For decades, the near-infrared spectroscopy (NIRS) is widely used for a method of non-invasive monitoring to brain. Despite the NIRS have advantages in the feasibility of conversion as portable device and good temporal resolution than other brain reading modalities, its poor spatial resolution of a few centimeters is a critical disadvantage, but it is not easy to be overcome due to the physical characteristics of the NIRS.
Given the HEM could improve a spatial resolution of the NIRS as 1cm, but a validity of it was not verified perfectly. Therefore, trying to determine it by experimental approaches in this research.
Prior to the experiments because an implementation of adequate system of HEM is considered more im-portant task, I implemented the NIRS system composed of Printed Circuit Board (PCB), headset and S/W. This system satisfied targeted specification and desired arrangement of source-detector could be possible by removable custom-made optode module.
Trying to determine the validity of the HEM by a quantitative comparison of between results of conven-tional measure method and the HEM using proposed source-detector structure, but it is improper approach due to time-varying result. In conclusion, I comforted that the scalp effect is a dominant obstacle of NIRS measurement by various experiments and that the assumption of the HEM is valid after a cancellation of the scalp effect.
수 십년 간, Near-infrared spectroscopy (NIRS)는 뇌를 대상으로 하는 비 침습적인 모니터링 방법 중의 하나로 널리 이용 되어져 왔다. 휴대성과 좋은 시간 해상도라는 장점에도 불구하고, 좋지 않은 공간 해상도는 치명적인 단점이지만 이를 극복하는 것은 NIRS의 물리적 한계 때문에 쉽지 않다.
기존에 제안됐던 Hemodynamics Extraction Method (HEM)는 NIRS system의 공간 해상도를 1cm로 향상 시킬 수 있으나, 그 유효성이 제대로 검증되지 않은 상태이고 따라서 본 연구에서는 이를 실험적으로 접근하여 유효성을 판단해 보고자 했다.
실험에 앞서 HEM에 적합한 system의 구현이 우선시 되어 Printed Circuit Board (PCB), Head set, S/W 부분으로 이루어진 system을 구현했다. 이 시스템은 forehead에서의 system의 요구치를 만족시키며, 탈 부착이 가능하도록 주문 제작한 optode module을 이용하여 원하는 형태의 source-detector 배치를 가능하게 했다.
기존의 측정방법과 HEM의 측정 결과의 비교를 통해 HEM의 유효성을 판단하려고 했고 각기 기존의 측정방법과 HEM을 이용한 측정이 가능한 서로 다른 hexagon 형태의 source-detector의 배치를 동일한 위치에 놓아 둘의 결과를 비교하려 했으나, 시간이 따라 달라지는 결과들로 인해 정량적인 비교가 불가능 했다. 결론적으로 scalp에 의한 영향이 시간에 따라 변하는 결과들에 영향을 미치는 주된 요소로 판단됐고, 이를 제거한 후 HEM의 가정이 타당함을 확인했다.
