NIRSIT LITE.Device to measure brain activity

Contents:

1. NIRS란?
   
2. NIRSIT LITE이란?
   
3. Background Knowledge
   
4. 장비각부 명칭과 위치
   
5. 사용법
   

NIRS란

• NIRS (Near Infrared Spectroscopy): 근적외광(파장: 650~1000㎚)을 시료(생체조직)에 조사하여 생체를 투과하거나 생체 내에서 반사한 빛을 검출하여 비침습적으로 뇌, 근육 및 기타 조직 내의 헤모글로빈(hemoglobin)의 농도와 산소결합(oxygenation)을 검출할 수 있는 영상기술이다. 다시 말해서 NIRS는 측정대상에 근적외광을 조사하여 그 흡광도에 의해 혈류량을 산출하는 수법이다.
  

NIRSIT LITE이란?

• OBELAB Inc. 에서 개발한 휴대용 근적외선 뇌영상 기기(functional Near-Infrared spectroscopy device)로 780nm과 850nm 파장의 근적외선 빛을 대뇌 피질에 입사하여 뇌 혈중 산소포화도 변화를 측정

Background Knowledge

• 산소운반과 헤모글로빈 : 혈액 내 산소(O2)는 ‘혈장에 직접 용해’와 ‘적혈구와 결합’이라는 두 가지 방법으로 운반된다. 산소는 거의 모두 적혈구를 구성하는 단백질인 헤모글로빈(Hb)과 결합하여 운반되며(98%)혈장에 녹아서 운반되는 산소는 2%에 불과하다. (운반되는 산소의 양은 적혈구 주위의 ‘혈장 내 산소분압(PO2)’과 ‘적혈구 내의 헤모글로빈 수’에 의해 결정된다. ‘혈장 내 산소분압(PO2)’은 바로 ‘산소농도’를 의미한다. 헤모글로빈 수는 고정되어 있다고 생각하면 결국, 운반되는 산소의 양은 혈액 내의 산소농도에 의해 주로 영향을 받는다. 산소와 결합한 헤모글로빈은 산화헤모글로빈(oxyhemoglobin, HbO2)이라 한다. 산소분압(PO2)과 헤모글로빈의 산소포화도(%, 얼마나 많은 산소가 헤모글로빈에 결합하는지) 사이의 물리적인 상관관계를 나타낸 것이 바로 ‘산소해리곡선(oxygen dissociation curve)’이다.)
  

• 산소해리곡선에 영향을 주는 환경 : 혈장 pH(산-염기)가 낮아지거나, 체온이 올라가는 등의 생리적 변화들은 모두 산소해리곡선에 변화를 줄 수 있다. 이런 변화들은 헤모글로빈의 단백질 구조를 변화시켜 산소와 쉽게 결합할 수 없게 만드는 것이다. 산소를 운반하는 적혈구를 트럭이라 생각했을 때, 짐을 실어야 하는 짐칸의 모양이 틀어져서 짐을 실을 수 없는 상황과 같다.
  

• 체온이 올라가게 되면 조직은 산소가 많이 필요하다’라고 해석할 수 있다. 예를 들어, 폐렴으로 열(fever)이 있는 환자의 경우 호흡수와 심박동수의 증가를 흔히 볼 수 있다. 열이 나면 산소요구량이 많아진다. 적혈구 변화가 없는 상태에서 산소요구량을 충족시키기 위해서 호흡수와 심박동수(한 번 더 숨 쉬고, 한 번 더 뛰는)가 증가하는 것이다.
  

• 산화헤모글로빈(HbO2(oxyhemoglobin)) : 산소와 결합한 헤모글로빈
  
• 탈산소화 헤모글로빈(HbR(Deoxygenate Hemoglobin)) : 산소에 결합되지 않은 헤모글로빈 형태 (신경활동 몇초 후 발생)

장비각부 명칭과 위치

사용법

1. 소프트웨어 다운로드 (PC 소프트웨어는 구매 후 사용가능)

• NIRST AnalysisTool
  
• UnityWebPlayer (3d brain확인용)
  
• Matlab
  
  

2. 장비착용

3. 시리얼포트 연결

• “Default”선택 (처음 시작할 경우, New선택)
  
• BLED112 동글을 PC에 장착 후 해당하는 comport를 “COM”에서 선택 후 Open
  
• “N-Lite Scan”을 눌러 장비검색 (장비 전원이 켜져있어야 함)
  
• “Connect”버튼을 눌러 장비와 연결
  
  

4. Calibration

• Gain Cal Start 선택 (시작 전, “Select Measured DB” 버튼을 통해 데이터가 저장될 DB 의 위치를 정의할 수 있음)
  
• Calibration이 완료되면, 채널 번호와 함께 사용 가능한 채널이 노란색으로 표시되고 SNR(Signal to Noise Ration:신호대 잡음비)이 하단 그래프로 나타남
  
  

5. Monitoring