Gehirnaktivität steigern

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Gehirnaktivität steigern -

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Die beschriebenen optischen Systeme können auch Amplituden- oder Phasenauslöschungsmuster vorsehen, die für einzelne oder mehrfache Quellen-Detektor-Paare eine bemerkenswerte Empfindlichkeit zeigen und verwendet wurden, um kleine Objekte zu detektieren.

Unter Verwendung von Rückprojektionsalgorithmen oder anderen bekannten Abbildungs- bzw. Bildgebungsalgorithmen, können die beschriebenen optischen Systeme eine sensomoto rische Aktivierung der menschlichen Gehirnfunktion eines Erwachsenen und eines Früh- und Neugeborenen abbilden und zweidimensionale Auflösungen von weniger als einem Zentimeter erreichen.

Zusätzlich zeichnet das optische System schnell und genau sensomotorische Antworten bei Früh- und Neugeborenen auf. Die vorliegenden Systeme und Verfahren können bei der Bewertung einer zerebralen Fehlfunktion oder bei Krankheiten von Erwachsenen, Kindern, Kleinkindern oder Neugeborenen verwendet werden.

Das optische System weist ein optisches Modul, eine Steuervorrichtung und einen Prozessor auf. Das optische Modul weist eine Anordnung von optischen Eingangsanschlüssen und Detektionsanschlüssen auf, die in einem ausgewählten geometrischen Muster gelegen sind, um eine Vielzahl von Photonenmigrationspfaden innerhalb einer untersuchten Region des biologischen Gewebes zu liefern.

Jeder optische Eingangsanschluss ist so aufgebaut, dass er sichtbares oder infrarotes Licht einleitet, welches von einer Lichtquelle ausgesandt wird.

Jeder optische Detektionsanschluss ist aufgebaut, um Lichtphotonen aufzunehmen, die in der untersuchten Geweberegion von mindestens einem der Eingangsanschlüsse gewandert sind, um das aufgenommene Licht zu einem Lichtdetektor zu liefern.

Die Steuervorrichtung ist aufgebaut und angeordnet, um den Betrieb der Lichtquelle und des Lichtdetektors zu steuern, um Licht zu detektieren, welches über mindestens einen der Photonenmigrationspfade gelaufen ist.

Der Prozessor ist angeschlossen, um Signale von dem Detektor aufzunehmen, und er ist angeordnet, um zumindest zwei Datensätze zu bilden, wobei ein erster Satz der Datensätze das Blutvolumen in der untersuchten Geweberegion darstellt, und wobei ein zweiter Satz der Datensätze eine Blutoxigenierung bzw.

Sauerstoffversorgung in der untersuchten Geweberegion darstellt. Der Prozessor ist geeignet, um die ersten und zweiten Datensätze in Beziehung zu setzen, um abnormes Gewebe in der untersuchten Geweberegion zu detektieren.

Vorzugsweise weist der zweite Datensatz Hämoglobindeoxigenierungswerte auf. Der Prozessor kann geeignet sein, um einen dritten Datensatz zu bilden, der durch Bestrahlung einer Referenzgeweberegion aufgenommen wird.

Der Prozessor ist angeschlossen; um Signale von dem Detektor aufzunehmen, und er ist angeordnet, um zumindest zwei Datensätze zu bilden, wobei ein erster Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer untersuchten Geweberegion von Interesse aufgenommen wird, und wobei ein zweiter Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer Referenzgeweberegion mit ähnlichen Lichtstreuungs- und Absorptionseigenschaften wie die untersuchte Geweberegion aufgenommen wird.

Der Prozessor ist angeordnet, um die ersten und zweiten Datensätze in Beziehung zu setzen, um abnormes Gewebe in der untersuchten Geweberegion zu detektieren.

Der Prozessor ist angeschlossen, um Signale von dem Detektor aufzunehmen, und er ist angeordnet, um zumindest zwei Datensätze zu bilden, wobei ein erster Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer untersuchten Geweberegion von Interesse aufgenommen wird, und wobei ein zweiter Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer Referenzgeweberegion mit ähnlichen Lichtstreuungs- und Absorptionseigenschaften wie die untersuchte Geweberegion aufgenommen wird.

Das optische Modul weist eine Anordnung von optischen Eingangsanschlüssen und Detektionsanschlüssen auf, die in einem ausgewählten geometrischen Muster gelegen sind, um eine Vielzahl von Photonenmigrationspfaden innerhalb einer untersuchten Region des biologischen Gewebes oder eines Modells zu liefern, welches das biologische Gewebe darstellt.

Jeder optische Detektionsanschluss ist aufgebaut, um Lichtphotonen aufzunehmen, die in dem Gewebe oder dem Modell von mindestens einem der Eingangsanschlüsse gewandert sind, um das aufgenommene Licht zu einem Lichtdetektor zu liefern.

Der Prozessor ist angeschlossen, um Signale von dem Detektor aufzunehmen, und er ist angeordnet, um zumindest zwei Datensätze zu bilden, wobei ein erster Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer untersuchten Geweberegion aufgenommen wird, und wobei ein zweiter Satz der Datensätze durch Bestrahlung einer Region eines Gewebemodells mit ausgewählten Lichtstreuungs- und Absorptionseigenschaften aufgenommen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung haben eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Der Prozessor kann angeordnet bzw. Der Prozessor kann programmiert sein, um die ersten und zweiten Datensätze als zweidimensionale Bilder anzufordern, und um die Übereinstimmung unter Verwendung der zweidimensionalen Bilder zu bestimmen.

Der Prozessor kann programmiert sein, um die ersten und zweiten Datensätze als zweidimensionale Bilder anzufordern, und um die Kongruenz bzw.

Übereinstimmung zu bestimmen, und zwar unter Verwendung der folgenden Formel: Der Prozessor kann weiter geeignet sein, eine Lage des abnormen Gewebes in der untersuchten Geweberegion zu bestimmen.

Der Prozessor kann geeignet sein, aus dem Datensatz einen Bilddatensatz durch Einrichtung eines Optiktomographiealgorithmus zu erzeugen.

Der Optiktomographiealgorithmus kann Faktoren verwenden, die mit der bestimmten Wahrscheinlichkeitsverteilung von Photonen in Beziehung stehen, die der Streuungscharakteristik des abgebildeten Gewebes zuzuordnen sind.

Die Steuervorrichtung kann geeignet sein, um die Quelle und den Detektor zu aktivieren, um eine erste ausgewählte Distanz zwischen den Eingangs- und Detektionsanschlüssen zu erhalten, und der Prozessor kann geeignet sein, den Datensatz für die erste Distanz zu bilden.

Der Prozessor kann einen Bilddatensatz aus dem Datensatz erzeugen, der für die erste Distanz gebildet wird.

Die Steuervorrichtung kann weiter geeignet sein, die Quelle und den Detektor zu aktivieren, um eine zweite ausgewählte Distanz zwischen den Eingangs- und Detektionsanschlüssen zu erhalten, und ist geeignet, um einen weiteren Datensatz für die zweite Distanz zu bilden.

Das optische System kann weiter eine Anzeigevorrichtung aufweisen, die aufgebaut ist, um den Bilddatensatz von dem Prozessor aufzunehmen und ein Bild anzuzeigen.

Das optische System kann weiter einen ersten Oszillator und einen Phasendetektor aufweisen. Die Lichtquelle ist mit dem ersten Oszillator gekoppelt und ist aufgebaut, um das Licht zu erzeugen, welches durch die erste Trägerwellenform moduliert wird.

Der Phasendetektor ist aufgebaut, um eine Veränderung der Wellenform des detektierten Lichtes relativ zur Wellen form des eingeleiteten Lichtes zu bestimmen und daraus die Phasenverschiebung des detektierten Lichtes mit der Wellenlänge zu messen, wobei das phasenverschobene Licht Streuungs- oder Absorptionseigenschaften der untersuchten Geweberegion anzeigt.

Der Prozessor ist geeignet, den Datensatz basierend auf der gemessenen Phasenverschiebung zu bilden.

Dieses optische System kann weiter einen zweiten Oszillator aufweisen, der geeignet ist, eine zweite Wellenform mit einer zweiten Frequenz zu erzeugen.

Versetzungsfrequenz entsprechend der detektierten Strahlung zu erzeugen. Der Phasendetektor ist geeignet, bei der Versetzungsfrequenz die detektierte Strahlung mit der eingeleiteten Strahlung zu vergleichen und daraus die Phasenverschiebung zu bestimmen.

Das optische System kann weiter einen Oszillator, einen Phasenteiler bzw. Phasensplitter und erste und zweite doppelt ausgeglichene Mischer aufweisen.

Der Oszillator ist aufgebaut, um eine erste Trägerwellenform von ausgewählter Frequenz zu erzeugen, und zwar kompatibel mit einer Zeitverzögerung der Photonenmigration vom Eingangsanschluss zum Detektionsanschluss.

Die Lichtquelle ist angeschlossen, um vom Oszillator die Trägerwellenform aufzunehmen, und ist geeignet, um die optische Strahlung zu erzeugen, die bei der Frequenz moduliert wurde.

Der Phasensplitter ist angeschlossen, um die Trägerwellenform von dem Oszillator aufzunehmen und um erste und zweite Referenz-Phasensignale von vordefinierten im Wesentlichen unterschiedlichen Phasen zu erzeugen.

Die ersten und zweiten doppelt ausgeglichenen Mischer sind angeschlossen, um von dem Phasensplitter die ersten bzw. Der Prozessor ist dabei mit den doppelt ausgeglichenen Mischern verbunden und geeignet, das in Phase liegende Ausgangssignal und das Quadraturausgangssignal aufzunehmen und daraus den Datensatz zu formen.

Der Prozessor kann geeignet sein, eine Phasenverschiebung ex zwischen dem Licht, welches am Eingangsanschluss eingeleitet wird, und dem Licht zu berechnen, welches am Detektionsanschluss detektiert wird, bevor der Datensatz gebildet wird.

Der Prozessor kann geeignet sein, eine durchschnittliche Migrationspfadlänge der Photonen zu berechnen, die in dem untersuchten Gewebe gestreut werden, und zwar zwischen dem optischen Eingangsanschluss und dem optischen Detektionsanschluss, bevor er den Datensatz bildet.

Der Prozessor kann weiter die Pfadlänge bei der Quantifizierung der Hämoglobinsättigung Y des untersuchten Gewebes einsetzen.

Das optische System kann weiter einen Schmalbanddetektor aufweisen, der angeschlossen ist, um von dem optischen Detektor das Detektorsignal aufzunehmen und ein Gleichstromausgangssignal daraus zu erzeugen.

Das optische System kann weiter mindestens einen Oszillator aufweisen, der mit mindestens einer Lichtquelle verbunden ist. Der Oszillator ist aufgebaut, um eine Trägerwellenform von einer ausgewählten Frequenz zu erzeugen.

Die Lichtquelle erzeugt Licht von sichtbarer oder infraroter Wellenlänge, welches bei der Frequenzintensität moduliert wird, um ein bekanntes Lichtmus ter zu erreichen.

Die Steuervorrichtung ist aufgebaut, um die emittierte Lichtintensität oder die Phasenbeziehung der Muster zu steuern, die gleichzeitig von mehreren Eingangsanschlüssen eingeleitet werden, wobei die eingeleiteten Muster daraus resultierende Strahlung bilden, die einen wesentlichen Gradienten der Photonendichte in mindestens einer Richtung besitzt.

Diese daraus resultierende Strahlung wird gestreut und über die Migrationspfade absorbiert. Der Detektor ist aufgebaut und geeignet, um über die Zeit die daraus resultierende Strahlung zu detektieren, die in dem Gewebe zum Detektionsanschluss gewandert ist.

Der Prozessor ist weiter geeignet, Signale der detektierten resultierenden Strahlung in Beziehung zu der eingeleiteten Strahlung zu verarbeiten, um die Datensätze zu erzeugen, die den Einfluss des untersuchten Gewebes auf den wesentlichen Gradienten der Photonendichte der resultierenden Strahlung anzeigen.

Das optische System kann weiter einen Phasendetektor aufweisen, der aufgebaut ist, um die Phase der detektierten Strahlung zu detektieren und die Phase zum Prozessor zu liefern.

Das optische System kann weiter einen Amplituden-Detektor aufweisen, der aufgebaut ist, um die Amplitude der detektierten Strahlung zu detektieren und die Amplitude zum Prozessor zu liefern.

Das optische System kann aufgebaut sein, wie im US-Patent oder beschrieben. Ein optischer Detektor ist aufgebaut, um über die Zeit Photonen von modifizierten Impulsen zu detektieren, die in dem Gewebe von den Eingangsanschlüssen migriert sind.

Dieses System weist auch eine Analysevorrichtung auf, die mit dem Detektor verbunden ist und geeignet ist, eine Veränderung der Impulswellenform der detektierten Impulse relativ zu den eingeleiteten Impulsen bei der eingesetzten Wellenlänge zu bestimmen.

Der Prozessor erzeugt dann den Datensatz basierend auf der bestimmten Impulswellenformveränderung.

Der Prozessor kann auch aufgebaut und geeignet sein, die effektive Pfadlänge von Photonen mit der Wellenlänge zu berechnen, die zwischen den Eingangs- und Detektionsanschlüssen wandern, und zwar in Verbindung mit der Erzeugung des Datensatzes.

Der Prozessor kann auch aufgebaut und geeignet sein, den Streuungskoeffizienten bei der Wellenlänge in Verbindung mit der Erzeugung des Bilddatensatzes zu berechnen.

Der Prozessor kann auch aufgebaut und geeignet sein, den Absorptionskoeffizienten bei der Wellenlänge in Verbindung mit der Erzeugung des Datensatzes zu berechnen.

Das optische System kann die Lichtquelle verwenden, die relativ lange Lichtimpulse erzeugt, und den Prozessor, der den Datensatz durch Subtrahieren der Amplitude der zwei Impulse formt, die aus zwei Eingangsanschlüssen ausgesandt wurden, die symmetrisch relativ zu einem Detektionsanschluss gelegen sind.

Das optische System kann aufgebaut sein, um Photonen mit zwei Wellenlängen einzuleiten und zu detektieren, die ausgewählt sind, um für einen Gewebebestandteil empfindlich zu sein.

Der Gewebebestandteil kann ein endogenes Pigment oder ein exogenes Pigment sein. Das endogene Pigment kann Hämoglobin sein. Das exogene Pigment kann ein ausgewähltes Kontrastmittel sein.

Das optische System weist auch ein Spektrophotometer mit Lichtquellenmitteln auf, die aufgebaut sind, um eine elektronische Strahlung einer sichtbaren oder infraroten Wellenlänge in das untersuchte Gewebe einzuleiten, und zwar auf einander folgend an den Eingangsanschlüssen, wobei die Wellenlänge für einen Bestandteil des abgebildeten Gewebes empfindlich ist, und Detektormittel, die aufgebaut sind, um an den Detektionsanschlüssen eine Strahlung der ausgewählten Wellenlänge zu detektieren, die in dem Gewebe von den jeweiligen Eingangsanschlüssen gewandert ist.

Das Spektrophotometer weist auch einen Prozessor auf, der angeschlossen ist, um Signale der detektierten Strahlung von den Detektormitteln zu empfangen, und der aufgebaut ist, um ein definiertes räumliches Bild des Gewebes zu erzeugen, indem er effektiv aus den Signalen von der Vielzahl von angeordneten Paaren einer einzigen Quelle und eines einzigen Detektors, eine Aufeinanderfolge von Datensätzen erzeugt, die von einem ausgewählten Blickpunkt aus eine Aufeinanderfolge von räumlichen Bildern des Gewebes darstellen, und einen Bilddatensatz, der sich auf Unterschiede von Daten der aufeinander folgenden Datensätze bezieht.

Nervengewebes zu erzeugen, indem er effektiv aus den Signalen von der Vielzahl von angeordneten Paaren einer einzelnen Quelle und eines einzelnen Detektors einen ersten Datensatz erzeugt, der von einer ausgewählten Ansicht aus ein räumliches Bild des Nervengewebes in Ruhe darstellt, weiter einen zweiten Datensatz, der von der ausgewählten Ansicht aus, ein räumliches Bild des Nervengewebes während der Stimulation darstellt, und einen funktionellen Bilddatensatz, der mit den Unterschieden zwischen den ersten und zweiten Datensätzen über die gesamten Sätze in Beziehung steht.

Die Abbildungsvorrichtung weist eine Anordnung von Quellen von nahezu infraroten oder sichtbaren Photonen und eine Anordnung von Detektoren auf, die positioniert sind, um Photonen von den Quellen folgend auf eine Wanderung von Photonen von den Quellen durch das Gewebe zu empfangen.

Die Abbildungsvorrichtung ermöglicht zahlreiche Auslesungen von migrierten bzw. Um das untersuchte Gewebe zu charakterisieren, kann das Abbildungssystem mehrere Bilder des Blutvolumens, der Hämoglobinoxygenierung, der Hämoglobindeoxygenierung oder Bilder in Beziehung setzen, die empfindlich für ein optisches Kontrastmittel sind, und zwar vor und nach der Stimulation.

Das Abbildungssystem kann auch die Bilder in Beziehung setzen, die über die Zeit ohne eine Stimulation aufgenommen wurden. Die Korrelation der Bilder identifiziert pathologische Geweberegionen oder dysfunktionelle Geweberegionen des Gehirns.

Das optische Modul oder ein assoziierter Satz von Modulen ist so aufgebaut, dass er Licht detektiert, welches in dem Gewebe in unterschiedlichen Tiefen gewandert ist, um 3D-Datensätze zu erzeugen, aus denen Bilddatensätze erzeugt werden können.

Der Prozessor ist geeignet, um den Bilddatensatz durch Einrichten eines Algorithmus zur optischen Tomographie zu erzeugen. Der Algorithmus zur optischen Tomographie setzt vorzugsweise Faktoren ein, die sich auf die bestimmte Wahrscheinlichkeitsverteilung von Photonen beziehen, die dem Streuungscharakter des abgebildeten Gewebes zuzuordnen sind.

Das optische System ist aufgebaut, um den Bilddatensatz aus einem Teil des Kopfes zu bilden. In speziellen Ausführungsbeispielen ist das optische System aufgebaut, um den funktionellen Bilddatensatz von unterhalb der Oberflächenregion des Cortex zu formen.

Der Stimulator ist aufgebaut, um den visuellen Cortex, den cognitiven Cortex, den sensomotorischen Cortex oder das Rückenmarksgewebe zu stimulieren.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Stimulator aufgebaut, um elektrische Signale zu ausgewähltem Gewebe zu liefern, ein elektrisches Feld an das ausgewählte Gewebe anzulegen oder magnetische Signale zu dem ausgewählten Gewebe zu liefern.

Der Gewebebestandteil kann ein endogenes Pigment sein, beispielsweise Hämoglobin, oder ein exogenes Pigment, beispielsweise ein ausgewähltes optisches Kontrastmittel.

Die Quellenmittel, die Detektormittel, die Distanz von Quelle zu Detektor und die Erregungs- und Detektionsrate sind ausgewählt, um zu ermöglichen, dass ein Bilddatensatz in einer kurzen Zeit erhalten wird, beispielsweise innerhalb von Minuten, vorzugsweise innerhalb einer Minute oder weniger.

Jede Quelle ist seitlich gegenüber ihrem Detektor oder ihren Detektoren verschoben oder jeder Detektor ist seitlich gegenüber seiner Quelle oder seinen Quellen verschoben , und zwar auf der Oberfläche eines Objektes mit einer Beabstandung von Seite zu Seite zwischen ungefähr 1 cm und 10 cm vorzugsweise 1,5 cm und 7 cm , um einen bananenförmigen Wahrscheinlichkeitsgradienten der Wanderung von Photonen im Gewebe einzurichten, der sich von der Quelle zum Detektor erstreckt.

Die Erfindung weist auch Verfahren zur Erzeugung eines Bildes aus einem Volumen von lichtstreuendem Gewebe eines lebenden Subjektes bzw.

Bei gewissen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Verfahren wird ein optisches Kontrastmittel oder ein Medikament in den Blutstrom des Subjektes eingeleitet und das Instrument wird eingesetzt, um einen Bilddatensatz für das Gewebe zu erzeugen, während das Kontrastmittel oder das Medikament in dem Blut vorhanden ist, welches in dem Gewebe des Subjektes zirkuliert oder in dem lokalen Gewebe vorhanden ist.

Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und aus den Ansprüchen offensichtlich werden.

Timingdiagramm, welches von dem Abbildungssystem der 3 und 3A verwendet wird. Mit Bezug auf die 1 , 1A , 2 und 2A werden das Gehirngewebe eines Patienten 8 unter Verwendung des Abbildungssystems untersucht, welches mit einem optischen Modul 12 oder 14 verbunden ist.

Die Lichtquellen und die Lichtdetektoren sind angeordnet, um ausgewählte geometrische Muster zu bilden, die eine Vielzahl von Quelle-Detektor-Pfaden der Photonenmigration in dem Gehirngewebe vorsehen.

Ein optisches Untersuchungssystem liefert In-vivo-Optik-Daten des untersuchten Gewebes, und die Daten können verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.

Januar und am Die Laserdioden und die PMTs sind in einem biegbaren gummiartigen Material eingebettet, welches in Kontakt mit der Kopfhaut positioniert ist.

Die in den 3 bis 7 gezeigten optischen Systeme können mit dem optischen Modul 12 oder 14 zur Abbildung des Gehirngewebes mit einer Schnittstelle verbunden sein.

Die optischen Module 12 und 14 haben Paare von optischen Eingangsanschlüssen, die symmetrisch angeordnet sind oder in gleichem Abstand angeordnet sind und zwar relativ zu einem optischen Detektionsanschluss, oder sie haben Paare von optischen Detektionsanschlüssen, die symmetrisch relativ zu einem optischen Eingangsanschluss gelegen sind.

Im Allgemeinen müssen die Anschlüsse jedoch nicht symmetrisch positioniert sein. Die optischen Systeme können die Quellen- oder Detektorverstärkung variieren, um irgendeine Positionsasymmetrie zu berücksichtigen, oder sie können eine ausgewählte Asymmetrie einführen, und zwar durch Einstellung der Quellen- oder Detektorverstärkung.

Weiterhin können die in den 3 bis 7 gezeigten optischen Systeme durch eine Schnittstelle mit zwei identischen optischen Modulen 12 oder 14 verbunden sein, die auf symmetrischem Gehirngewebe gelegen sind, wie bespielsweise auf der rechten Gehirnhälfte und der linken Gehirnhälfte für eine Lateralisierung, d.

Die Vergleichsuntersuchung kann an den individuellen Hirnlappen ausgeführt werden, wie beispielsweise am rechten Temporallappen und am linken Temporallappen, am rechten Okzipitallappen und am linken Okzipitallappen, oder am rechten Parietallappen und dem linken Parietallappen des Gehirns.

Alternativ kann die Vergleichsuntersuchung an symmetrischem Gewebe des gleichen Lappens ausgeführt werden, wie beispielsweise beim Frontallappen.

Mit Bezug auf die 1A und 3 ist ein Phasenanordnungsabbildungssystem bzw. Vier Laserdioden umgeben jedes PMT, wobei eine äquidistante Anordnung gebildet wird beispielsweise können unterschiedliche optische Module Distanzen von 3,5 cm, 7 cm und 10,5 cm verwenden.

Ein Schalter 18 verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Phasenregelkreis 24 mit einem 50 MHz-Einzelseitenbandempfänger 26 verbunden ist.

Jedoch begrenzt diese schmale Bandbreite den Spread bzw. Abfolgezeit für ein gesamtes Bild von 16 Quellendetektorkombinationen ungefähr 1 s sein.

Das System verwendet eine Durchschnittszeit von 1 s. Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent beschrieben. Die Steuervorrichtung 19 leitet auch den Schalter 27 an, um den Detektor 2 mit dem SSB-Empfänger 26 zu verbinden, der Detektionssignale entsprechend den Photonen aufnimmt, die von den Laserdioden 2 und 3 zum Detektor 2 gewandert sind.

Die Dauer von jedem Paar von Lichtblitzen ist ms. Der komplette Satz von Daten für alle Quellendetektorkombinationen wird alle 30 Sekunden aufgenommen.

Ein nicht gezeigter Computer speichert die Phasenwerte und die Amplitudenwerte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen wurden, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind, und setzt diese Werte ein, um Bilder des untersuchten Gewebes zu erzeugen, wie unten beschrieben.

Vor oder nach der oben beschriebenen Messung kann das Phased-Array-Abbildungssystem 15 an einem Modell des Schädels und Gehirngewebes kalibriert werden.

Bei dem Kalibrierungsverfahren wird das optische Modul auf dem Modell angeordnet, und das Abbildungssystem sammelt die Phasendaten und die Amplitudendaten unter Verwendung der Sequenzen, die im Timing- bzw.

Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind. Das Abbildungssystem kann unterschiedliche Modelle mit dem gleichen Streuungskoeffizienten und dem gleichen Absorptionskoeffizienten wie das normale Gehirngewebe haben, wie ein Hirn, das an einem Trauma leidet, welches sich als Hirnödem, zerebrale Kontusion oder intrakranielle Blutung zeigt.

Aufgrund der Natur der sichtbaren oder infraroten optischen Strahlung kann das beschriebene Optikabbildungssystem für die Brustgewebeuntersuchung einer Frau jeden Alters verwendet werden.

Das Modellbild kann später von den Gehirnbildern subtrahiert werden, um das System zu kalibrieren, und auch um die Grenzbedingungen des Lichtes zu berücksichtigen, welches in dem Gewebe wandert.

Alternativ wird das Phased-Array-Abbildungssystem 15 kalibriert, bevor Messdaten aufgenommen werden, und die Verstärkung der Lichtquellen oder der Detektoren wird eingestellt, um ausgewählte Werte zu erhalten.

Ein Schalter 48 verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Wie im Timing- bzw. Gleichzeitig verbindet der Schalter 57 den Detektor 1 D 1 mit den SSB-Empfängern 56 und 56a , um das Detektionssignal entsprechend den Photonen von beiden Wellenlängen aufzunehmen, die in dem untersuchten Gewebe gewandert sind.

Der Phasendetektor 62 liefert die Phase 66 des detektierten nm-Lichtes, und der Phasendetektor 62 liefert die Phase 66a des detektierten nm-Lichtes für die ausgewählte Geometrie.

Dieser Betriebsvorgang wird für alle Kombinationen von Quellen und Detektoren wiederholt, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind.

Ein nicht gezeigter Computer speichert die Phasenwerte und die Amplitudenwerte bei jeder Wellenlänge , die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen sind, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind.

Der Computer verwendet dann die gemessenen Werte, um Abbildungen unter Verwendung von Algorithmen zu erzeugen, die in dem eingeschlossenen Quellencode vorgesehen sind.

Anfänglich nimmt das System schnell Bilder auf, um das interessante Gebiet zu finden, so dass das optische Modul herum bewegt werden kann, um eine optimale Geometrie zu finden.

Sobald diese gefunden wurde, werden die nm-Daten und die nm-Daten d. Dezember veröffentlicht wurde. Das Phased- Array-Abbildungssystem verwendet einen Detektor zum Detektieren von Licht, welches von äquidistanten Quellen ausgesandt wurde, die symmetrisch mit Bezug zum Detektor gelegen sind oder von einer Quelle und mehreren äquidistanten Detektoren, die symmetrisch gelegen sind.

In heterogenem Gewebe wird die 0-Ebene von der geometrischen Mittellinie verschoben. Das System hat eine hohe Empfindlichkeit auf Streuung, vorausgesetzt, dass der Streuungskontrast der gleiche ist, wie der Absorptionskontrast.

Das Amplitudensignal ist etwas weniger nützlich bei der Abbildung, da die Positionsanzeige etwas zweideutig ist, d.

Die Photonendiffusionswellenlänge von ungefähr 10 cm bietet eine Abbildung im "Nahfeld". Das Abbildungssystem kann Lichtquellen von einer oder mehreren optischen Wellenlängen in dem sichtbaren bis infraroten Bereich verwenden, und zwar abhängig von der abzubildenden Charakteristik d.

Sauerstoffversorgung, von einer Verteilung eines Kontrastmittels im Gewebe, von einem absorbierenden Bestandteil des Gewebes, von einem fluoreszierenden Bestandteil des Gewebes oder von anderem.

Das Phasensignal bei der 0-Durchgangsdetektion ist im Wesentlichen ein "überladenes" Rechteckswellensignal. Es ist moderat unempfindlich auf Veränderungen der Signalamplitude, die bei der Abbildung von nahen zu entfernten Quellen-Detektor-Paaren auftreten kann, und ist moderat unempfindlich auf Umgebungslicht.

Mit Bezug auf 4 wird in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Phased-Array-Abbildungssystem anstelle der Abbildungssysteme 15 oder 45 verwendet.

Ein Schalter verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Das Abbildungssystem weist auch einen MHz-Oszillator auf, der das Hochfrequenzsignal zu einem Treiber liefert, der mit dem Phasensplitter verbunden ist.

Der Verstärker liefert ein Detektionssignal zu den Doppelbalancemischern und und zu einem Gleichstromdetektor Der Gleichstromdetektor liefert das Gleichstromsignal Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent 5 beschrieben.

In ähnlicher Weise wie bei den Abbildungssystemen 15 und 45 leitet das Abbildungssystem die Steuervorrichtung an, die Laserdioden und die PMT-Detektoren unter Verwendung des Zeitsteuerdiagramms 40 sequenziell zu steuern.

Der Computer speichert den Phasenwert und den Amplitudenwert, die für jede der Kombinationen gemessen werden, und erzeugt Bilder, die unten beschrieben werden.

Die Trägerwellenformfrequenz wird abhängig von dem Betrieb des Systems ausgewählt. Wenn die Lichtquellen unter Verwendung des Schalters zeitlich gemultiplext werden, dann wird die Trägerwellenform mit einer niedrigeren Frequenz moduliert, beispielsweise mit 30 MHz, um die Schaltzeit aufzubringen.

LD 2 , die Licht mit der gleichen Wellenlänge aussenden, beispielsweise oder nm. Der Personal Computer bzw.

Box , Brooklyn, New York Wenn der auf der anderen Seite liegende tumorfreie Hirnlappen als ein Modell verwendet wird, wird die Sonde auf den gegenüberliegende Lappen übertragen wobei berücksichtigt wird, dass die Sonde auf dem symmetrischen Gewebe unter Berücksichtigung der Gehirnphysiologie angeordnet wird , und dann werden die Bilder aus allen Quelle-Detektor-Kombinationen ausgelesen, um die Gewebebilder zu erhalten.

Es gibt keine Begrenzung für das Multiplexing, so lange wie die Bandbreite von F 1 und F 2 als der begrenzender Zustand in der Systemnormierung erkannt wird.

Somit kann das System die Phase und dann die Amplitude einstellen und diese Einstellungen iterativ wiederholen, und zwar wegen des Amplitudenphasenübersprechens.

Da jedoch die Signalverarbeitung die Bandbreite des Rückkoppelungssystems steuert, ist entweder die PIN-Diode oder die Relaissteuerung der Phase und der Amplitude für die automatische Kompensation durchführbar.

Mit Bezug auf 5 wird in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Phased-Array-Abbildungssystem mit zwei Wellenlängen anstelle der Abbildungssysteme 15 , 45 oder verwendet.

Das Abbildungssystem , welches mit dem optischen Modul 12 verbunden ist in 1A gezeigt mit neun nm-Laserdioden S 1 , S 2 , Das Abbildungssystem setzt einen Mischer ein, der mit einem MHz-Oszillator und einem , MHz-Oszillator verbunden ist alternativ können Oszillatoren verwendet werden, die in dem Bereich von 10— MHz, vorzugsweise in dem Bereich von 50— MHz arbeiten.

Der Mischer liefert ein 25 kHz-Referenzsignal zu einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung Ein Phasendetektor ist mit einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung verbunden, die ein gefiltertes und verstärktes Detektionssignal liefert, und mit einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung , die das Referenzsignal liefert.

Der Phasendetektor , der mit einem Schalter verbunden ist, liefert den detektierten Phasenwert für jede Wellenlänge. Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent 5 beschrieben, der hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Ähnlich wie oben beschrieben steuert die Steuervorrichtung , die mit einem PC verbunden ist, sequentiell die Laserdioden S 1 , S 2 , Gleichzeitig verbindet die Steuervorrichtung eine symmetrisch gelegene PMT unter Verwendung eines Schalters mit dem Filter und der einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung Der Phasendetektor liefert die gemessene Phase.

Das Abbildungssystem setzt das Zeitsteuerdiagramm 40 3B ein; da jedoch das Licht mit zwei Wellenlängen nicht frequenzcodiert ist, werden die Laserdioden S 1 , S 2 , Der Computer speichert die Phasenwerte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen werden, und erzeugt Bilder, wie unten beschrieben.

Mit Bezug auf 6 verwendet in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Amplitudenauslöschungsabbildungssystem ein optisches Modul , wie in 6B gezeigt.

Das optische Modul weist zwölf Lichtquellen S 1 , S 2 , Trennung kann 2,5 cm sein, um eine durchschnittliche Lichteindringung von 1,25 cm zu erzeugen.

Verschiedene Module mit unterschiedlichen Quellen-Detektor-Abständen können verwendet werden, um verschiedene zweidimensionale Bilder von unterschiedlichen Gewebetiefen zu erhalten.

Alternativ kann ein einziges Modul Quellen-Detektor-Kombinationen aufweisen, die unterschiedliche Entfernungen bieten. Die Lichtquellen sind Wolframglühbirnen mit 1 W, die ein nicht moduliertes Breitbandlicht aussenden.

Die Lichtdetektoren sind Siliziumdioden, die jeweils mit einem Interferenzfilter ausgerüstet sind, der ein 10 nm breites Band überträgt, welches bei nm und bei nm zentriert ist.

Die Wellenlängen von nm und nm werden ausgewählt, um Oxyhämoglobin und Deoxyhämoglobin in dem untersuchten Gewebe zu detektieren. Das optische Modul ist mit einer Analogschaltung verbunden, die eine Quellenschaltung aufweist, um die Quellen S1, S2, Im Allgemeinen kann das Abbildungssystem jede Quelle für eine ausgewählte Zeitperiode im Bereich von 10 —6 s bis 0,1 s anschalten AN und ein oder mehrere symmetrisch angeordnete Detektoren werden simultan oder sequentiell angeschaltet, um optische Daten aufzunehmen.

Insbesondere wird eine der Quellen S1, S2, Die eingeleiteten Photonen wandern über bananenförmige Pfade in dem untersuchten Gewebe zu einem Detektionsanschluss.

Der entsprechende Detektor wird ms nach der Quelle ausgelöst und nimmt Licht für ms auf. Eine Detektionschaltung nimmt ein Detektorsignal vom Diodendetektor auf.

Das Abbildungssystem führt eine Datenaufnahme in vier Schritten aus, die durch seinen internen Oszillator synchronisiert werden.

Die Spannung des Kondensators wird auf einen Wert aufgeladen, der, nach ms, die gesamte detektierte Intensität abzüglich des Dunkelpegelrauschsignals darstellt.

Im dritten Schritt werden beide Schalter A und B ausgeschaltet, um sowohl den positiven Einheitsverstärkungsoperationsverstärker als auch den negativen Einheitsverstärkungsoperationsverstärker und zu trennen.

An diesem Punkt wird die Schaltung des Integrators auf Null zurückgesetzt und ist bereit für den ersten Schritt im Detektionszyklus.

Ein Algorithmus steuert die Quellen und Detektoren des optischen Moduls in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben. Das detektierte Dunkelpegelrauschsignal wird digital von der detektierten Intensität des eingeleiteten Lichtes abgezogen.

Die gesammelten Datensätze werden unter Verwendung eines Abbildungsalgorithmus verarbeitet. Der Abbildungsalgorithmus berechnet das Blutvolumen des untersuchten Gewebes für jede Quellen-Detektor-Kombination für jeden Datensatz.

Der Abbildungsalgorithmus kann auch die Oxigenierung des untersuchten Gewebes für jede Quellen-Detektor-Kombination berechnen. Das Blutvolumen oder die Oxigenierungsbilder können von den "Modellbildern" abgezogen werden.

Das Blutvolumenbild kann von dem Oxigenie rungsbild abgezogen werden, um Kongruenzdaten zu erzeugen, um eine Gewebeanomalie zu lokalisieren und zu charakterisieren.

Alternativ verwendet der Computer einen Rückprojektionsalgorithmus, der in der Computertomographie CT bekannt ist, der bezüglich Lichtdiffusion und Brechung und bezüglich der bananenartigen Geometrie modifiziert ist, die von dem optischen Abbildungssystem eingesetzt wird.

In dem optischen Rückprojektionsalgorithmus setzt das auf Wahrscheinlichkeit beruhende Konzept der "Photonenmigrationsdichte" die lineare Beziehung der ballistisch übertragenen Röntgenstrahlen für den Strahl ein, der die Pixel darstellt.

Die Photonenmigrationsdichte bezeichnet eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Photon, welches in den Eingangsanschluss eingeleitet wird, ein spezielles Pixel einnehmen wird und den Detektionsanschluss erreichen wird.

Für unterschiedliche Arten von Gewebe liefert das Phasenmodulationsspektrophotometer die Werte der Streuungs- und Absorptionskoeffizienten, die in den Wahrscheinlichkeitsberechnungen eingesetzt werden.

Bei dem Bildrekonstruktionsprogramm wird die Wahrscheinlichkeit in einen Gewichtungsfaktor übertragen, wenn sie verwendet wird, um die Rückprojektion zu verarbeiten.

Ein Rückprojektionsalgorithmus, der in der Röntgen-Computertomographie bekannt ist, kann verwendet werden. Die Rückprojektion mittelt die Informationswerte aus, die jeder Strahl führt, und zwar mit einer Gewichtung in jedem Pixel.

Ein Gewichtungsalgorithmus zur Erzeugung eines Photonendichtebildes kann in dem oben erwähnten Rückprojektionsrekonstruktionsalgorithmus verwendet werden.

Ein Verfahren zur Korrektur von Trübungen und Brechungen, welches in dem Rückprojektionsalgorithmus verwendet wurde, wurde von S.

Die in dieser Veröffentlichung erwähnten Bezugsschriften bieten weitere Information über die optische Rückprojektionstomographie.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Amplitudenauslöschungsabbildungssystems verwendet das optische Modul 14 , das in 2A gezeigt ist.

Beispielsweise wird die Quelle S1 für eine Periode im Bereich von 10 —6 s bis 0,1 s eingeschaltet. Die Quelle emittiert nicht moduliertes Licht in das untersuchte Gewebe.

Symmetrisch gelegene Detektoren D1 und D11 werden simultan angeschaltet, um eingeleitete Photonen aufzunehmen, die über im Wesentlichen symmetrische Pfade wandern.

Das Abbildungssystem sammelt die Differenzdaten für eine Vielzahl von symmetrischen Photonenmigrationspfaden und erzeugt ein Bild des untersuchten Gewebes.

Das Abbildungssystem kann optische Daten für verschiedene Wellenlängen aufnehmen und Blutvolumenbilder und Blutoxigenierungsbilder für das untersuchte Gewebe erzeugen.

Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem kann auch ein zweites identisches optisches Modul 14 verwenden, welches angeordnet ist, um eine symmetrische Gehirnregion zu untersuchen, beispielsweise den gegenüberliegenden Gehirnlappen.

Das Blutvolumenbild oder das Oxigenierungsbild, die für die zwei symmetrischen Gehirnregionen aufgenommen wurden, können subtrahiert werden, um ein Differentialbild zu erzeugen, welches weiter eine Gewebeanomalie betonen wird, die in einer Gehirnregion gelegen ist.

Alternativ verwendet das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem ein Licht, welches bei Frequenzen im Bereich von 0,1 bis kHz moduliert wird. Das System setzt den oben beschriebenen Algorithmus ein, jedoch senden die Lichtquellen frequenzmoduliertes Licht aus, und die Detektoren, die jeweils mit einem Lock-in-Verstärker verbunden sind, detektieren Licht, welches mit der gleichen Frequenz moduliert ist.

Die detektierten Lichtintensitäten werden in der gleichen Weise verarbeitet, wie oben beschrieben, um das untersuchte Gewebe abzubilden.

Die 7 , 7A und 7B zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Kühlmoduls, welches mit einer Breitbandlichtquelle oder mit Lichtführungen verwendet wird, wo sie nahe an der Haut positioniert werden.

Bei dieser Anordnung wird Wärme aufgenommen, die oft eine unangenehme Temperatur verursacht. Das Kühlmodul weist einen Ventilator und einen Satz von Luftdurchlässen auf.

In einer ähnlichen Konstruktion werden zwei Ventilatoren auf jeder Seite von einer oder mehreren Lichtquellen bzw. Birnen angeordnet, um einen "offenen Rahmen" zu bilden, so dass die Ventilatoren nicht nur auf die Lichtquellen, sondern auch auf die Haut selbst blasen.

Das Kühlmodul ermöglicht eine Leistungssteigerung der Lichtquellen, jedoch keine Steigerung der Wärme auf der Haut selbst, welche unter komfortablen Bedingungen bleibt.

Die Lichtführungen liefern Licht und Wärme auf die Haut. Ein Kühlring weist einen Lufteinlass und einen Satz von Luftdurchlässen oder Strahlen auf, um einen Luftfluss auf die Bestrahlungsstelle vorzusehen.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet die Vorteile der Lichtbarriere und ermöglicht die Anwendung von höheren Lichtintensitäten.

Druckluft kann auch verwendet werden. Die Intensitätsregelungen zur Lieferung von kontinuierlichem anderenfalls nicht kohärentem Licht auf die Haut hängen oft von dem Temperaturanstieg auf der Haut selbst ab.

Unter Bedingungen von verlängerter Beleuchtung, auch mit niedrigem Niveau, kann die Haut unkomfortabel warm werden und es können sich Blasen bilden.

Der Effekt der Kühlluft ist nicht nur die Konvektion von warmer Luft weg von der Haut sondern verbessert auch die Verdampfung der Perspiration aus der Haut.

Mit Bezug auf 8 wird ein Amplitudenauslöschungsabbildungssystem anstelle der Abbildungssysteme 15 , 45 , , oder verwendet. Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem mit zwei Wellenlängen ist mit dem optischen Modul 14 verbunden, welches in 2A gezeigt ist, und weist vier nm-Laserdioden S 1 , S 2 , S 3 und S 4 , vier nm-Laserdioden S 1a , S 2a , S 3a und S 4a und einundzwanzig Siliziumdiodendetektoren D 1 , D 2 , Jeder Detektor ist mit einem Vorverstärker und einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung verbunden, die anfänglich zur Kalibrierung verwendet werden können.

Ein Computer speichert die detektierten Werte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen wurden, unter Verwendung von Algorithmen, die in dem eingeschlossenen Quellencode eingesetzt werden.

Der Computer erzeugt auch unten beschriebene Bilder. Eine andere Art einer Amplitudendetektionsschaltung wurde in den 11 bis 13 und in der entsprechenden Beschreibung des US-Patentes 5 beschrieben.

Die Schaltungskonfiguration für ein Element des Abbildungssystems , d. Die Lichtintensitäten, die für die symmetrischen Stellen detektiert werden, werden in digitaler oder analoger Weise subtrahiert.

Der Computer speichert alle Daten, die für die zwei Wellenlängen detektiert wurden, zur Erzeugung von Gewebebildern. Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem wird auf ein Gewebemodell durch Detektion von Signalen für die einzelnen Quellen-Detektor- Kombinationen und durch geeignete Normalisierung des detektierten Signals unter Verwendung der AGC-Steuerung normalisiert.

Wie oben beschrieben, kann das Grundlinienbild auch auf einer symmetrischen Geweberegion aufgenommen werden, wie beispielsweise das gegenüberliegende Gehirngewebe für eine Gehirngewebeuntersuchung oder das gegenüberliegende Gewebe im Allgemeinen für irgendeine Gewebeuntersuchung.

Der Normalisierungsprozess kann mehrere Male wiederholt werden, um Drift bzw. Abweichungen in den einzelnen Elementen zu berücksichtigen.

Während des Messverfahrens kann der PC die Verstärkung von jeder AGC basierend auf den Kalibrierungswerten einstellen, die nur die elektronische Abweichung berücksichtigen.

Dann wird das fehlerhafte Bild bzw. Krankheitsbild von dem Grundlinienbild des untersuchten Gewebes abgezogen.

Während die Messdaten auf dem untersuchten Gewebe gesammelt werden, wird alternativ das gemessene Bild von dem Grundlinienbild subtrahiert, um das Gewebebild zu erzeugen, welches irgendwelche Gewebeinhomogenitäten aufweist, wie beispielsweise einen Tumor oder eine Blutung.

Das Amplitudenauslöschungssystem weist einundzwanzig Oszillatoren auf, die mit Frequenzen in dem Bereich von 1 kHz bis kHz arbeiten. Jeder Oszillator treibt eine Lichtquelle beispielsweise eine Laserdiode oder LED an, die ein intensitätsmodelliertes Licht in das untersuchte Gewebe aussendet.

Jeder Lichtdetektor beispielsweise ein Fotomultiplier, ein Avalanche-Photodioden-PlN-Detektor oder ein Siliziumdetektor detektiert das intensitätsmodellierte Licht und liefert ein Detektorsignal zu einem Verstärker Das verstärkte Detektorsignal wird zu einem Verarbeitungskanal geliefert, der einen Bandpassfilter , eine AGC , einen Lock-in-Verstärker und einen Filter aufweist.

Der Lock-in-Verstärker nimmt das verstärkte Signal und ein Referenzsignal vom Oszillator auf. Der Lock-in-Verstärker liefert ein Amplitudensignal an den Filter Der Verarbeitungskanal kann ein analoger Kanal oder ein digitaler Kanal sein.

In dem Amplitudenauslöschungssystem senden alle Lichtquellen Licht zur gleichen Zeit in eine ausgewählte Geweberegion aus.

Um die modulierten Lichtsignale aufzulösen und sie den einzelnen Lichtquellen zuzuordnen, arbeiten die Oszillatoren mit Frequenzen von 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz, Die Filter und sind ausgelegt, um nur das Detektionssignal von einer ausgewählten Lichtquelle zu liefern, und der Lock-in-Verstärker liefert die Amplitude des Signals mit der ausgewählten Frequenz.

Die Bilder werden verarbeitet, wie oben beschrieben. Weiterhin können die Quellen und Detektoren verschiedene 1-dimensionale, 1,5-dimensionale oder 2-dimensionale Anordnungen bilden, wie in den oben erwähnten Schriften beschrieben.

Vor der Untersuchung einer ausgewählten Hirnregion wird die Abbildungsvorrichtung zuerst an einem Hirnmodell kalibriert.

Während der Untersuchung hält der Patient oder ein Assistent die optische Sonde 12 über einen festgelegten Teil des Kopfes.

Die spiegelbildliche Region auf der kontralateralen bzw. Die Bilder können aufgenommen werden, indem Vorteil aus Vor- bzw. Die optischen Bilder wurden unter Verwendung eines Rückprojektionsalgorithmus mit oder ohne Korrektur bezügliche einer nicht ballistischen Photonenfortpflanzung erzeugt d.

Gewebeabsorption oder Gewebestreuung , wie im Anhang A5 vorgesehen. Die Bilder können in dem Format der Daten aus der linken Gehirnhälfte abzüglich der Modelldaten, den Daten der rechten Gehirnhälfte abzüglich der Modelldaten für jede Wellenlänge beispielsweise und nm angezeigt werden.

Von dieser Wirkung profitieren auch Kinder, die unter einer Lernschwäche, Aufmerksamkeitsstörung oder Ähnlichem leiden.

Eine weitere Besonderheit des Krillöls ist sein bemerkenswert hoher Anteil an Astaxanthin. Welche Auswirkungen dieses starke Antioxidans hat, ist Ihnen ja bereits bekannt.

Stehen harte Zeiten bevor, die vom Gehirn eine ganz besondere Leistung verlangen — wie z. L-Tyrosin ist eine Aminosäure , die im Körper u.

Je mehr Tyrosin vorhanden ist, umso mehr Dopamin kann gebildet werden. Es verbessert die Denkleistung, die Konzentrationsfähigkeit sowie die Reaktionsschnelligkeit.

Durch L-Tyrosin werden also jene Fähigkeiten optimiert und gefördert, die als Garanten für Erfolg und hervorragende Ergebnisse gelten.

Lesen Sie dazu auch: Die Gesundheit des Darms und die des Gehirns stehen in unmittelbarem Zusammenhang. Bezeichnend dafür ist die Tatsache, dass mindesten 40 Nervenbotenstoffe, zu denen auch das Glückshormon Serotonin zählt, im Darm produziert und deren Aussendung von dort aus gesteuert werden.

Über diese Botenstoffe kommunizieren beide Bereiche ständig miteinander, so dass der Darm stets weiss, was im Gehirn gerade passiert und umgekehrt.

Nicht umsonst wird dieser Bereich auch als Darmhirn bezeichnet. Jeder kennt die Auswirkungen von Gefühlen wie Angst oder Aufregung, die im Gehirn ihren Ursprung haben, das Verdauungssystem jedoch reagieren lassen.

Genau so kann in umgekehrter Reihenfolge eine entzündliche Darmerkrankung auch im Gehirn Entzündungen auslösen und dort neurologische Prozesse beeinträchtigen.

Aus diesem Grund sollte zur Leistungssteigerung des Gehirns auch stets die Darmgesundheit berücksichtigt werden. Heutzutage verfügen nur noch wenige Menschen über eine gesunde Darmflora.

Symptome wie Blähungen , Verstopfung und Durchfall sind fast schon "normal" und auch von Pilzinfektionen , wie beispielsweise dem Candida albicans, sind immer mehr Menschen betroffen.

Die Auslöser dieser Symptome sind vielfältig, die Auswirkungen jedoch relativ ähnlich. Alle Symptome belasten letztlich den ganzen Körper.

Besonders betroffen sind jedoch die Leber, das Immunsystem und schliesslich auch das Gehirn. Aus diesem Grund ist es ratsam, im Zuge der" Instandsetzung des Denkvermögens" ebenso die Gesundheit des Darmes in Augenschein zu nehmen.

Ohne einen gesunden Darm kann auch das Gehirn nicht optimal arbeiten. Daher empfehlen wir, regelmässig 1 bis 2 x jährlich eine Darmreinigung durchzuführen.

Unabhängig davon können Sie jedoch bereits jetzt damit beginnen, Ihrem Darm die dringend benötigten guten Bakterien zuzuführen, die bei allen oben erwähnte Symptomen zwangsläufig nicht in ausreichender Menge vorhanden sein können.

Die positiven Auswirkungen einer Darmreinigung oder einer Probiotika -Einnahme werden Sie natürlich auch in einer verbesserten Leistungsfähigkeit Ihres Gehirns wahrnehmen.

Und noch eine positive Nachricht: Je stärker Ihre Darmflora wird, umso schneller und vollständiger kann Ihr Darm die oben aufgeführten wundervollen Hilfsmittel zur Leistungssteigerung Ihres Gehirns aufnehmen und an ihren Zielort transportieren.

Gesunde Ernährung ist Ihre Leidenschaft? Sie lieben die basenüberschüssige, naturbelassene Ernährung? Sie möchten gerne die Zusammenhänge zwischen unserer Nahrung und unserer Gesundheit aus ganzheitlicher Sicht verstehen?

Wenn Sie mehr über das Fernstudium an der Akademie der Naturheilkunde wissen möchten, dann erfahren Sie hier alle Details sowie Feedbacks von aktuellen und ehemaligen TeilnehmerInnen.

Wir haben uns immer sehr über Ihre Kommentare gefreut. Da uns die Ressourcen fehlen, um auf alle Ihre Fragen und Anmerkungen gebührend einzugehen, haben wir uns entschieden, die Kommentarfunktion zu deaktivieren.

Vitamin B12 wird in nur winzigen Mengen benötigt, ist aber dennoch ein äusserst wichtiges Vitamin. Steht eine Prüfung an?

Erfordert Ihr Job Kopfarbeit? Lässt Ihre Stimmung zu wünschen übrig? Kurkumin ist die Substanz, die dem Gewürz Kurkuma seine intensiv orange-gelbe Farbe verleiht.

Doch Kurkumin ist weitaus mehr als nur ein Farbgeber. Krill-Öl stammt aus den klarsten und kältesten Gewässern der Antarktis. Je älter man wird, umso anfälliger wird das Gehirn für chronische Entzündungsprozesse.

Sport und Fitness Tyrosin:

Du solltest dich auch nicht länger als eine Stunde mit einer Sache beschäftigen, bevor du eine Weile etwas anderes tust.

Wenn du in dieser einen Stunde nicht fertig wirst, nimm dir später Zeit, um daran weiter zu arbeiten. Man sagt immer, Lachen ist die beste Medizin, es stimuliert jedoch auch verschiedene Bereiche des Hirns, wodurch man weiter und freier denken kann.

Stress ist etwas, das die Leistung des Gehirns behindert und einschränkt. Ziehe dir einen witzigen Bildschirmhintergrund auf deinen Computer oder lies etwas Witziges, während du lernst.

Sieh es dir ab und zu wieder an, um erneut zu lachen. Iss Lebensmittel, die das Gehirn fördern. Es gibt viele verschiedene Nahrungsmittel, die deine Hirnleistung steigern können.

Diese Lebensmittel dämpfen die Abläufe im Gehirn und machen dich dumpf und lasch. Probiere es mit Lebensmitteln, die viel Omega-3 Fettsäure enthalten, wie Walnüsse und Lachs iss diesen jedoch nur spärlich, da er möglicherweise viel Quecksilber enthalten kann , gemahlene Leinsamen, Kürbis, Kidney- und Pintobohnen, Spinat, Brokkoli, Kürbiskerne und Sojabohnen.

Omega-3 Fettsäuren verbessern die Durchblutung und steigern die Funktion von Neurotransmittern, die die Abläufe im Hirn und das Denken fördern.

Magnesiumhaltige Lebensmittel sind wichtig wie Kichererbsen , da sie bei der Nachrichtenübermittlung im Hirn helfen.

Wissenschaftler haben den Verzehr von Blaubeeren mit schnellerem Lernen, besserem Denken und besserer Gedächtnisfunktion in Verbindung bringen können.

Cholin, das in Gemüse wie Brokkoli und Blumenkohl vorkommt, hat das Potential, beim Wachstum neuer Hirnzellen und Fördern der Intelligenz bei älteren Erwachsenen zu helfen.

Wenn du nicht genügend schläfst, beeinträchtigt das sämtliche Hirnfunktionen. Kreativität, Denken und kognitive Funktionen, Problemlösung und Gedächtnis sind von genügend Schlaf abhängig.

Besonders für die Gedächtnisfunktion ist Schlaf wichtig, achte daher darauf, dass du Tiefschlafphasen bekommst, damit dein Gedächtnis Informationen verarbeiten kann.

Schalte elektronische Geräte mindestens 30 Minuten vor dem Schlafengehen aus. Das bedeutet Handy, Computer, iPod, etc. Andernfalls ist das Gehirn noch überstimuliert, wenn du zu schlafen versuchst und du kannst Schwierigkeiten beim Einschlafen und Erreichen der notwendigen Schlafstadien bekommen.

Erwachsene sollten mindestens acht Stunden Schlaf bekommen. Sport kann die Sauerstoffzufuhr zum Gehirn erhöhen, wodurch es besser verarbeitet und funktioniert.

Es werden auch chemische Stoffe ausgeschüttet, die deine gesamte Laune verbessern und die Hirnzellen schützen. Wissenschaftler haben festgestellt, dass Sport tatsächlich die Neuronenproduktion im Gehirn anregt.

Du musst deinen Körper synchron zur Musik bewegen. Meditation, vor allem bewusste Meditation, kann das Gehirn trainieren, damit es besser funktioniert und bestimmte negative Neuropfade nicht beschreitet.

Meditation reduziert Stress wodurch das Gehirn besser funktioniert , steigert jedoch auch die Gedächtnisleistung. Konzentriere dich auf deine Atmung.

Wenn du feststellst, dass dein Geist umherzuwandern beginnt, konzentriere dich einfach wieder auf deine Atmung. Wenn du beim Meditieren besser wirst, kannst du auch registrieren, was um dich herum passiert.

Du kannst auch Bewusstheitstraining machen, wenn du zum Beispiel duschst und dich auf das Gefühl des Wassers, den Duft des Shampoos, etc.

Dies hilf, deine Aufmerksamkeit zu erhalten und verstärkt das bewusste Erleben des Moments. Daher solltest du den ganzen Tag lang mindestens acht ml Gläser Wasser trinken.

Auch Obst- und Gemüsesäfte zu trinken, ist gut. Polyphenole, die Antioxidantien in Früchten und Gemüse, können helfen, Gehirnzellen vor Schäden zu schützen und ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten.

Chronischer Stress kann Hirnzellen zerstören und den Hippocampus schädigen, den Teil des Hirns, der alte Erinnerungen aufbewahrt und neue formatiert.

Den richtigen Umgang mit Stress zu erlernen, ist unglaublich wichtig, da es unmöglich ist, ihn ganz aus dem Leben zu entfernen.

Ein optisches Untersuchungssystem liefert In-vivo-Optik-Daten des untersuchten Gewebes, und die Daten können verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.

Januar und am Die Laserdioden und die PMTs sind in einem biegbaren gummiartigen Material eingebettet, welches in Kontakt mit der Kopfhaut positioniert ist.

Die in den 3 bis 7 gezeigten optischen Systeme können mit dem optischen Modul 12 oder 14 zur Abbildung des Gehirngewebes mit einer Schnittstelle verbunden sein.

Die optischen Module 12 und 14 haben Paare von optischen Eingangsanschlüssen, die symmetrisch angeordnet sind oder in gleichem Abstand angeordnet sind und zwar relativ zu einem optischen Detektionsanschluss, oder sie haben Paare von optischen Detektionsanschlüssen, die symmetrisch relativ zu einem optischen Eingangsanschluss gelegen sind.

Im Allgemeinen müssen die Anschlüsse jedoch nicht symmetrisch positioniert sein. Die optischen Systeme können die Quellen- oder Detektorverstärkung variieren, um irgendeine Positionsasymmetrie zu berücksichtigen, oder sie können eine ausgewählte Asymmetrie einführen, und zwar durch Einstellung der Quellen- oder Detektorverstärkung.

Weiterhin können die in den 3 bis 7 gezeigten optischen Systeme durch eine Schnittstelle mit zwei identischen optischen Modulen 12 oder 14 verbunden sein, die auf symmetrischem Gehirngewebe gelegen sind, wie bespielsweise auf der rechten Gehirnhälfte und der linken Gehirnhälfte für eine Lateralisierung, d.

Die Vergleichsuntersuchung kann an den individuellen Hirnlappen ausgeführt werden, wie beispielsweise am rechten Temporallappen und am linken Temporallappen, am rechten Okzipitallappen und am linken Okzipitallappen, oder am rechten Parietallappen und dem linken Parietallappen des Gehirns.

Alternativ kann die Vergleichsuntersuchung an symmetrischem Gewebe des gleichen Lappens ausgeführt werden, wie beispielsweise beim Frontallappen.

Mit Bezug auf die 1A und 3 ist ein Phasenanordnungsabbildungssystem bzw. Vier Laserdioden umgeben jedes PMT, wobei eine äquidistante Anordnung gebildet wird beispielsweise können unterschiedliche optische Module Distanzen von 3,5 cm, 7 cm und 10,5 cm verwenden.

Ein Schalter 18 verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Phasenregelkreis 24 mit einem 50 MHz-Einzelseitenbandempfänger 26 verbunden ist.

Jedoch begrenzt diese schmale Bandbreite den Spread bzw. Abfolgezeit für ein gesamtes Bild von 16 Quellendetektorkombinationen ungefähr 1 s sein.

Das System verwendet eine Durchschnittszeit von 1 s. Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent beschrieben. Die Steuervorrichtung 19 leitet auch den Schalter 27 an, um den Detektor 2 mit dem SSB-Empfänger 26 zu verbinden, der Detektionssignale entsprechend den Photonen aufnimmt, die von den Laserdioden 2 und 3 zum Detektor 2 gewandert sind.

Die Dauer von jedem Paar von Lichtblitzen ist ms. Der komplette Satz von Daten für alle Quellendetektorkombinationen wird alle 30 Sekunden aufgenommen.

Ein nicht gezeigter Computer speichert die Phasenwerte und die Amplitudenwerte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen wurden, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind, und setzt diese Werte ein, um Bilder des untersuchten Gewebes zu erzeugen, wie unten beschrieben.

Vor oder nach der oben beschriebenen Messung kann das Phased-Array-Abbildungssystem 15 an einem Modell des Schädels und Gehirngewebes kalibriert werden.

Bei dem Kalibrierungsverfahren wird das optische Modul auf dem Modell angeordnet, und das Abbildungssystem sammelt die Phasendaten und die Amplitudendaten unter Verwendung der Sequenzen, die im Timing- bzw.

Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind. Das Abbildungssystem kann unterschiedliche Modelle mit dem gleichen Streuungskoeffizienten und dem gleichen Absorptionskoeffizienten wie das normale Gehirngewebe haben, wie ein Hirn, das an einem Trauma leidet, welches sich als Hirnödem, zerebrale Kontusion oder intrakranielle Blutung zeigt.

Aufgrund der Natur der sichtbaren oder infraroten optischen Strahlung kann das beschriebene Optikabbildungssystem für die Brustgewebeuntersuchung einer Frau jeden Alters verwendet werden.

Das Modellbild kann später von den Gehirnbildern subtrahiert werden, um das System zu kalibrieren, und auch um die Grenzbedingungen des Lichtes zu berücksichtigen, welches in dem Gewebe wandert.

Alternativ wird das Phased-Array-Abbildungssystem 15 kalibriert, bevor Messdaten aufgenommen werden, und die Verstärkung der Lichtquellen oder der Detektoren wird eingestellt, um ausgewählte Werte zu erhalten.

Ein Schalter 48 verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Wie im Timing- bzw. Gleichzeitig verbindet der Schalter 57 den Detektor 1 D 1 mit den SSB-Empfängern 56 und 56a , um das Detektionssignal entsprechend den Photonen von beiden Wellenlängen aufzunehmen, die in dem untersuchten Gewebe gewandert sind.

Der Phasendetektor 62 liefert die Phase 66 des detektierten nm-Lichtes, und der Phasendetektor 62 liefert die Phase 66a des detektierten nm-Lichtes für die ausgewählte Geometrie.

Dieser Betriebsvorgang wird für alle Kombinationen von Quellen und Detektoren wiederholt, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind.

Ein nicht gezeigter Computer speichert die Phasenwerte und die Amplitudenwerte bei jeder Wellenlänge , die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen sind, die im Zeitsteuerdiagramm 40 gezeigt sind.

Der Computer verwendet dann die gemessenen Werte, um Abbildungen unter Verwendung von Algorithmen zu erzeugen, die in dem eingeschlossenen Quellencode vorgesehen sind.

Anfänglich nimmt das System schnell Bilder auf, um das interessante Gebiet zu finden, so dass das optische Modul herum bewegt werden kann, um eine optimale Geometrie zu finden.

Sobald diese gefunden wurde, werden die nm-Daten und die nm-Daten d. Dezember veröffentlicht wurde. Das Phased- Array-Abbildungssystem verwendet einen Detektor zum Detektieren von Licht, welches von äquidistanten Quellen ausgesandt wurde, die symmetrisch mit Bezug zum Detektor gelegen sind oder von einer Quelle und mehreren äquidistanten Detektoren, die symmetrisch gelegen sind.

In heterogenem Gewebe wird die 0-Ebene von der geometrischen Mittellinie verschoben. Das System hat eine hohe Empfindlichkeit auf Streuung, vorausgesetzt, dass der Streuungskontrast der gleiche ist, wie der Absorptionskontrast.

Das Amplitudensignal ist etwas weniger nützlich bei der Abbildung, da die Positionsanzeige etwas zweideutig ist, d.

Die Photonendiffusionswellenlänge von ungefähr 10 cm bietet eine Abbildung im "Nahfeld". Das Abbildungssystem kann Lichtquellen von einer oder mehreren optischen Wellenlängen in dem sichtbaren bis infraroten Bereich verwenden, und zwar abhängig von der abzubildenden Charakteristik d.

Sauerstoffversorgung, von einer Verteilung eines Kontrastmittels im Gewebe, von einem absorbierenden Bestandteil des Gewebes, von einem fluoreszierenden Bestandteil des Gewebes oder von anderem.

Das Phasensignal bei der 0-Durchgangsdetektion ist im Wesentlichen ein "überladenes" Rechteckswellensignal. Es ist moderat unempfindlich auf Veränderungen der Signalamplitude, die bei der Abbildung von nahen zu entfernten Quellen-Detektor-Paaren auftreten kann, und ist moderat unempfindlich auf Umgebungslicht.

Mit Bezug auf 4 wird in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Phased-Array-Abbildungssystem anstelle der Abbildungssysteme 15 oder 45 verwendet.

Ein Schalter verbindet die Laserdioden S 1 , S 2 , Das Abbildungssystem weist auch einen MHz-Oszillator auf, der das Hochfrequenzsignal zu einem Treiber liefert, der mit dem Phasensplitter verbunden ist.

Der Verstärker liefert ein Detektionssignal zu den Doppelbalancemischern und und zu einem Gleichstromdetektor Der Gleichstromdetektor liefert das Gleichstromsignal Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent 5 beschrieben.

In ähnlicher Weise wie bei den Abbildungssystemen 15 und 45 leitet das Abbildungssystem die Steuervorrichtung an, die Laserdioden und die PMT-Detektoren unter Verwendung des Zeitsteuerdiagramms 40 sequenziell zu steuern.

Der Computer speichert den Phasenwert und den Amplitudenwert, die für jede der Kombinationen gemessen werden, und erzeugt Bilder, die unten beschrieben werden.

Die Trägerwellenformfrequenz wird abhängig von dem Betrieb des Systems ausgewählt. Wenn die Lichtquellen unter Verwendung des Schalters zeitlich gemultiplext werden, dann wird die Trägerwellenform mit einer niedrigeren Frequenz moduliert, beispielsweise mit 30 MHz, um die Schaltzeit aufzubringen.

LD 2 , die Licht mit der gleichen Wellenlänge aussenden, beispielsweise oder nm. Der Personal Computer bzw. Box , Brooklyn, New York Wenn der auf der anderen Seite liegende tumorfreie Hirnlappen als ein Modell verwendet wird, wird die Sonde auf den gegenüberliegende Lappen übertragen wobei berücksichtigt wird, dass die Sonde auf dem symmetrischen Gewebe unter Berücksichtigung der Gehirnphysiologie angeordnet wird , und dann werden die Bilder aus allen Quelle-Detektor-Kombinationen ausgelesen, um die Gewebebilder zu erhalten.

Es gibt keine Begrenzung für das Multiplexing, so lange wie die Bandbreite von F 1 und F 2 als der begrenzender Zustand in der Systemnormierung erkannt wird.

Somit kann das System die Phase und dann die Amplitude einstellen und diese Einstellungen iterativ wiederholen, und zwar wegen des Amplitudenphasenübersprechens.

Da jedoch die Signalverarbeitung die Bandbreite des Rückkoppelungssystems steuert, ist entweder die PIN-Diode oder die Relaissteuerung der Phase und der Amplitude für die automatische Kompensation durchführbar.

Mit Bezug auf 5 wird in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Phased-Array-Abbildungssystem mit zwei Wellenlängen anstelle der Abbildungssysteme 15 , 45 oder verwendet.

Das Abbildungssystem , welches mit dem optischen Modul 12 verbunden ist in 1A gezeigt mit neun nm-Laserdioden S 1 , S 2 , Das Abbildungssystem setzt einen Mischer ein, der mit einem MHz-Oszillator und einem , MHz-Oszillator verbunden ist alternativ können Oszillatoren verwendet werden, die in dem Bereich von 10— MHz, vorzugsweise in dem Bereich von 50— MHz arbeiten.

Der Mischer liefert ein 25 kHz-Referenzsignal zu einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung Ein Phasendetektor ist mit einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung verbunden, die ein gefiltertes und verstärktes Detektionssignal liefert, und mit einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung , die das Referenzsignal liefert.

Der Phasendetektor , der mit einem Schalter verbunden ist, liefert den detektierten Phasenwert für jede Wellenlänge. Diese Phasendetektionsschaltung wurde im US-Patent 5 beschrieben, der hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Ähnlich wie oben beschrieben steuert die Steuervorrichtung , die mit einem PC verbunden ist, sequentiell die Laserdioden S 1 , S 2 , Gleichzeitig verbindet die Steuervorrichtung eine symmetrisch gelegene PMT unter Verwendung eines Schalters mit dem Filter und der einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung Der Phasendetektor liefert die gemessene Phase.

Das Abbildungssystem setzt das Zeitsteuerdiagramm 40 3B ein; da jedoch das Licht mit zwei Wellenlängen nicht frequenzcodiert ist, werden die Laserdioden S 1 , S 2 , Der Computer speichert die Phasenwerte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen werden, und erzeugt Bilder, wie unten beschrieben.

Mit Bezug auf 6 verwendet in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Amplitudenauslöschungsabbildungssystem ein optisches Modul , wie in 6B gezeigt.

Das optische Modul weist zwölf Lichtquellen S 1 , S 2 , Trennung kann 2,5 cm sein, um eine durchschnittliche Lichteindringung von 1,25 cm zu erzeugen.

Verschiedene Module mit unterschiedlichen Quellen-Detektor-Abständen können verwendet werden, um verschiedene zweidimensionale Bilder von unterschiedlichen Gewebetiefen zu erhalten.

Alternativ kann ein einziges Modul Quellen-Detektor-Kombinationen aufweisen, die unterschiedliche Entfernungen bieten. Die Lichtquellen sind Wolframglühbirnen mit 1 W, die ein nicht moduliertes Breitbandlicht aussenden.

Die Lichtdetektoren sind Siliziumdioden, die jeweils mit einem Interferenzfilter ausgerüstet sind, der ein 10 nm breites Band überträgt, welches bei nm und bei nm zentriert ist.

Die Wellenlängen von nm und nm werden ausgewählt, um Oxyhämoglobin und Deoxyhämoglobin in dem untersuchten Gewebe zu detektieren.

Das optische Modul ist mit einer Analogschaltung verbunden, die eine Quellenschaltung aufweist, um die Quellen S1, S2, Im Allgemeinen kann das Abbildungssystem jede Quelle für eine ausgewählte Zeitperiode im Bereich von 10 —6 s bis 0,1 s anschalten AN und ein oder mehrere symmetrisch angeordnete Detektoren werden simultan oder sequentiell angeschaltet, um optische Daten aufzunehmen.

Insbesondere wird eine der Quellen S1, S2, Die eingeleiteten Photonen wandern über bananenförmige Pfade in dem untersuchten Gewebe zu einem Detektionsanschluss.

Der entsprechende Detektor wird ms nach der Quelle ausgelöst und nimmt Licht für ms auf. Eine Detektionschaltung nimmt ein Detektorsignal vom Diodendetektor auf.

Das Abbildungssystem führt eine Datenaufnahme in vier Schritten aus, die durch seinen internen Oszillator synchronisiert werden.

Die Spannung des Kondensators wird auf einen Wert aufgeladen, der, nach ms, die gesamte detektierte Intensität abzüglich des Dunkelpegelrauschsignals darstellt.

Im dritten Schritt werden beide Schalter A und B ausgeschaltet, um sowohl den positiven Einheitsverstärkungsoperationsverstärker als auch den negativen Einheitsverstärkungsoperationsverstärker und zu trennen.

An diesem Punkt wird die Schaltung des Integrators auf Null zurückgesetzt und ist bereit für den ersten Schritt im Detektionszyklus. Ein Algorithmus steuert die Quellen und Detektoren des optischen Moduls in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben.

Das detektierte Dunkelpegelrauschsignal wird digital von der detektierten Intensität des eingeleiteten Lichtes abgezogen. Die gesammelten Datensätze werden unter Verwendung eines Abbildungsalgorithmus verarbeitet.

Der Abbildungsalgorithmus berechnet das Blutvolumen des untersuchten Gewebes für jede Quellen-Detektor-Kombination für jeden Datensatz.

Der Abbildungsalgorithmus kann auch die Oxigenierung des untersuchten Gewebes für jede Quellen-Detektor-Kombination berechnen.

Das Blutvolumen oder die Oxigenierungsbilder können von den "Modellbildern" abgezogen werden. Das Blutvolumenbild kann von dem Oxigenie rungsbild abgezogen werden, um Kongruenzdaten zu erzeugen, um eine Gewebeanomalie zu lokalisieren und zu charakterisieren.

Alternativ verwendet der Computer einen Rückprojektionsalgorithmus, der in der Computertomographie CT bekannt ist, der bezüglich Lichtdiffusion und Brechung und bezüglich der bananenartigen Geometrie modifiziert ist, die von dem optischen Abbildungssystem eingesetzt wird.

In dem optischen Rückprojektionsalgorithmus setzt das auf Wahrscheinlichkeit beruhende Konzept der "Photonenmigrationsdichte" die lineare Beziehung der ballistisch übertragenen Röntgenstrahlen für den Strahl ein, der die Pixel darstellt.

Die Photonenmigrationsdichte bezeichnet eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Photon, welches in den Eingangsanschluss eingeleitet wird, ein spezielles Pixel einnehmen wird und den Detektionsanschluss erreichen wird.

Für unterschiedliche Arten von Gewebe liefert das Phasenmodulationsspektrophotometer die Werte der Streuungs- und Absorptionskoeffizienten, die in den Wahrscheinlichkeitsberechnungen eingesetzt werden.

Bei dem Bildrekonstruktionsprogramm wird die Wahrscheinlichkeit in einen Gewichtungsfaktor übertragen, wenn sie verwendet wird, um die Rückprojektion zu verarbeiten.

Ein Rückprojektionsalgorithmus, der in der Röntgen-Computertomographie bekannt ist, kann verwendet werden. Die Rückprojektion mittelt die Informationswerte aus, die jeder Strahl führt, und zwar mit einer Gewichtung in jedem Pixel.

Ein Gewichtungsalgorithmus zur Erzeugung eines Photonendichtebildes kann in dem oben erwähnten Rückprojektionsrekonstruktionsalgorithmus verwendet werden.

Ein Verfahren zur Korrektur von Trübungen und Brechungen, welches in dem Rückprojektionsalgorithmus verwendet wurde, wurde von S. Die in dieser Veröffentlichung erwähnten Bezugsschriften bieten weitere Information über die optische Rückprojektionstomographie.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Amplitudenauslöschungsabbildungssystems verwendet das optische Modul 14 , das in 2A gezeigt ist.

Beispielsweise wird die Quelle S1 für eine Periode im Bereich von 10 —6 s bis 0,1 s eingeschaltet. Die Quelle emittiert nicht moduliertes Licht in das untersuchte Gewebe.

Symmetrisch gelegene Detektoren D1 und D11 werden simultan angeschaltet, um eingeleitete Photonen aufzunehmen, die über im Wesentlichen symmetrische Pfade wandern.

Das Abbildungssystem sammelt die Differenzdaten für eine Vielzahl von symmetrischen Photonenmigrationspfaden und erzeugt ein Bild des untersuchten Gewebes.

Das Abbildungssystem kann optische Daten für verschiedene Wellenlängen aufnehmen und Blutvolumenbilder und Blutoxigenierungsbilder für das untersuchte Gewebe erzeugen.

Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem kann auch ein zweites identisches optisches Modul 14 verwenden, welches angeordnet ist, um eine symmetrische Gehirnregion zu untersuchen, beispielsweise den gegenüberliegenden Gehirnlappen.

Das Blutvolumenbild oder das Oxigenierungsbild, die für die zwei symmetrischen Gehirnregionen aufgenommen wurden, können subtrahiert werden, um ein Differentialbild zu erzeugen, welches weiter eine Gewebeanomalie betonen wird, die in einer Gehirnregion gelegen ist.

Alternativ verwendet das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem ein Licht, welches bei Frequenzen im Bereich von 0,1 bis kHz moduliert wird.

Das System setzt den oben beschriebenen Algorithmus ein, jedoch senden die Lichtquellen frequenzmoduliertes Licht aus, und die Detektoren, die jeweils mit einem Lock-in-Verstärker verbunden sind, detektieren Licht, welches mit der gleichen Frequenz moduliert ist.

Die detektierten Lichtintensitäten werden in der gleichen Weise verarbeitet, wie oben beschrieben, um das untersuchte Gewebe abzubilden. Die 7 , 7A und 7B zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Kühlmoduls, welches mit einer Breitbandlichtquelle oder mit Lichtführungen verwendet wird, wo sie nahe an der Haut positioniert werden.

Bei dieser Anordnung wird Wärme aufgenommen, die oft eine unangenehme Temperatur verursacht. Das Kühlmodul weist einen Ventilator und einen Satz von Luftdurchlässen auf.

In einer ähnlichen Konstruktion werden zwei Ventilatoren auf jeder Seite von einer oder mehreren Lichtquellen bzw.

Birnen angeordnet, um einen "offenen Rahmen" zu bilden, so dass die Ventilatoren nicht nur auf die Lichtquellen, sondern auch auf die Haut selbst blasen.

Das Kühlmodul ermöglicht eine Leistungssteigerung der Lichtquellen, jedoch keine Steigerung der Wärme auf der Haut selbst, welche unter komfortablen Bedingungen bleibt.

Die Lichtführungen liefern Licht und Wärme auf die Haut. Ein Kühlring weist einen Lufteinlass und einen Satz von Luftdurchlässen oder Strahlen auf, um einen Luftfluss auf die Bestrahlungsstelle vorzusehen.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet die Vorteile der Lichtbarriere und ermöglicht die Anwendung von höheren Lichtintensitäten.

Druckluft kann auch verwendet werden. Die Intensitätsregelungen zur Lieferung von kontinuierlichem anderenfalls nicht kohärentem Licht auf die Haut hängen oft von dem Temperaturanstieg auf der Haut selbst ab.

Unter Bedingungen von verlängerter Beleuchtung, auch mit niedrigem Niveau, kann die Haut unkomfortabel warm werden und es können sich Blasen bilden.

Der Effekt der Kühlluft ist nicht nur die Konvektion von warmer Luft weg von der Haut sondern verbessert auch die Verdampfung der Perspiration aus der Haut.

Mit Bezug auf 8 wird ein Amplitudenauslöschungsabbildungssystem anstelle der Abbildungssysteme 15 , 45 , , oder verwendet. Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem mit zwei Wellenlängen ist mit dem optischen Modul 14 verbunden, welches in 2A gezeigt ist, und weist vier nm-Laserdioden S 1 , S 2 , S 3 und S 4 , vier nm-Laserdioden S 1a , S 2a , S 3a und S 4a und einundzwanzig Siliziumdiodendetektoren D 1 , D 2 , Jeder Detektor ist mit einem Vorverstärker und einer einstellbaren Verstärkungssteuervorrichtung verbunden, die anfänglich zur Kalibrierung verwendet werden können.

Ein Computer speichert die detektierten Werte, die für die unterschiedlichen Kombinationen gemessen wurden, unter Verwendung von Algorithmen, die in dem eingeschlossenen Quellencode eingesetzt werden.

Der Computer erzeugt auch unten beschriebene Bilder. Eine andere Art einer Amplitudendetektionsschaltung wurde in den 11 bis 13 und in der entsprechenden Beschreibung des US-Patentes 5 beschrieben.

Die Schaltungskonfiguration für ein Element des Abbildungssystems , d. Die Lichtintensitäten, die für die symmetrischen Stellen detektiert werden, werden in digitaler oder analoger Weise subtrahiert.

Der Computer speichert alle Daten, die für die zwei Wellenlängen detektiert wurden, zur Erzeugung von Gewebebildern. Das Amplitudenauslöschungsabbildungssystem wird auf ein Gewebemodell durch Detektion von Signalen für die einzelnen Quellen-Detektor- Kombinationen und durch geeignete Normalisierung des detektierten Signals unter Verwendung der AGC-Steuerung normalisiert.

Wie oben beschrieben, kann das Grundlinienbild auch auf einer symmetrischen Geweberegion aufgenommen werden, wie beispielsweise das gegenüberliegende Gehirngewebe für eine Gehirngewebeuntersuchung oder das gegenüberliegende Gewebe im Allgemeinen für irgendeine Gewebeuntersuchung.

Der Normalisierungsprozess kann mehrere Male wiederholt werden, um Drift bzw. Abweichungen in den einzelnen Elementen zu berücksichtigen. Während des Messverfahrens kann der PC die Verstärkung von jeder AGC basierend auf den Kalibrierungswerten einstellen, die nur die elektronische Abweichung berücksichtigen.

Dann wird das fehlerhafte Bild bzw. Krankheitsbild von dem Grundlinienbild des untersuchten Gewebes abgezogen. Während die Messdaten auf dem untersuchten Gewebe gesammelt werden, wird alternativ das gemessene Bild von dem Grundlinienbild subtrahiert, um das Gewebebild zu erzeugen, welches irgendwelche Gewebeinhomogenitäten aufweist, wie beispielsweise einen Tumor oder eine Blutung.

Das Amplitudenauslöschungssystem weist einundzwanzig Oszillatoren auf, die mit Frequenzen in dem Bereich von 1 kHz bis kHz arbeiten. Jeder Oszillator treibt eine Lichtquelle beispielsweise eine Laserdiode oder LED an, die ein intensitätsmodelliertes Licht in das untersuchte Gewebe aussendet.

Jeder Lichtdetektor beispielsweise ein Fotomultiplier, ein Avalanche-Photodioden-PlN-Detektor oder ein Siliziumdetektor detektiert das intensitätsmodellierte Licht und liefert ein Detektorsignal zu einem Verstärker Das verstärkte Detektorsignal wird zu einem Verarbeitungskanal geliefert, der einen Bandpassfilter , eine AGC , einen Lock-in-Verstärker und einen Filter aufweist.

Der Lock-in-Verstärker nimmt das verstärkte Signal und ein Referenzsignal vom Oszillator auf. Der Lock-in-Verstärker liefert ein Amplitudensignal an den Filter Der Verarbeitungskanal kann ein analoger Kanal oder ein digitaler Kanal sein.

In dem Amplitudenauslöschungssystem senden alle Lichtquellen Licht zur gleichen Zeit in eine ausgewählte Geweberegion aus. Um die modulierten Lichtsignale aufzulösen und sie den einzelnen Lichtquellen zuzuordnen, arbeiten die Oszillatoren mit Frequenzen von 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz, Die Filter und sind ausgelegt, um nur das Detektionssignal von einer ausgewählten Lichtquelle zu liefern, und der Lock-in-Verstärker liefert die Amplitude des Signals mit der ausgewählten Frequenz.

Die Bilder werden verarbeitet, wie oben beschrieben. Weiterhin können die Quellen und Detektoren verschiedene 1-dimensionale, 1,5-dimensionale oder 2-dimensionale Anordnungen bilden, wie in den oben erwähnten Schriften beschrieben.

Vor der Untersuchung einer ausgewählten Hirnregion wird die Abbildungsvorrichtung zuerst an einem Hirnmodell kalibriert.

Während der Untersuchung hält der Patient oder ein Assistent die optische Sonde 12 über einen festgelegten Teil des Kopfes. Die spiegelbildliche Region auf der kontralateralen bzw.

Die Bilder können aufgenommen werden, indem Vorteil aus Vor- bzw. Die optischen Bilder wurden unter Verwendung eines Rückprojektionsalgorithmus mit oder ohne Korrektur bezügliche einer nicht ballistischen Photonenfortpflanzung erzeugt d.

Gewebeabsorption oder Gewebestreuung , wie im Anhang A5 vorgesehen. Die Bilder können in dem Format der Daten aus der linken Gehirnhälfte abzüglich der Modelldaten, den Daten der rechten Gehirnhälfte abzüglich der Modelldaten für jede Wellenlänge beispielsweise und nm angezeigt werden.

Alternativ kann die Modellkalibrierung durch Einstellung der Detektorverstärkungen vor den Gehirngewebemessungen ausgeführt werden.

Darüber hinaus können die Bilder die Differenz zwischen der rechten Hirnregion und der linken Hirnregion für jede Wellenlänge sein, um irgendeinen Gewebeunterschied zu betonen, wie beispielsweise eine verdächtige Struktur, die unwahrscheinlicher Weise symmetrisch in beiden Gehirnregionen gelegen ist.

Die optischen Bilder können auch verarbeitet werden, um das Blutvolumen und die Blutoxigenierung des untersuchten Gewebes von jeder Gehirnregion abzubilden.

Das Blutvolumenbild ist die Summe von 0,3 mal den Daten für nm und 1,0 mal den Daten für nm. Das Blutdeoxigenierungsbild ist die Differenz der Daten bei nm und bei nm.

Die obigen Koeffizienten wurden aus Bluttests in Modellsystemen abgeleitet. Die Bilder haben die höchste Aussagekraft und Empfindlichkeit, wenn die Daten der gegenüberliegenden Gehirnregion als eine Grundlinie verwendet werden, und wenn sowohl die Blutvolumendaten als auch die Hämoglobindeoxigenierungsdaten abgebildet werden und in der Position verglichen werden.

Das Blutvolumenbild und das Hämoglobindeoxigenierungsbild bieten ein wichtiges Werkzeug bei der Charakterisierung einer verdächtigen Anomalie im untersuchten Gehirn.

Während die Blutvolumen-, Hämoglobinoxigenierungs- und Hämoglobindeoxigenierungsbilder genauso wie die Bilder mit einer einzigen Wellenlänge bei der Lokalisierung einer abnormen Geweberegi on nützlich sind d.

Insbesondere wird ein Signal für ein gesteigertes Blutvolumen mit Bezug zu dem Fettgewebehintergrund aufgrund der gesteigerten Vaskularität eines Tumors als eine Folge der angiogenetischen Faktoren beobachtet.

Andererseits ist das Hämoglobindeoxigenierungssignal in Beziehung zur metabolischen Intensität. Dies ist die Balance zwischen der Sauerstofflieferung und der Sauerstoffaufnahme, die bei Tumoren gewöhnlicherweise in der Richtung verschoben ist, dass die Sauerstoffaufnahme die Sauerstofflieferung überschreitet.

Die gesteigerte Sauerstoffaufnahme tritt insbesondere bei jenen Tumoren auf, die aggressiv wachsen, und die metastasisch sein können. Durch Auswahl einer geeigneten Wellenlänge oder mehrerer Wellenlängen, die für eine optisch aktive Gewebeeigenschaft empfindlich sind, kann das Abbildungssystem nicht-invasiv eine Gewebeanomalie charakterisieren.

Die oben erwähnten Wellenlängen sind empfindlich auf Hämoglobin und die Hämoglobinoxigenierung, jedoch können andere Wellenlängen verwendet werden, die empfindlich für die Aufnahme durch irgendeinen Gewebebestandteil sind.

Weiterhin kann ein optisches Kontrastmittel beispielsweise Cardiogreen, Indocyanine-Grün intravenös eingespritzt werden. Das Abbildungssystem wird dann eine Wellenlänge verwenden, die empfindlich für das zugegebene Kontrastmittel ist.

Die Regionen mit gesteigertem Blutvolumen werden auch einen höheren Gehalt des Kontrastmittels haben. Alternativ können Unterschiede bei der Gewebestreuung abgebildet werden.

Aufgrund von Unterschieden beim optischen Brechungsindex streuen unterschiedliche Gewebearten und unterschiedliche Gewebelösungsstoffe das Licht unterschiedlich.

Die oben beschriebenen Abbildungssysteme sind auch empfindlich für Streuungsveränderungen. Das Abbildungssystem kann eine Wellenlänge verwenden, die keine Absorptionsveränderungen für unter schiedliche Arten von Geweben und unterschiedliche Gewebelösungen zeigen, sondern Unterschiede bei der Streuung zeigen.

Die nicht-invasive Charakterisierung des Gehirngewebes kann durch Kombinieren der Daten von den oben beschriebenen Bildern ausgeführt werden.

Beispielsweise kann eine zweidimensionale Datenanzeige das Blutvolumen d. Quantisierung einer gemeinsamen Übereinanderlage von verschiedenen Bildern.

Im Prinzip treten Vaskulogenese Blutvolumen und Hypermetabolismus Gewebehypoxie in ähnlichen und oft identischen Gewebevolumen auf.

Das Vaskularvolumensignal kann durch das Blutvolumensignal verstärkt werden. Es kann die Kongruenz der zwei Bilder bewerten, um weiter die Identität einer verdächtigen Region zu verstärken, beispielsweise durch Quantisierung der Kongruenz, die Pixel für Pixel bewertet wird.

Der erste Schritt ist die Normierung der zwei Bilder, um die maximalen Signale auszugleichen. Geeignete Computerprogramme existieren, um den Bereich auszuwählen und den integrierten Wert für das räumliche Kongruenzresiduum und für das Blutvolumensignal zu erhalten.

Dann ergibt eine Subtraktion Pixel für Pixel ein Bild, welches ein Residuum liefert, auf dem eine Abschätzung der Kongruenz der zwei Formen, des Blutvolumens und der Deoxygenierung basieren soll.

Dies ist für jene Formen ausgeführt worden, die durch eine Untersuchung kongruent zu sein scheinen, und das Integral des Residuums von Pixeln ungleich Null wird mit dem Gesamtsignal verglichen.

Ein einfacheres Verfahren ist es, den maximalen Wert der Differenz zu nehmen und ihn durch den maximalen Wert des normierten Wertes für die zwei Bilder zu teilen.

Mit Bezug auf 9 kann eine "vierdimensionale" Kurvendarstellung verwendet werden, um Bilder von verdächtigen Regionen zusammenzufassen 9 ist nur eine hypothetische Zusammenfassung und keine tatsächlichen Gehirngewebedaten.

Das Blutvolumen Volt ist auf der Abszisse aufgezeichnet, und die Deoxygenierung Volt ist auf der Ordinate aufgezeichnet. Übereinstimmung zwischen dem Blutvolumenbild und dem Deoxygenierungsbild ist durch eine Farbskala gezeigt.

Eine Farbkodierung des Prozentsatzes der Kongruenzsignale kann als eine Farbskala basierend auf der folgenden Formel angegeben sein.

Das "vierdimensionale" Diagramm wird, wie folgt, zusammengefasst:. Ein Gehirnmodell wurde aufgebaut, um die oben beschriebenen Abbildungstechniken zu testen und das Abbildungs- bzw.

Die Kammer wurde 2. Die Kammer wurde mit Blut von geeigneten Konzentrationen gefüllt und konnte zu verschiedenen Positionen innerhalb des Modells bewegt werden.

Das Phased-Array-System hat eine sehr hohe Positionsgenauigkeit und eine Objektdetektion in einer Tiefe von 3 cm gezeigt.

Die Funktionsabbildung alleine oder in Kombination mit der oben beschriebenen strukturellen Abbildungs- oder Gewebecharakterisierungsabbildung detektiert eine Gehirnanomalie.

Ein funktionelles Abbildungssystem weist eines der oben beschriebenen optischen Abbildungssysteme auf, und eine Stimulationseinheit, die aufgebaut ist, um eine spezielle neurale Funktion des untersuchten Objektes zu stimulieren.

Das optische Modul wird angeordnet, um die stimulierte Geweberegion zu untersuchen beispielsweise auf dem Parietalknochen des Schädels, um die Oberfläche des Parietalcortex zu beobachten.

Der Stimulator, der einheitlich mit dem Abbildungssystem arbeitet, sendet mechanische Signale, elektrische Signale, thermische Signale, Schall- oder Lichtsignale aus, die ausgelegt sind, um eine ausgewählte neurale Aktivität in der Geweberegion zu stimulieren, die durch sichtbares oder infrarotes Licht untersucht wird.

Die neurale Aktivität wird durch Sensorstimuli eingeleitet, wie beispielsweise durch sichtbare, hörbare oder riechbare Stimuli, Geschmäcker, Berührungsunterscheidung, Schmerz- und Temperaturstimuli oder propriozeptive Stimuli.

Die funktionale Abbildung wird auch im US-Patent 5,, beschrieben, das am Dezember erteilt wurde. Die funktionelle Abbildung kann zahlreiche Zentren neuraler Aktivität untersuchen und abbilden.

Beispielsweise kann das optische Modul an dem Temporalknochen des Schädels angebracht sein, um die Oberfläche des Tempo rallappens zu untersuchen.

Dann stimuliert der Stimulator die Hörfunktion, während das optische Tomographiesystem die neurofunktionale Aktivität des Hörbereiches des Temporallappens abbildet.

Das optische System kann auch den Hörzuordnungscortex nach Wernicke im Temporallappen abbilden, und zwar vor und nach der Stimulation durch den Stimulator.

Eine weitere neurofunktionale Untersuchung weist auf, das optische Modul an dem frontalen Knochen des Schädels anzuordnen, um den Frontallappen zu untersuchen.

Dann stimuliert der Stimulator die motorische Sprachfunktion, während das optische Tomographiesystem die neurofunktionale Aktivität des motorischen Sprachbereiches nach Broca vor und während der Stimulation abbildet.

Obwohl das optische Modul an dem rechten Parietalknochen angebracht sein kann, um die neurofunktionale Aktivität des allgemeinen Empfindungsbereiches vor und während der Stimulation von Schmerz, der Empfindung von warm oder kalt oder einer Schwingungsempfindung auf den linken Extremitäten und umgekehrt zu untersuchen.

Alternativ ist die Stimulationseinheit aufgebaut, um physiologische und pathologische Reflexe in dem Gehirn- oder Rückenmarksgewebe einzuleiten.

Die Stimulationseinheit stimuliert Pupillenreflexe, Hornhautreflexe, Oculocephale Reflexe, oculovestibulare Reflexe, Eigenreflexe, den Abdominalreflex bzw.

Bauchhautreflex, Cremasterreflexe, Posturalreflexe, Würgereflex, kindliche Reflexe, wie beispielsweise Blinzelreflex, Cochleopalpebralreflex, Handgreifreflex, Zehenansprechreflex bzw.

Rückgratreflex, asymmetrisch tonischer Nackenreflex, Perezreflex, Schreckreflex. Der Stimulator stimuliert eine ausgewählte Region des Nervensystems.

Die entsprechenden neurologischen Impulse, die durch Neuronen übertragen werden, werden an unterschiedlichen Punkten ihrer Pfade detektiert und abgebildet, beispielsweise in den Nerven, im Rückenmark, im Thalamus oder im zerebralen Cortex.

Wenn beispielsweise der Simulator eine Kalt- oder Warm-Stimulation auf dem kleinen Finger der linken Hand bewirkt, erzeugt diese thermische Stimulation Impulse, die in dem rechten seitlichen Spinothalamustrakt Tractus spinothalamicus des Hals- oder Zervikalrückenmarks zum sensorischen Thalamuskern laufen und enden in dem rechten postzentralen Gyrus bzw.

In einer klinischen Studie, die hier nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen ist, wurde das optische Tomographiesystem verwendet, um die kognitive Aktivität des Präfrontalcortex eines Subjektes bzw.

Hochschulstudenten unterzogen sich zusammen mit Lehrern und Studentenmentoren der University of Pennsylvania einer Studie unter Verwendung eines 50 MHZ Phase-Array-Abbildungssystems 15 , wie in 3 gezeigt, um die Wiederholbarkeit ihrer kognitiven Antworten und ihre geometrische Verteilung auf der Stirn zu erforschen.

Die Einfachheit und die Vielseitigkeit des Rückwärtsbuchstabierens wurde von der Studentengruppe untersucht. Somit wurde jedes Mitglied des Teams durch die anderen Mitglieder für drei bis vier Ruheepisoden 30 sec getestet.

Die Studenten buchstabierten Worte mit fünf Buchstaben rückwärts gewöhnlich 5 und zwar während 30 sec, dann ruhten sie für 30 sec usw.

Jedes Mal wurde ein neues Wort aus einer Wortliste verwendet, die dem Subjekt bzw. Die Versuchsperson wurde nicht bezüglich der Richtigkeit ihrer Antwort bewertet, und sobald ein Buchstabiervorgang ausgeführt worden ist, wurde ein weiteres Wort ausgegeben, keine Anweisung war in dem Protokoll einbezogen.

Die studierte Gesamtpopulation bzw. Gesamtmenge betrug 18 Teilnehmer, wie jedoch hier gezeigt ist, werden die Präfrontaldaten stark individuell dargestellt und sind nicht für eine globale Durchschnittsbildung geeignet.

Für individuelle Versuchspersonen sind statt dessen extensive Langzeitstudien über 20 Tage gemacht worden, wobei Tests von 5 Versuchspersonen vollendet wurden und die hier abgebildeten Ergebnisse basieren auf ungefähr 25 Studien von jeder der fünf und ungefähr 50 weitere Tests wurden an den restlichen 14 Studenten ausgeführt.

Es gab keine Auswahl der Versuchspersonen in dieser Studie. Die Rückprojektionsbilder wurden unter Verwendung einer Matlab-Software verarbeitet, um Phasen- und Amplitudenbilder zu erzeugen.

Das Phasenbild war robust und unzweideutig. Die Datendarstellungen sind in Form von Histogrammanzeigen von datierten Daten, die über sechs Wochen angesammelt wurden.

Die Blutvolumenantworten wurden bezüglich ihrer Position auf der Stirn gewertet, wobei sie in bis zu neun Bereiche von 4 cm 2 Fläche aufgeteilt wurden.

Diese Voxel könnten mindestens eine und möglicherweise zwei Antworten hinsichtlich unserer Auflösung von ungefähr 1 cm 2 enthalten.

Jedoch erscheint eine Auswahl von neun Bereichen gegenwärtig adäquat. Diese Figuren veranschaulichen die Auflösung, die mit einer kontralateralen bzw.

Der intensivere Teil des Bildes ist 1,5 mal 0,7 cm. Die Intensität ist als Profil auf der rechten Seite der Figur dargestellt, und die Spitze hat einen Durchmesser von ungefähr 4 mm.

Unabhängige Aufzeichnungen der Amplitudenveränderungen messen die Absorptionssteigerung der Fokal- bzw. Brennpunktregion, was von der gesteigerten Blutkonzentration herrührt.

Diese Wellenlänge wird auch Veränderungen der Hämoglobinoxygenierung registrieren, die die Blutkon zentrationssteigerung beeinflussen kann.

Somit ist die Steigerung der maximalen Blutkonzentration, wie durch die Phased-Array-Bilder gemessen, in Übereinstimmung mit der maximalen Verringerung des Deoxyhämoglobins, wie von dem fMRI gemessen Solche Unterschiede können in zukünftigen Studien überprüft werden, in denen die teilweise Deoxygenierung des Hämoglobins und der Blutkonzentration beobachtet werden und nicht die inkrementelle Veränderung des Deoxyhämoglobins.

Die 12A bis 13D zeigen Bilder, die von der oben beschriebenen kognitiven Studie detektiert wurden, die an High-School-Studenten ausgeführt wurde, wobei das optische Tomographiesystem verwendet wurde, um die kognitive Aktivität im Vorfrontalcortex einer Versuchsperson abzubilden.

Die optischen Daten wurden detektiert, während die Versuchsperson rückwärts buchstabierte und ausruhte. Eine Veränderlichkeit der Antwort wurde beobachtet, insbesondere bei den jüngeren Mitgliedern der Gruppe, die Positionsveränderungen des Antwortmaximums zeigten.

Aus diesem Grund wurde in Betracht gezogen, dass Histogramme der Position des Ansprechens auf der Stirn eine bessere Darstellung der individuellen Antworten sein würden.

Diese zwei Fälle sind beispielhaft für die vielen studierten Subjekte bzw. Versuchspersonen und definieren, was ein neuartiges und wichtiges Element der kognitiven Antwort sein kann.

Es sei bemerkt, dass beide Subjekte bzw. Versuchspersonen nahezu immer in der dominanten Position über die gesamten vier Testintervalle ansprachen.

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