fNIRS脑功能成像仪通过将近红外光传输到头皮，然后在几厘米远的地方检测散射回头皮的光，可以测量大脑中氧合和脱氧血红蛋白浓度的变化。由于脑活动和局部血流之间存在密切，血红蛋白浓度的这些变化提供了脑功能的可靠度量。
人体组织中的血氧含量会随人体代谢活动而变化，血氧含量的变化会引起组织光学特性的变化，而脑组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对600-900nm波长的近红外光吸收率存在差异特性，因此可以使用近红外光照射人体组织并检测出射光强，在入射光强已知和出射光强可测的情况下，根据Beer-Lambert 定律，可以实时、直接检测大脑皮层的血液动力学活动。通过观测这种血液动力学变化，即通过神经血管耦合规律可以反推大脑的神经活动情况。这就是fNIRS技术的原理。
fNIRS脑功能成像仪优势特征
1、时空分辨率高
fNIRS测量大脑皮层的血氧情况，厘米级的空间分辨率优于脑电，可以准确定位产生脑部活动的脑区。时间分辨率一般可达到10-100HZ，可实现实时观察血氧变化的曲线，也方便研究者更好地跟踪分析数据。
2、运动伪迹不敏感
fNIRS设备对头部运动不敏感，有多种成熟技术可以识别和有效地纠正运动伪影。适合于在运动任务期间持续高质量采集脑功能信号。
3、电磁兼容性好
由于光学组件与电磁场几乎不存在相互干扰，因此fNIRS具有很好的电磁兼容性，适用于多模态成像。可以与脑电、经颅磁刺激、经颅电刺激等手段配合使用。
4、fNIRS应用范围广泛
设备使用方便、易于移动、灵活性强。准备工作简单，采集装置易于佩戴，头型与头发浓密均不会造成明显影响。采集过程中不会严格限制被试的动作，所以适用范围广，从婴幼儿到老年人都可适用。
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