Functional near-infrared spectroscopy
فنکشنل نیئر انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (ایف این آئی آر ایس) ایک نظری دماغ کی نگرانی کی تکنیک ہے جو فنکشنل نیورو امیجنگ کے مقصد کے لیے نیئر انفراریڈ سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتی ہے۔ ایف این آئی آر ایس کا استعمال کرتے ہوئے، دماغی سرگرمی کو قریب اورکت روشنی کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جاتا ہے تاکہ عصبی سرگرمی کے جواب میں ہونے والی کورٹیکل ہیموڈینامک سرگرمی کا اندازہ لگایا جا سکے۔ ای ای جی کے ساتھ ساتھ، ایف این آئی آر ایس سب سے عام غیر حملہ آور نیورو امیجنگ تکنیکوں میں سے ایک ہے جسے پورٹیبل سیاق و سباق میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سگنل کا موازنہ اکثر ایف ایم آر آئی کے ذریعے ماپا جانے والے بولڈ سگنل سے کیا جاتا ہے اور یہ آکسی اور ڈی آکسی ہیموگلوبن دونوں کے ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں کی پیمائش کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، لیکن یہ صرف کورٹیکل سطح کے قریب کے علاقوں سے پیمائش کر سکتا ہے۔ ایف این آئی آر ایس کو آپٹیکل ٹوپوگرافی (او ٹی) بھی کہا جا سکتا ہے اور بعض اوقات اسے صرف این آئی آر ایس بھی کہا جاتا ہے۔ تفصیل ایف این آئی آر ایس قریب اورکت روشنی کے جذب میں ہونے والی تبدیلیوں سے ہیموگلوبن کے ارتکاز کا تخمینہ لگاتا ہے۔ جیسے ہی روشنی سر کے ذریعے حرکت کرتی ہے یا پھیلتی ہے، یہ باری باری بکھرے ہوئے یا اس ٹشو کے ذریعے جذب ہوتا ہے جس کے ذریعے یہ سفر کرتا ہے۔ چونکہ ہیموگلوبن قریب اورکت روشنی کا ایک اہم جذب کنندہ ہے، اس لیے جذب شدہ روشنی میں ہونے والی تبدیلیوں کو ہیموگلوبن کے ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں کی قابل اعتماد پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مختلف ایف این آئی آر ایس تکنیک خون کے حجم اور آکسیجنشن کا اندازہ لگانے کے لیے روشنی کے پھیلنے کے طریقے کو بھی استعمال کر سکتی ہیں۔ یہ تکنیک محفوظ، غیر حملہ آور ہے، اور امیجنگ کے دیگر طریقوں کے ساتھ استعمال کی جا سکتی ہے۔ ایف این آئی آر ایس ایک غیر ناگوار امیجنگ طریقہ ہے جس میں کروموفور کے ارتکاز کی مقدار کو قریب اورکت (این آئی آر) روشنی کی تخفیف یا عارضی یا فیزی تبدیلیوں کی پیمائش سے حل کیا جاتا ہے۔ یہ تکنیک آپٹیکل ونڈو سے فائدہ اٹھاتی ہے جس میں (اے) جلد، ٹشو، اور ہڈی زیادہ تر این آئی آر روشنی (700-900 این ایم سپیکٹرم وقفہ) کے لیے شفاف ہوتی ہیں اور (بی) ہیموگلوبن (ایچ بی) اور ڈی آکسیجنیٹڈ-ہیموگلوبن (ڈی آکسی-ایچ بی) روشنی کے مضبوط جذب کار ہوتے ہیں۔ اورکت روشنی کے دماغ کے بافتوں کے ساتھ تعامل کرنے کے چھ مختلف طریقے ہیں: براہ راست ترسیل، پھیلاؤ ترسیل، قیاس آرائی عکاسی، پھیلاؤ عکاسی، بکھرنا، اور جذب۔ ایف این آئی آر ایس بنیادی طور پر جذب پر توجہ مرکوز کرتا ہے: ڈی آکسی-ایچ بی اور آکسی-ایچ بی کے جذب سپیکٹرم میں فرق متعدد طول موج پر روشنی کی تخفیف کے استعمال کے ذریعے ہیموگلوبن کے ارتکاز میں متعلقہ تبدیلیوں کی پیمائش کی اجازت دیتا ہے۔ دو یا زیادہ طول موج کا انتخاب کیا جاتا ہے، جس میں ایک طول موج 810 این ایم کے آئسوسبیسٹک پوائنٹ سے اوپر اور ایک نیچے ہوتی ہے-جس پر ڈی آکسی-ایچ بی اور آکسی-ایچ بی کے جذب کے گتانک ایک جیسے ہوتے ہیں۔ ترمیم شدہ بیئر-لیمبرٹ قانون (ایم بی ایل ایل) کا استعمال کرتے ہوئے، ارتکاز میں متعلقہ تبدیلیوں کا حساب کل فوٹون راستے کی لمبائی کے فعل کے طور پر لگایا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، لائٹ ایمیٹر اور ڈیٹیکٹر کو موضوع کی کھوپڑی پر یک طرفہ طور پر (ہر ایمیٹر/ڈیٹیکٹر جوڑی ایک ہی طرف) رکھا جاتا ہے لہذا ریکارڈ شدہ پیمائش انڈاکار راستوں کے بعد پیچھے بکھرے ہوئے (عکاسی شدہ) روشنی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ایف این آئی آر ایس ہیموڈینامک تبدیلیوں کے لیے سب سے زیادہ حساس ہے جو کھوپڑی کے قریب ہوتی ہیں اور ان سطحی نمونوں کو اکثر روشنی کے منبع (شارٹ سیپریشن ڈیٹیکٹرز) کے قریب واقع اضافی لائٹ ڈیٹیکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے حل کیا جاتا ہے۔ ترمیم شدہ بیئر-لیمبرٹ قانون روشنی کی شدت میں تبدیلیوں کا تعلق ترمیم شدہ بیئر-لیمبرٹ قانون (ایم بی ایل ایل) کے ذریعے ہیموگلوبن کے نسبتا ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں سے ہو سکتا ہے۔ بیئر لیمبرٹ قانون کو ہیموگلوبن کے ارتکاز سے نمٹنا پڑتا ہے۔ یہ تکنیک روشنی کی تخفیف میں متعلقہ تبدیلیوں کی پیمائش کرنے کے ساتھ ساتھ ہیموگلوبن کے ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں کی مقدار کے لیے ایم بی ایل ایل کا استعمال کرتی ہے۔ یو ایس اور یوکے کی تاریخ 1977 میں، جابسس نے اطلاع دی کہ این آئی آر کی روشنی میں دماغ کے ٹشو کی شفافیت نے ٹرانسلیمینیشن کا استعمال کرتے ہوئے ٹشو آکسیجن سیچوریشن کے غیر حملہ آور اور مسلسل طریقہ کار کی اجازت دی۔ ٹرانسلیمینیشن (فارورڈ بکھرنا) بالغوں میں روشنی کی کمی کی وجہ سے محدود افادیت کا حامل تھا اور اسے فوری طور پر ریفلیکٹنس موڈ پر مبنی تکنیکوں سے تبدیل کر دیا گیا تھا-جس کے نتیجے میں این آئی آر ایس سسٹم کی ترقی تیزی سے جاری رہی۔ پھر، 1985 تک، دماغی آکسیجنشن پر پہلا مطالعہ ایم فیراری نے کیا۔ بعد میں، 1989 میں، یونیورسٹی کالج لندن میں ڈیوڈ ڈیلپی کے ساتھ کام کرنے کے بعد، ہماماتسو نے پہلا تجارتی این آئی آر ایس سسٹم تیار کیا: این آئی آر-1000 دماغی آکسیجنشن مانیٹر۔ این آئی آر ایس کے طریقے ابتدائی طور پر 1990 کی دہائی میں دماغی آکسیمیٹری کے لیے استعمال کیے گئے تھے۔ 1993 میں، چانس اور دیگر کی طرف سے چار اشاعتیں۔ پی این اے ایس، ہوشی اور تمورا جے ایپل فزیوئل، کاٹو اور دیگر۔ جے سی بی ایف ایم، ویلرنگر اور دیگر نیورو۔ لیٹ۔ بالغ انسانوں میں ایف این آئی آر ایس کی فزیبلٹی کا مظاہرہ کیا۔ این آئی آر ایس کی تکنیکوں کو رینڈل باربر، بریٹن چانس، آرنو ویلرنگر، ایم کوپ، ڈی ٹی ڈیلپی، اینریکو گریٹن اور دیگر کے کام سے مزید وسعت ملی۔ فی الحال، پہننے کے قابل ایف این آئی آر ایس تیار کیے جا رہے ہیں۔ دریں اثنا، جاپان، 80 کی دہائی کے وسط میں، ہٹاچی لمیٹڈ کی مرکزی تحقیقی لیبارٹری کے جاپانی محققین نے 70 پیکو سیکنڈ شعاعوں کی نبض کا استعمال کرتے ہوئے این آئی آر ایس پر مبنی دماغی نگرانی کا نظام بنانے کا ارادہ کیا۔ یہ کوشش اس وقت سامنے آئی جب ٹیم نے اپنے سرکردہ ماہر ڈاکٹر ہیداکی کوئزومی کے ساتھ جنوری 1995 میں "آپٹیکل ٹوپوگرافی" کے اصول کا اعلان کرنے کے لیے ایک کھلی سمپوزیم کا انعقاد کیا۔ درحقیقت، "آپٹیکل ٹوپوگرافی" کی اصطلاح "1 جہتی معلومات کے ساتھ مل کر 2 جہتی نقشہ سازی"، یا ٹوپوگرافی پر روشنی کے استعمال کے تصور سے ماخوذ ہے۔ اس خیال کو 2001 میں فریکوئنسی ڈومین پر مبنی ان کا پہلا ایف این آئی آر ایس (یا آپٹیکل ٹوپوگرافی، جیسا کہ وہ اسے کہتے ہیں) ڈیوائس لانچ کرنے میں کامیابی کے ساتھ نافذ کیا گیا تھا: ہٹاچی ای ٹی جی-100۔ بعد میں، ناگویا یونیورسٹی میں پی ایچ ڈی کرنے والی ہارومی اوشی نے 2003 میں پروفیسر ٹورو کینوشیتا کی نگرانی میں "زبان سیکھنے والوں کے کورٹیکل ایکٹیویشن پیٹرن کو ای ٹی جی-100 کے ذریعے ماپا گیا" کے موضوع کے ساتھ اپنا ڈاکٹریٹ کا مقالہ شائع کیا-جس میں ایف این آئی آر ایس کے استعمال پر ایک نیا امکان پیش کیا گیا۔ کمپنی تب سے ای ٹی جی سیریز کو آگے بڑھا رہی ہے۔ سپیکٹروسکوپک تکنیک فی الحال، ایف این آئی آر سپیکٹروسکوپی کے تین طریقے ہیں: 1. مسلسل لہر 2۔ فریکوئنسی ڈومین 3. ٹائم ڈومین مسلسل لہر مسلسل لہر (سی ڈبلیو) نظام مستقل تعدد اور طول و عرض کے ساتھ روشنی کے ذرائع کا استعمال کرتا ہے۔ درحقیقت، ایم بی ایل ایل کے ساتھ ایچ بی او کے ارتکاز میں مطلق تبدیلیوں کی پیمائش کرنے کے لیے، ہمیں فوٹون کے راستے کی لمبائی جاننے کی ضرورت ہے۔ تاہم، سی ڈبلیو-ایف این آئی آر ایس فوٹون کے راستے کی لمبائی کا کوئی علم فراہم نہیں کرتا ہے، اس لیے ایچ بی او کے ارتکاز میں تبدیلیاں کسی نامعلوم راستے کی لمبائی سے متعلق ہیں۔ بہت سے سی ڈبلیو-ایف این آئی آر ایس تجارتی نظام ہیموگلوبن کے ارتکاز کی مطلق مقدار کا تخمینہ لگانے کے لیے کمپیوٹرائزڈ مونٹی کارلو تخروپن اور جسمانی ماڈلز سے حاصل کردہ فوٹون راستے کی لمبائی کے تخمینے استعمال کرتے ہیں۔ آپٹیکل کثافت یا تخفیف کہاں ہے، روشنی کی شدت خارج ہوتی ہے، روشنی کی شدت کو ماپا جاتا ہے، تخفیف گتانک ہے، کروموفومور ارتکاز ہے، ماخذ اور ڈٹیکٹر کے درمیان فاصلہ ہے اور تفریق راستے کی لمبائی کا عنصر ہے، اور بکھرنے سے وابستہ ایک ہندسی عنصر ہے۔ جب تخفیف کے گتانک معلوم ہوتے ہیں، تو مسلسل بکھرنے کا نقصان فرض کیا جاتا ہے، اور پیمائش کو وقت کے ساتھ مختلف طریقے سے سمجھا جاتا ہے، تو مساوات کم ہو جاتی ہے: کل درست شدہ فوٹون راستے کی لمبائی کہاں ہے۔ دوہری طول موج کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے، ایچ بی او 2 اور ایچ بی کے لیے پیمائش کو میٹرکس مساوات سے حل کیا جا سکتا ہے: ان کی سادگی اور لاگت سے موثر ہونے کی وجہ سے، سی ڈبلیو-ایف این آئی آر ایس اب تک فنکشنل این آئی آر ایس کی سب سے عام شکل ہے کیونکہ یہ بنانا سب سے سستا ہے، زیادہ چینلز کے ساتھ لاگو ہوتا ہے، اور ایک اعلی عارضی ریزولوشن کو یقینی بناتا ہے۔ تاہم، یہ جذب اور بکھرے ہوئے تبدیلیوں کے درمیان فرق نہیں کرتا، اور مطلق جذب اقدار کی پیمائش نہیں کر سکتا: جس کا مطلب ہے کہ یہ صرف ایچ بی او کے ارتکاز میں متعلقہ تبدیلی کے لیے حساس ہے۔ پھر بھی، سی ڈبلیو پر مبنی آلات کی سادگی اور لاگت کی تاثیر خود کو متعدد طبی ایپلی کیشنز کے لیے سب سے زیادہ سازگار ثابت کرتی ہے: نوزائیدہ نگہداشت، مریض کی نگرانی کے نظام، پھیلی ہوئی آپٹیکل ٹومگرافی وغیرہ۔ مزید برآں، اس کی پورٹیبلٹی کی بدولت، وائرلیس سی ڈبلیو سسٹم تیار کیے گئے ہیں-جس سے افراد کو ایمبولٹری، کلینیکل اور کھیلوں کے ماحول میں نگرانی کی جا سکتی ہے۔ فریکوئنسی ڈومین فریکوئنسی ڈومین (ایف ڈی) سسٹم این آئی آر لیزر ذرائع پر مشتمل ہے جو 100 میگاہرٹز کے قریب تعدد پر طول و عرض-ماڈیولڈ سینوسائڈ فراہم کرتا ہے۔ ایف ڈی-ایف این آئی آر ایس تخفیف، فیز شفٹ اور ٹشو کے ذریعے روشنی کے اوسط راستے کی لمبائی کی پیمائش کرتا ہے۔ کثیر فاصلہ، جو کہ ایف ڈی-ایف این آئی آر ایس کا ایک حصہ ہے، جلد کے رنگ میں فرق کے لیے غیر حساس ہے-موضوع کی تغیر سے قطع نظر مستقل نتائج دیتا ہے۔ پیچھے بکھرے ہوئے سگنل کے طول و عرض اور مرحلے میں تبدیلیاں ٹشو کے جذب اور بکھرے ہوئے گتانک کی براہ راست پیمائش فراہم کرتی ہیں، اس طرح فوٹون کے راستے کی لمبائی کے بارے میں معلومات کی ضرورت کو ختم کرتی ہیں۔ اور گتانک سے ہم ہیموڈینامک پیرامیٹرز کے ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں کا تعین کرتے ہیں۔ ماڈیولیٹڈ لیزرز کے ساتھ ساتھ فیزک پیمائش کی ضرورت کی وجہ سے، ایف ڈی سسٹم پر مبنی آلات سی ڈبلیو پر مبنی آلات کے مقابلے میں تکنیکی طور پر زیادہ پیچیدہ (اس لیے زیادہ مہنگے اور بہت کم پورٹیبل) ہیں۔ تاہم، یہ نظام ایچ بی او اور ایچ بی آر کی مطلق ارتکاز فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ ٹائم ڈومین ٹائم ڈومین (ٹی ڈی) سسٹم ایک مختصر این آئی آر پلس متعارف کراتا ہے جس کی پلس کی لمبائی عام طور پر تقریبا 70 پی ایس کی ترتیب میں ہوتی ہے۔ وقت کی پرواز کی پیمائش کے ذریعے، حل شدہ وقت کو روشنی کی رفتار سے تقسیم کرکے فوٹون کے راستے کی لمبائی کا براہ راست مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ ہیموڈینامک تبدیلیوں کے بارے میں معلومات پیچھے بکھرے ہوئے سگنل کے تخفیف، انحطاط اور ٹائم پروفائل میں مل سکتی ہیں۔ اس کے لیے فوٹون گنتی کی ٹیکنالوجی متعارف کرائی گئی ہے، جو لکیریٹی کو برقرار رکھنے کے لیے ہر 100 دالوں کے لیے 1 فوٹون شمار کرتی ہے۔ ٹی ڈی-ایف این آئی آر ایس میں نمونے لینے کی شرح سست ہونے کے ساتھ ساتھ طول موج کی ایک محدود تعداد بھی ہوتی ہے۔ فوٹون گنتی کے آلے، تیز رفتار کا پتہ لگانے، اور تیز رفتار اخراج کاروں کی ضرورت کی وجہ سے، وقت کے حل شدہ طریقے سب سے مہنگے اور تکنیکی طور پر پیچیدہ ہیں۔ ٹی ڈی پر مبنی آلات مکمل طور پر متحرک، جگہ استعمال کرنے والے، بنانے میں سب سے مشکل، مہنگے، بڑے اور بھاری ہوتے ہیں۔ اس کے باوجود، ان میں گہرائی کی حساسیت سب سے زیادہ ہوتی ہے اور وہ بیس لائن ہیموگلوبن کے ارتکاز اور آکسیجنشن کی انتہائی درست اقدار پیش کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ ڈفیوز کورلیشن سپیکٹروسکوپی ڈفیوز کورلیشن سپیکٹروسکوپی (ڈی سی ایس) ایک غیر ناگوار آپٹیکل امیجنگ تکنیک ہے جو حرکت پذیر سرخ خون کے خلیوں کے متحرک بکھرنے سے پیدا ہونے والی عارضی روشنی کی شدت کے اتار چڑھاؤ کی مقدار طے کرکے مقامی مائیکرو ویسکولر دماغی خون کے بہاؤ کی پیمائش کے لیے مربوط قریب اورکت روشنی کا استعمال کرتی ہے۔ حرکت پذیر خلیوں سے یہ متحرک بکھرنے کی وجہ سے دریافت شدہ شدت میں عارضی طور پر اتار چڑھاؤ آتا ہے۔ ان اتار چڑھاؤ کی مقدار ایک واحد دھبے کی عارضی شدت آٹوکوریلیشن وکر کے ذریعے طے کی جا سکتی ہے۔ آٹوکوریلیشن وکر کا انحطاط دماغی خون کے بہاؤ کا اشاریہ حاصل کرنے کے لیے ارتباط بازی مساوات کے حل سے لیس ہوتا ہے۔ سسٹم ڈیزائن کم از کم دو اوپن سورس ایف این آئی آر ایس ماڈل آن لائن دستیاب ہیں: http://www.opennirs.org https://openfnirs.org ڈیٹا تجزیہ سافٹ ویئر HOMER3 HOMER3 صارفین کو دماغ کی سرگرمی کے تخمینے اور نقشے حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ ایف این آئی آر ایس ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والے میٹ لیب سکرپٹ کا ایک مجموعہ ہے۔ اسکرپٹ کا یہ مجموعہ 1990 کی دہائی کے اوائل سے پہلے فوٹون مائیگریشن امیجنگ ٹول باکس، پھر HOMER1 اور HOMER2، اور اب HOMER3 کے طور پر تیار ہوا ہے۔ این آئی آر ایس ٹول باکس یہ ٹول باکس فنکشنل نیئر انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (ایف این آئی آر ایس) کے تجزیے کے لیے میٹ لیب پر مبنی ٹولز کا ایک مجموعہ ہے۔ یہ ٹول باکس + نیرس نیم اسپیس کی وضاحت کرتا ہے اور اس میں سگنل پروسیسنگ، ڈسپلے، اور ایف این آئی آر ایس ڈیٹا کے اعداد و شمار کے لیے ٹولز کا ایک سلسلہ شامل ہے۔ یہ ٹول باکس میٹ لیب کلاسز اور نیم اسپیس کے آبجیکٹ پر مبنی فریم ورک کے ارد گرد بنایا گیا ہے۔ اٹلس ویور دماغ کے ماڈل پر ایف این آئی آر ایس ڈیٹا کو دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے علاوہ، یہ صارف کو تحقیقات کو ڈیزائن کرنے کی بھی اجازت دیتا ہے جسے بالآخر کسی موضوع پر رکھا جا سکتا ہے۔ ایپلی کیشن برین کمپیوٹر انٹرفیس ایف این آئی آر ایس کو دماغی کمپیوٹر انٹرفیس سسٹمز کے لیے کنٹرول سگنل کے طور پر کامیابی سے نافذ کیا گیا ہے۔ ہائپوکسیا اور اونچائی کے مطالعے آکسیجن کی ہماری مستقل ضرورت کے ساتھ، ہمارے جسم نے متعدد میکانزم تیار کیے ہیں جو آکسیجن کی سطح کا پتہ لگاتے ہیں، جو بدلے میں ہائپوکسیا کا مقابلہ کرنے کے لیے مناسب ردعمل کو متحرک کر سکتے ہیں اور آکسیجن کی زیادہ فراہمی پیدا کر سکتے ہیں۔ مزید برآں، آکسیجن کی کمی کے جسمانی ردعمل میں بنیادی جسمانی طریقہ کار کو سمجھنا بہت اہمیت کا حامل ہے اور این آئی آر ایس آلات تحقیق کے اس شعبے میں ایک بہترین ذریعہ ثابت ہوئے ہیں۔ دماغی نقشہ سازی فنکشنل کنیکٹیویٹی ایف این آئی آر ایس پیمائش کو فنکشنل کنیکٹیویٹی کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ملٹی چینل ایف این آئی آر ایس پیمائش اعصابی ایکٹیویشن کا ایک ٹپوگرافیکل نقشہ بناتی ہے، جس کے ذریعے مقامی طور پر الگ الگ واقعات کے درمیان عارضی ارتباط کا تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔ فنکشنل کنیکٹوٹی کا اندازہ عام طور پر دلچسپی کے مقامی طور پر مختلف علاقوں (آر او آئی) کے ہیموڈینامک ردعمل کے درمیان ارتباط کے لحاظ سے کیا جاتا ہے۔ دماغی مطالعات میں، فعال رابطے کی پیمائش عام طور پر ریاست کے مریضوں کے اعداد و شمار کے ساتھ ساتھ محرک نمونوں پر ریکارڈ کردہ اعداد و شمار کے لیے لی جاتی ہے۔ ایف ایم آر آئی کے حوالے سے ایف این آئی آر ایس کی کم لاگت، پورٹیبلٹی اور اعلی عارضی ریزولوشن، اس نوعیت کے مطالعے میں انتہائی فائدہ مند ثابت ہوئی ہے۔ دماغی آکسیمیٹری این آئی آر ایس کی نگرانی کئی طریقوں سے مددگار ہے۔ وقت سے پہلے پیدا ہونے والے بچوں کی سرگرمیوں کے مختلف نمونوں کے ساتھ دماغی ہائپوکسیا اور ہائپرکسیا کو کم کرنے کی نگرانی کی جا سکتی ہے۔ یہ کارڈیو پلمونری بائی پاس میں ایک موثر امداد ہے، مریضوں کے نتائج کو بہتر بنانے اور اخراجات اور طویل قیام کو کم کرنے کے لیے سختی سے سمجھا جاتا ہے۔ دماغی تکلیف دہ چوٹ کے مریضوں کے لیے این آئی آر ایس کے استعمال کے بے نتیجہ نتائج ہیں، اس لیے یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ یہ ایک تحقیقی ٹول ہی رہنا چاہیے۔ ڈفیوز آپٹیکل ٹومگرافی ڈفیوز آپٹیکل ٹومگرافی ڈفیوز آپٹیکل امیجنگ کا تھری ڈی ورژن ہے۔ پھیلی ہوئی نظری تصاویر این آئی آر ایس یا فلوروسینس پر مبنی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہیں۔ ان تصاویر کو تھری ڈی والیومیٹرک ماڈل تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جسے ڈفیوز آپٹیکل ٹومگرافی کہا جاتا ہے۔ ایف این آئی آر ایس کیپ ایف این آئی آر ایس الیکٹروڈ کے مقامات کی وضاحت مختلف ترتیبات کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے، بشمول وہ نام اور مقامات جو انٹرنیشنل 10-20 سسٹم کے ذریعے متعین کیے گئے ہیں اور ساتھ ہی دیگر ترتیبات جو خاص طور پر ہر مقام کے درمیان مستقل 30 ملی میٹر کا فاصلہ برقرار رکھنے کے لیے بہتر بنائے گئے ہیں۔ الیکٹروڈ کی معیاری پوزیشنوں کے علاوہ، مختصر علیحدگی کے چینلز شامل کیے جا سکتے ہیں۔ مختصر علیحدگی کے چینل کھوپڑی کے اشاروں کی پیمائش کی اجازت دیتے ہیں۔ چونکہ مختصر علیحدگی والے چینل کھوپڑی سے آنے والے سگنل کی پیمائش کرتے ہیں، اس لیے وہ سطحی تہوں کے سگنل کو ہٹانے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ دماغ کے حقیقی ردعمل کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ مختصر علیحدگی چینل ڈٹیکٹر عام طور پر کسی ماخذ سے 8 ملی میٹر کے فاصلے پر رکھے جاتے ہیں۔ انہیں کسی مخصوص سمت میں یا ڈیٹیکٹر کی طرح اسی سمت میں ہونے کی ضرورت نہیں ہے۔ فنکشنل نیورو امیجنگ فنکشنل نیورو امیجنگ طریقہ کار کے طور پر ایف این آئی آر ایس کا استعمال نیورو ویسکولر جوڑے کے اصول پر منحصر ہے جسے ہیموڈینامک رسپانس یا بلڈ آکسیجن لیول ڈیپینڈنٹ (بی او ایل ڈی) رسپانس بھی کہا جاتا ہے۔ یہ اصول ایف ایم آر آئی تکنیکوں کی بنیاد بھی بناتا ہے۔ نیورو ویسکولر جوڑے کے ذریعے، نیورونل سرگرمی مقامی دماغی خون کے بہاؤ میں متعلقہ تبدیلیوں سے منسلک ہے۔ ایف این آئی آر ایس اور ایف ایم آر آئی اسی طرح کی جسمانی تبدیلیوں کے لیے حساس ہیں اور اکثر تقابلی طریقے ہوتے ہیں۔ ایف ایم آر آئی اور ایف این آئی آر ایس سے متعلق مطالعات علمی کاموں میں انتہائی مربوط نتائج ظاہر کرتے ہیں۔ ایف این آئی آر ایس کے ایف ایم آر آئی کے مقابلے لاگت اور پورٹیبلٹی میں کئی فوائد ہیں، لیکن روشنی کے اخراج کی طاقت میں حدود کی وجہ سے 4 سینٹی میٹر سے زیادہ گہرائی میں کورٹیکل سرگرمی کی پیمائش کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا اور اس کی مقامی ریزولوشن زیادہ محدود ہے۔ ایف این آئی آر ایس میں فعال مقاصد کے لیے ڈفیوز آپٹیکل ٹومیگرافی (ڈی او ٹی/این آئی آر ڈی او ٹی) کا استعمال شامل ہے۔ ملٹی پلیکسنگ ایف این آئی آر ایس چینلز دماغ کی سرگرمی کے 2 ڈی ٹوپوگرافک فنکشنل نقشوں کی اجازت دے سکتے ہیں (جیسے۔ ہٹاچی ای ٹی جی-4000، آرٹینس آکسیمون، این آئی آر ایکس این آئی آر ایسکاؤٹ وغیرہ کے ساتھ) متعدد ایمیٹر اسپیسنگ کا استعمال کرتے ہوئے تھری ڈی ٹوموگرافک نقشے بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہائپر اسکیننگ میں مختلف سماجی حالات میں باہمی (دماغوں کے پار) عصبی ارتباط کی تحقیقات کے لیے بیک وقت دو یا زیادہ دماغوں کی نگرانی شامل ہوتی ہے، جو ایف این آئی آر ایس کو زندہ دماغ سے دماغ کے سماجی تعاملات کی تحقیقات کے لیے ایک موزوں طریقہ ثابت کرتا ہے۔ ورچوئل اور آگمینٹڈ رئیلٹی جدید ایف این آئی آر ایس سسٹم کو دماغی کمپیوٹر انٹرفیس، نیورو بحالی یا سماجی ادراک کے مطالعے میں ورچوئل یا آگمینٹڈ رئیلٹی کے ساتھ جوڑا جاتا ہے۔ موسیقی اور دماغی ایف این آئی آر ایس کا استعمال موسیقی کے آلات بجاتے وقت موسیقاروں کی دماغی سرگرمی کی نگرانی کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ فوائد اور نقصانات ایف این آئی آر ایس کے فوائد، دوسری چیزوں کے علاوہ ہیں: غیر حملہ آور، کم لاگت کے طریقے، کامل حفاظت، اعلی عارضی ریزولوشن، امیجنگ کے دیگر طریقوں کے ساتھ مطابقت، اور متعدد ہیموڈینامک بائیو مارکر۔ تاہم، کوئی بھی نظام حدود کے بغیر نہیں ہے۔ ایف این آئی آر ایس کے لیے ان میں شامل ہیں: دماغ کی کم حساسیت، کم مقامی ریزولوشن، اور اتلی دخول کی گہرائی۔ چند حدود کے باوجود، ایف این آئی آر ایس آلات نسبتا چھوٹے، ہلکے وزن والے، پورٹیبل اور پہننے کے قابل ہوتے ہیں۔ ان خصوصیات کی وجہ سے، آلات کے لیے ایپلی کیشنز حیران کن ہیں-جو انہیں بہت سے مختلف منظرناموں میں آسانی سے قابل رسائی بناتی ہیں۔ مثال کے طور پر، ان میں کلینک، عالمی صحت، قدرتی ماحول، اور ہیلتھ ٹریکر کے طور پر استعمال ہونے کی صلاحیت ہے۔ بالآخر، ہسپتالوں میں مستقبل کے خطرے والے افراد نیورومونٹرنگ اور نیورو بحالی سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں جو ایف این آئی آر ایس پیش کر سکتا ہے۔ فوجی اور فرسٹ ریسپونڈر کارروائیوں میں، علمی افعال کی حقیقی وقت کی نگرانی اور اسے جاری کام، کارکردگی کے نتائج، اور اہلکاروں کے رویے کی حرکیات سے منسلک کرنا مددگار ثابت ہوسکتا ہے۔ اب مارکیٹ میں مکمل طور پر وائرلیس ریسرچ گریڈ ایف این آئی آر ایس سسٹم موجود ہیں۔ دیگر نیورو امیجنگ تکنیکوں کے مقابلے میں ایف این آئی آر ایس نیورو امیجنگ ڈیوائسز کا موازنہ اور تضاد کرتے وقت عارضی ریزولوشن، مقامی ریزولوشن، اور عدم استحکام کی ڈگری کو دیکھنا ضروری ہے۔ خاص طور پر، ای ای جی (الیکٹرو اینسیفالوگراف) اور ایم ای جی (میگنیٹو اینسیفالوگرافی) میں اعلی عارضی ریزولوشن ہوتا ہے، لیکن مقامی ریزولوشن کم ہوتا ہے۔ ای ای جی میں ایم ای جی کے مقابلے میں نقل و حرکت کی ڈگری بھی زیادہ ہے۔ ایف این آئی آر ایس کو دیکھتے وقت، وہ ای ای جی سے ملتے جلتے ہیں۔ ان میں اعلی درجے کی نقل و حرکت کے ساتھ ساتھ عارضی ریزولوشن بھی ہے، اور ان میں مقامی ریزولوشن کم ہے۔ پی ای ٹی اسکین اور ایف ایم آر آئی کو ایک ساتھ گروپ کیا جاتا ہے، تاہم وہ دوسرے نیورو امیجنگ اسکین سے واضح طور پر مختلف ہیں۔ ان میں اعلی درجے کی حرکت پذیری، درمیانے/اعلی مقامی ریزولوشن، اور کم عارضی ریزولوشن ہوتی ہے۔ ان تمام نیورو امیجنگ اسکینوں میں اہم خصوصیات ہیں اور قیمتی ہیں، تاہم ان میں الگ الگ خصوصیات ہیں۔ دیگر تمام حقائق کے علاوہ، جو چیز ایف این آئی آر ایس کو دلچسپی کا ایک خاص نقطہ بناتی ہے وہ یہ ہے کہ یہ ان میں سے کچھ طریقوں کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے، بشمول: ایم آر آئی، ای ای جی، اور ایم ای جی۔ نیئر انفراریڈ سپیکٹروسکوپی ڈفیوز آپٹیکل ٹومگرافی فنکشنل نیورو امیجنگ کاگنیٹو نیورو سائنس دی سوسائٹی فار فنکشنل نیئر انفراریڈ سوسائٹی (بیرونی لنک) گلوبل ایف این آئی آر ایس (بیرونی لنک) وی آر ماحول میں مطالعات کے لیے ڈیزائن کیے گئے موبائل ایف این آئی آر ایس سسٹم کی ایک مثال۔ سوٹیریکس میڈیکل ایف این آئی آر ایس کورٹیک سولیوشنز ایف این آئی آر ایس نیورل سنکرونی حوالہ جات نیورو امیجنگ آپٹیکل امیجنگ