個々の頭部および前頭前野皮質を考慮した近赤外光吸収シミュレーション:光ニューロイメージングへの影響

Simulation of near-infrared light absorption considering
individual head and prefrontal cortex anatomy:
implications for optical neuroimaging
PloS one,vol. 6,no. 10,pp.e26377,2011
171003 syokoyama

機能的近赤外分光法(fNIRS)は,神経活動を推測する機能的血行動態反応を測定するための確立された光学的 神経イメージング法である.しかし,皮質灰白質内の血行動態を測定するfNIRS の感度に対する個々の解剖学的な 構造の影響はまだ判明していない.23 人の健常な被験者(平均年齢:(25.0  2.8)歳)のモンテカルロシミュレー ションおよび構造的MRI を用いて,24 の前頭前部fNIRS チャネルの下の組織の特異的な近赤外光吸収の個々の 分布を特徴付けた.我々は,近赤外光が通る頭皮からの皮質距離(SCD),前頭洞容積および灰白質体積(Vgray) 上の脈状形態,すなわち解剖学的依存性fNIRS 感度の影響を調べた.オプトード間の近赤外光吸収は,最も深い 5 %の光を考慮し,平均浸透の深さが(23.60.7)mm の回転楕円体に分布していた.検出された光子のうち,頭 皮および骨ではエネルギーの(96.49.7)%およびVgray は(3.11.8)%を吸収した.平均Vgray 容積(1.1  0.4)cm3 は,SCD および正面洞容積(r =??.57)と負の相関(r =??.76)があり,小さな前頭洞に比べて比較的 大きな被験者では41.5 %減少した.頭囲は平均SCD(r =??.46)および横断正面洞容積(r =??.43)と有意に正 の相関があった.溝の形態はVgray に大きな影響を与えなかった.我々の知見では,個々のSCD および正面洞の 容積がfNIRS 感度に影響する解剖学的要因と考えることを示唆している.頭囲は,誤差分散のこれらの原因を部 分的に制御する実用的な尺度を表すことができる.