடைவெளிகளைப் பயன்படுத்தும் போது 3D டோமோகிராஃபிக் வரைபடங்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். ஹைப்பர்ஸ்கேனிங் ஹைப்பர்ஸ்கேனிங் என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மூளைகளை ஒரே நேரத்தில் கண்காணித்து பல்வேறு சமூக சூழ்நிலைகளில் ஒருவருக்கொருவர் (மூளை முழுவதும்) நரம்பியல் தொடர்புகளை ஆராய்வதை உள்ளடக்கியது, இது நேரடி மூளை-மூளை சமூக தொடர்புகளை ஆராய்வதற்கான பொருத்தமான முறையாக எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் ஐ நிரூபிக்கிறது. மெய்நிகர் மற்றும் ஆக்மென்டட் ரியாலிட்டி நவீன எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அமைப்புகள் மூளை-கணினி இடைமுகங்கள், நரம்பியல் மறுவாழ்வு அல்லது சமூக கருத்து பற்றிய ஆய்வுகளில் மெய்நிகர் அல்லது ஆக்மென்டட் ரியாலிட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இசைக் கருவிகளை இசைக்கும் போது இசைக்கலைஞர்களின் மூளை செயல்பாட்டைக் கண்காணிக்க இசை மற்றும் மூளை எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் பயன்படுத்தப்படலாம். நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸின் நன்மைகள், மற்றவற்றுடன்ஃ ஆக்கிரமிப்பு இல்லாதது, குறைந்த விலை முறைகள், சரியான பாதுகாப்பு, அதிக தற்காலிக தீர்மானம், பிற இமேஜிங் முறைகளுடன் பொருந்தக்கூடிய தன்மை மற்றும் பல ஹீமோடைனமிக் பயோமார்க்கர்கள். இருப்பினும், எந்த அமைப்பும் வரம்புகள் இல்லாமல் இல்லை. எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸைப் பொறுத்தவரை அவை பின்வருமாறுஃ குறைந்த மூளை உணர்திறன், குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் மற்றும் ஆழமற்ற ஊடுருவல் ஆழம். சில வரம்புகள் இருந்தபோதிலும், எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் சாதனங்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியவை, இலகுரகமானவை, எடுத்துச் செல்லக்கூடியவை மற்றும் அணியக்கூடியவை. இந்த அம்சங்கள் காரணமாக, சாதனங்களுக்கான பயன்பாடுகள் வியக்க வைக்கின்றன-அவை பல்வேறு சூழ்நிலைகளில் எளிதில் அணுகக்கூடியவை. எடுத்துக்காட்டாக, அவை கிளினிக்குகள், உலகளாவிய சுகாதாரம், இயற்கை சூழல் மற்றும் சுகாதார கண்காணிப்பாளராகப் பயன்படுத்தப்படும் திறன் கொண்டவை. இறுதியில், மருத்துவமனைகளில் எதிர்காலத்தில் ஆபத்தில் இருக்கும் நபர்கள் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் வழங்கக்கூடிய நரம்பியல் கண்காணிப்பு மற்றும் நரம்பியல் மறுவாழ்வு ஆகியவற்றிலிருந்து பயனடையலாம். இராணுவ மற்றும் முதல் பதிலளிப்பவர் நடவடிக்கைகளில், அறிவாற்றல் செயல்பாடுகளை நிகழ்நேர கண்காணிப்பு மற்றும் அதை தற்போதைய பணி, செயல்திறன் விளைவுகள் மற்றும் பணியாளர்களின் நடத்தை இயக்கவியல் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புபடுத்துவது உதவியாக இருக்கும். இப்போது சந்தையில் முழு வயர்லெஸ் ஆராய்ச்சி தர எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அமைப்புகள் உள்ளன. எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் மற்ற நரம்பியல் இமேஜிங் நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது நரம்பியல் இமேஜிங் சாதனங்களை ஒப்பிடும்போது மற்றும் வேறுபடுத்தும்போது தற்காலிக தீர்மானம், இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் மற்றும் அசைவற்ற தன்மையின் அளவைப் பார்ப்பது முக்கியம். குறிப்பாக, EEG (எலக்ட்ரோஎன்செபாலோகிராஃப்) மற்றும் MEG (மேக்ன்டோஎன்செபாலோகிராஃபி) ஆகியவை அதிக தற்காலிக தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. எம். இ. ஜி. யை விட ஈ. இ. ஜி. அதிக அளவிலான இயக்கத்தையும் கொண்டுள்ளது. எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸைப் பார்க்கும்போது, அவை ஒரு ஈ. இ. ஜி. யைப் போலவே இருக்கும். அவை அதிக அளவிலான இயக்கம் மற்றும் தற்காலிக தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. பிஇடி ஸ்கேன்கள் மற்றும் எஃப்எம்ஆர்ஐக்கள் ஒன்றாக தொகுக்கப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் அவை மற்ற நரம்பியல் ஸ்கேன்களிலிருந்து தெளிவாக வேறுபடுகின்றன. அவை அதிக அளவு அசைவுத்தன்மை, நடுத்தர/உயர் இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன் மற்றும் குறைந்த தற்காலிக தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. இந்த நரம்பியல் ஸ்கேன்கள் அனைத்தும் முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் மதிப்புமிக்கவை, இருப்பினும் அவை தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. மற்ற எல்லா உண்மைகளிலும், எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ்ஸை ஒரு சிறப்பு ஆர்வமாக மாற்றுவது என்னவென்றால், இது எம். ஆர். ஐ, ஈ. இ. ஜி மற்றும் எம். இ. ஜி உள்ளிட்ட இந்த முறைகளில் சிலவற்றுடன் இணக்கமாக உள்ளது. நியர்-இன்ஃப்ராரெட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி டிஃப்யூஸ் ஆப்டிகல் டோமோகிராஃபி ஃபங்ஷனல் நியூரோஇமேஜிங் காக்னிட்டிவ் நியூரோ சயின்ஸ் தி சொசைட்டி ஃபார் ஃபங்ஷனல் நியர் இன்ஃப்ராரெட் சொசைட்டி (வெளிப்புற இணைப்பு) குளோபல் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் (வெளிப்புற இணைப்பு) வி. ஆர் சூழல்களில் ஆய்வுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட மொபைல் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் அமைப்பின் எடுத்துக்காட்டு சோடரிக்ஸ் மெடிக்கல் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் கார்டெக் சொல்யூஷன்ஸ் எஃப். என். ஐ. ஆர். எஸ் நியூரல் சின்க்ரோனி குறிப்புகள் நியூரோஇமேஜிங் ஆப்டிகல் இமேஜிங்