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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 宋孔彬 | |
| dc.contributor.author | Wei - Han Pan | en |
| dc.contributor.author | 潘韋翰 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2022-11-24T03:10:05Z | - |
| dc.date.available | 2021-11-04 | |
| dc.date.available | 2022-11-24T03:10:05Z | - |
| dc.date.copyright | 2021-11-04 | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.date.submitted | 2021-10-24 | |
| dc.identifier.citation | 1. Sun, Y., et al., A Nationwide Survey of Mild Cognitive Impairment and Dementia, Including Very Mild Dementia, in Taiwan. PLOS ONE, 2014. 9(6): p. e100303. 2. Alzheimer’s Disease International, Dementia statistics, 2020 [cited 2021 Oct. 10]. 3. Barrett, D.W. and F. Gonzalez-Lima, Transcranial infrared laser stimulation produces beneficial cognitive and emotional effects in humans. Neuroscience, 2013. 230: p. 13-23. 4. Bale, G., C.E. Elwell, and I. Tachtsidis, From Jöbsis to the present day: a review of clinical near-infrared spectroscopy measurements of cerebral cytochrome-c-oxidase. Journal of biomedical optics, 2016. 21(9): p. 099801-099801. 5. Wang, X., et al., Up-regulation of cerebral cytochrome-c-oxidase and hemodynamics by transcranial infrared laser stimulation: A broadband near-infrared spectroscopy study. Journal of Cerebral Blood Flow Metabolism, 2017. 37(12): p. 3789-3802. 6. Pruitt, T., et al., Transcranial Photobiomodulation (tPBM) With 1,064-nm Laser to Improve Cerebral Metabolism of the Human Brain In Vivo. Lasers Surg Med, 2020. 52(9): p. 807-813. 7. Holmes, E., et al., Cognitive Enhancement by Transcranial Photobiomodulation Is Associated With Cerebrovascular Oxygenation of the Prefrontal Cortex. Front Neurosci, 2019. 13: p. 1129. 8. Saucedo, C.L., et al., Transcranial laser stimulation: Mitochondrial and cerebrovascular effects in younger and older healthy adults. Brain Stimul, 2021. 14(2): p. 440-449. 9. Herold, F., et al., Applications of Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) Neuroimaging in Exercise–Cognition Science: A Systematic, Methodology-Focused Review. Journal of Clinical Medicine, 2018. 7(12). 10. Saka, M., J. Berwick, and M. Jones, Linear superposition of sensory-evoked and ongoing cortical hemodynamics. Frontiers in neuroenergetics, 2010. 2: p. 23. 11. Zlokovic, B.V., Neurovascular pathways to neurodegeneration in Alzheimer's disease and other disorders. Nat Rev Neurosci, 2011. 12(12): p. 723-38. 12. 馬青 主編 (2015)。《人體生理學-第四版》。新北市：新文京開發。p. 176 13. Hashmi, J.T., et al., Role of low-level laser therapy in neurorehabilitation. Pm r, 2010. 2(12 Suppl 2): p. S292-305. 14. Salehpour, F., et al., Therapeutic potential of intranasal photobiomodulation therapy for neurological and neuropsychiatric disorders: a narrative review. Reviews in the neurosciences, 2020. 31(3): p. 269-286. 15. Barrett, D.W. and F. Gonzalez-Lima, Transcranial infrared laser stimulation produces beneficial cognitive and emotional effects in humans. Neuroscience, 2013. 230: p. 13-23. 16. Salehpour, F., et al., Transcranial Photobiomodulation Improves Cognitive Performance in Young Healthy Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. Photobiomodul Photomed Laser Surg, 2019. 37(10): p. 635-643. 17. Salehpour, F., et al., Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review. Mol Neurobiol, 2018. 55(8): p. 6601-6636. 18. Jahani, S., et al., Motion artifact detection and correction in functional near-infrared spectroscopy: a new hybrid method based on spline interpolation method and Savitzky-Golay filtering. Neurophotonics, 2018. 5(1): p. 015003. 19. Yücel, M.A., et al., Reducing motion artifacts for long-term clinical NIRS monitoring using collodion-fixed prism-based optical fibers. NeuroImage, 2014. 85: p. 192-201. 20. Schiffer, F., et al., Psychological benefits 2 and 4 weeks after a single treatment with near infrared light to the forehead: a pilot study of 10 patients with major depression and anxiety. Behavioral and Brain Functions, 2009. 5(1): p. 46. 21. Lampl, Y., et al., Infrared laser therapy for ischemic stroke: a new treatment strategy: results of the NeuroThera Effectiveness and Safety Trial-1 (NEST-1). Stroke, 2007. 38(6): p. 1843-9. 22. Hiraoka, M., et al., A Monte Carlo investigation of optical pathlength in inhomogeneous tissue and its application to near-infrared spectroscopy. Physics in Medicine and Biology, 1993. 38(12): p. 1859-1876. 23. Baker, W.B., et al., Pressure modulation algorithm to separate cerebral hemodynamic signals from extracerebral artifacts. Neurophotonics, 2015. 2(3): p. 035004. 24. Prahl, S., A Monte Carlo model of light propagation in tissue. Institutes for Advanced Optical Technologies. Vol. 10305. 1989: SPIE. 25. Grady, C.L., et al., Altered brain functional connectivity and impaired short-term memory in Alzheimer's disease. Brain, 2001. 124(4): p. 739-756. 26. Barth, C., D. Fein, and L. Waterhouse, Delayed match‐to‐sample performance in autistic children. Developmental Neuropsychology, 1995. 11(1): p. 53-69. 27. Lencz, T., et al., Impairments in Perceptual Competency and Maintenance on a Visual Delayed Match-to-Sample Test in First-Episode Schizophrenia. Archives of General Psychiatry, 2003. 60(3): p. 238-243. 28. 高子佳 (2021)。《以連續波近紅外光譜與三維模型定量人體腦部光學參數》。國立台灣大學電機資訊學院 生醫電子與資訊學研究所碩士論文，未出版，臺北市。p. 135 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/80588 | - |
| dc.description.abstract | " 隨著失智人口增加，先導性研究指出，經顱紅外光刺激(transcranial infrared light stimulation, TILS)應用於人體實驗上，能夠增加專注力與短期記憶，因此，經顱紅外光刺激應用於延緩失智症的治療上極有潛力。在經顱紅外光刺激療程中，神經元會牽扯到大量的細胞能量代謝，其中關鍵角色為氧化態細胞色素c氧化酶(oxidized cytochrome c oxidase , oxCCO)。當照射適當的近紅外光，部分光能量進入大腦，此舉造成含氧血紅素(oxygenated hemoglobin, HbO)、缺氧血紅素(deoxygenated hemoglobin, HbR)以及總血紅素(total hemoglobin, HbT)等血液動力學反應，以及氧化態細胞色素c氧化酶吸收變化，尤其是細胞色素c氧化酶的變化，此吸收變化是否能夠成為進行經顱紅外光刺激時個人化生物指標為本研究的重點之一。部分研究團隊指出，認知實驗—延遲匹配樣本任務(Delay Match To Sample, DMS)的血液動力學反應於經顱紅外光刺激前以及刺激後存在差異性，然而是否每個人皆是如此?此現象有待觀察，故本研究另一重點著重於經顱紅外光刺激前以及刺激後，觀察其含氧血紅素濃度相對變化量的差異性。 在實驗方法的部分，本研究利用功能性近紅外漫反射光譜(Functional Near Infrared Spectroscopy, FNIRS)技術，紀錄兩位認知功能正常受測者在接受經顱紅外光刺激及延遲匹配樣本任務光譜隨時間變化的資訊，並且利用這些蒐集得到的光譜，搭配修正比爾-朗伯定律(Modified Beer-Lambert Law, MBLL)分析法，分析大腦吸收物質濃度相對變化方向。去除淺層組織的方式與多數研究團隊不同，本文利用「雙層組織模型修正比爾-朗伯定律」分析假設去除其干擾深層組織的訊號，並以此假設分析經顱紅外光刺激以及延遲匹配樣本任務的濃度相對變化量，然而，此分析假設尚未進行實際活體資料分析，故本文利用此方法分析經顱紅外光刺激及延遲匹配樣本任務的濃度相對變化量，測試其應用於前述兩種類型實驗之可適性。 以實驗結果及結論來說，一號受測者在兩次經顱紅外光刺激實驗吸收物質濃度相對變化結果中，氧化態細胞色素c氧化酶在開始經顱紅外光刺激後皆隨時間遞增，因此一號受測者適合利用氧化態細胞色素c氧化酶，做為經顱紅外光刺激時的生物指標；反觀，二號受測者在兩次實驗結果中，只有其中一次氧化態細胞色素c氧化酶在開始經顱紅外光刺激後逐漸遞增，另外一次則較無明顯變化，因此二號受測者暫時不適合以氧化態細胞色素c氧化酶當作經顱紅外光刺激時之生物指標。在延遲匹配樣本任務的含氧血紅素濃度相對變化量的部分，一號受測者於兩次經顱紅外光刺激後，其含氧血紅素濃度相對變化量皆低於刺激前；二號受測者第一次實驗的含氧血紅素濃度相對變化量，經顱紅外光刺激後小於刺激前，但在第二次實驗時則呈現相反結果。在分析方法可適性的部分，以兩位受測者經顱紅外光刺激時的氧化態細胞色素c氧化酶以及延遲匹配樣本任務的含氧血紅素化方向來看，兩者的實驗結果多數與生物機制假設相符，因此分析方法存在極大的潛力應用於經顱紅外光刺激及延遲匹配樣本任務的分析上，然而現階段分析方法仍需要優化，使其更適用於這兩種類型的活體實驗。 " | zh_TW |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2022-11-24T03:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-2310202123150700.pdf: 12451669 bytes, checksum: 60d73e66237d4a415550f3d24af957c4 (MD5) Previous issue date: 2021 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄 口試委員會審定書 i 致謝 ii 中文摘要 iii 英文摘要 v 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究優勢與創新 3 1.4 重要文獻探討 4 1.4.1 經顱紅外光刺激血液動力學與氧化態細胞色素c養化酶濃度變化 4 1.4.2 比較經顱紅外光刺激前與刺激後延遲匹配樣本任務含氧血紅素濃度變化 6 1.4.3 比較年長組以及年輕組在經顱紅外光刺激血液動力學與氧化態細胞色素c養化酶濃度變化之差異 7 第二章 背景知識及技術理論介紹 10 2.1 生物機制、病理及經顱紅外光刺激 10 2.1.1 大腦神經血管耦合及血液動力學反應 10 2.1.2 阿茲海默症 11 2.1.3 經顱紅外光刺激應用及其生物機制 13 2.2 量測方法 16 2.2.1 大腦功能性近紅外漫反射光譜技術 16 2.2.2 莫爾吸收光譜 18 2.3 分析方法 20 2.3.1 修正比爾-朗伯定律 20 2.3.2 雙層組織模型修正比爾-朗伯定律 22 2.3.3 一般線性模型 24 2.3.4 蒙地卡羅 25 2.4 延遲匹配樣本任務 26 第三章 本文研究方法 27 3.1 硬體、實驗環境與受測者配置 27 3.1.1 實驗光路 27 3.1.2 光纖探頭及刺激光源 29 3.1.3 探頭載具 32 3.1.4 探頭載具固定及加壓裝置 33 3.1.5 探頭拆裝方式 34 3.1.6 實驗座椅設計 35 3.2 活體實驗及資料分析處理整體流程 38 3.2.1 活體實驗流程 39 3.2.2 「光譜」維度前處理 41 3.2.3 「時間」維度前處理 43 3.2.4 光衰減變化量與平均光子路徑長計算方式 44 3.2.5 「雙層組織模型修正比爾-朗伯定律」公式及分析細節 45 3.2.6 擬合成效評估指標定義及計算方式 47 第四章 實驗結果與討論 49 4.1 本文實驗裝置頭部晃動測試 49 4.1.1 長時間靜坐 49 4.1.2 各種動作 50 4.2 大腦各層組織平均光子路徑長比例 53 4.3 經顱紅外光刺激 54 4.3.1 一號受測者 54 4.3.1.1 光衰減變化量 54 4.3.1.2 吸收物質濃度相對變化 55 4.3.1.3 光譜擬合成效 56 4.3.1.4 假設氧化態細胞色素c氧化酶與否之分析比較 57 4.3.2 二號受測者 62 4.3.2.1 光衰減變化量 62 4.3.2.2 吸收物質濃度相對變化 62 4.3.2.3 光譜擬合成效 63 4.3.2.4 假設氧化態細胞色素c氧化酶與否之分析比較 64 4.4 延遲匹配樣本任務 67 4.4.1 一號受測者 67 4.4.1.1 光衰減變化量 67 4.4.1.2 吸收物質濃度相對變化—整體趨勢 68 4.4.1.3 吸收物質濃度相對變化—區塊平均 72 4.4.1.4 光譜擬合成效 76 4.4.2 二號受測者 78 4.4.2.1 光衰減變化量 78 4.4.2.2 吸收物質濃度相對變化—整體趨勢 79 4.4.2.3 吸收物質濃度相對變化—區塊平均 82 4.4.2.4 光譜擬合成效 86 4.5 實驗結果解讀 87 4.5.1 經顱紅外光刺激 87 4.5.1.1 一號受測者 87 4.5.1.2 二號受測者 89 4.5.2 延遲匹配樣本任務 90 4.5.2.1 一號受測者 90 4.5.2.2 二號受測者 92 第五章 研究不足之處、改進建議及結論 94 5.1 研究不足之處與改進建議 94 5.2 初步結論 97 參考文獻 99 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 延遲匹配樣本任務 | zh_TW |
| dc.subject | 修正比爾-朗伯定律 | zh_TW |
| dc.subject | 含氧血紅素濃度相對變化 | zh_TW |
| dc.subject | 細胞色素c氧化酶濃度相對變化 | zh_TW |
| dc.subject | 大腦功能性近紅外漫反射光譜技術 | zh_TW |
| dc.subject | 經顱紅外光刺激 | zh_TW |
| dc.subject | brain functional near-infrared diffuse reflectance spectroscopy technology | en |
| dc.subject | Delay Match To Sample task | en |
| dc.subject | relative change in oxygenated hemoglobin | en |
| dc.subject | relative change in cytochrome c oxidase | en |
| dc.subject | Transcranial infrared light stimulation | en |
| dc.subject | Modified Beer-Lambert Law | en |
| dc.title | 功能性近紅外光譜術測量經顱紅外光刺激以及延遲匹配樣本任務之吸收變化 | zh_TW |
| dc.title | Functional near-infrared spectroscopy measures the absorption changes of transcranial infrared light stimulation and delay matching sample tasks | en |
| dc.date.schoolyear | 109-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 楊東霖(Hsin-Tsai Liu),劉宴齊(Chih-Yang Tseng) | |
| dc.subject.keyword | 經顱紅外光刺激,細胞色素c氧化酶濃度相對變化,含氧血紅素濃度相對變化,延遲匹配樣本任務,修正比爾-朗伯定律,大腦功能性近紅外漫反射光譜技術, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Transcranial infrared light stimulation,relative change in cytochrome c oxidase,relative change in oxygenated hemoglobin,Delay Match To Sample task,Modified Beer-Lambert Law,brain functional near-infrared diffuse reflectance spectroscopy technology, | en |
| dc.relation.page | 102 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202104076 | |
| dc.rights.note | 同意授權(限校園內公開) | |
| dc.date.accepted | 2021-10-25 | |
| dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 生醫電子與資訊學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 生醫電子與資訊學研究所 | |
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