Functional near-infrared spectroscopy of the neonatal brain: Instrumentation, methods and experiments

Tutkimustuotos

Tutkijat

Organisaatiot

Kuvaus

Lähi-infrapunaspektroskopia (NIRS) on ei-invasiivinen lääketieteellinen tutkimusmenetelmä, joka hyödyntää punaista ja infrapunaista valoa kudoksen hemoglobiinikonsentraatioiden mittaamiseen. Funktionaalinen NIRS (fNIRS) mittaa aivotoiminnan aiheuttamia muutoksia aivokudoksen hapettuneen ja hapettumattoman hemoglobiinin pitoisuuksissa. NIRS soveltuu hyvin pienten lasten aivotutkimukseen, koska laitteisto on turvallinen, siirreltävä ja hiljainen. Vastasyntyneiden pään pienen koon, päänahan ja kallon ohuuden sekä aivojen vähäisen myeliinin määrän takia vastasyntyneet ovat myös erityisen soveltuvia koehenkilöitä fNIRS-tutkimukseen. Tässä väitöskirjatyössä kehitettiin optisen tomografian instrumentointia ja laiteohjelmistoja, mittaustekniikkaa sekä data-analyysimenetelmiä erityisesti vastasyntyneiden ja pienten lasten fNIRS-tutkimuksia varten. Työssä kehitettyä tekniikkaa, menetelmiä ja ohjelmistoja testattiin mittaamalla hemodynaamisia vasteita kuuloherätteisiin vastasyntyneillä koehenkilöillä. Mittausten neurotieteellisinä tavoitteina oli tutkia vastasyntyneiden aivotoimintaa, hemodynaamisen vasteen ominaisuuksia ja puheen sekä musiikin käsittelyn lateralisaatiota. Väitöstyön tulokset osoittavat fNIRS:n olevan käyttökelpoinen työkalu vastasyntyneiden aivotutkimukseen; menetelmällä voidaan mitata hemodynaamisia vasteita kuuloherätteisiin vauvaa turhaan rasittamatta. Mittaustulokset osoittivat hemodynaamisten vasteiden olevan erilaisia eri unitiloissa ja olevan nopean kehityksen vaiheessa raskausviikkojen 38–42 aikana. Tulosten mukaan hemodynaaminen vaste puheherätteeseen oli tilastollisesti merkitsevä vasemmalla aivokuorella, mikä viittaa puheen vasemman puoleisen lateralisaation olevan kehittynyt jo vastasyntyneillä. NIRS-tulokset osoittivat myös suurta vaihtelua yksilöiden välillä, mikä saattaa johtua anatomisista eroista. Anatomisesti realistiseen optiseen malliin perustuva rekonstruktio ja mittausten suurempi paikkaresoluutio saattaisi vähentää yksilöiden välistä vaihtelua ja kuvantaa vasteet tarkemmin. Myös unitilan, systeemisen verenkierron ja spontaanien oskillaatioiden huomioiminen analyysissä vähentää tulosten vaihtelua.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-6057-6
Sähköinen ISBN978-952-60-6058-3
TilaJulkaistu - 2015
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • lähi-infrapunaspektroskopia, vastasyntyneet, aivotutkimus, aivojen lateralisaatio, kuuloheräte, hemodynaaminen vaste

ID: 18147335