近红外脑功能DOT成像双网格半三维算法_刘明

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近红外光谱成像技术在脑功能研究中的应用

近红外光谱成像技术在脑功能研究中的应用在当今的科学研究领域，对于大脑功能的探索一直是备受关注的焦点。

随着技术的不断进步，近红外光谱成像技术（NearInfrared Spectroscopy Imaging，NIRS）逐渐崭露头角，为脑功能研究带来了新的契机。

近红外光谱成像技术是一种非侵入性的光学神经成像方法，它基于脑组织对近红外光的吸收和散射特性来测量脑内氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）浓度的变化，从而反映大脑的神经活动。

这种技术具有许多独特的优势，使其在脑功能研究中得到了广泛的应用。

首先，近红外光谱成像技术具有出色的便携性和易用性。

与其他脑成像技术如功能性磁共振成像（fMRI）相比，NIRS 设备相对小巧轻便，操作简便，对实验环境的要求较低。

这使得它能够在更广泛的场景中应用，例如在自然情境下对儿童、老年人或特殊人群进行研究，甚至可以实现移动测量，为研究大脑在真实生活中的功能提供了可能。

其次，NIRS 对运动的容忍度较高。

在 fMRI 等技术中，被试者需要保持头部完全静止，而轻微的运动就可能导致数据质量下降甚至无法使用。

但 NIRS 能够在一定程度上容忍被试者的头部和身体运动，这对于研究涉及运动的认知任务或难以长时间保持静止的人群（如患有多动症的儿童）具有重要意义。

在脑功能研究的具体应用方面，NIRS 在认知神经科学领域发挥了重要作用。

例如，在注意力研究中，通过监测大脑前额叶区域的血红蛋白浓度变化，可以了解个体在不同注意力任务中的神经活动模式，进而揭示注意力的分配和调控机制。

在语言处理研究中，NIRS 可以帮助研究者探索大脑在语言理解、生成和表达等过程中的激活区域和时间进程，为语言障碍的诊断和治疗提供依据。

此外，NIRS 在发展心理学研究中也具有很大的潜力。

通过对儿童大脑发育过程的长期跟踪监测，可以揭示大脑功能的发展轨迹和关键时期，为早期教育和干预提供科学指导。

例如，研究发现儿童在执行某些认知任务时大脑的激活模式会随着年龄的增长而发生变化，这有助于我们理解儿童认知能力的发展机制。

近红外光谱脑功能成像技术原理及价值探讨

近红外光谱脑功能成像技术原理及价值探讨近红外光谱脑功能成像技术（fNIRS）是一种用于监测和研究大脑活动的非侵入性方法。

它利用近红外光对血红蛋白和氧合血红蛋白的吸收特性进行测量，从而实现对大脑血氧水平变化的监测，进而推断大脑活动。

本文将探讨fNIRS技术的原理、应用领域和潜在价值。

fNIRS技术的原理是基于光的散射和吸收。

当激光器发出的近红外光通过头皮、颅骨和脑组织后，一部分光将被散射回来，而另一部分光则会被脑内的血红蛋白和氧合血红蛋白吸收。

通过测量散射光和吸收光之间的差异，可以推断出血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度，进而得知大脑的血氧水平变化。

作为一种非侵入性技术，fNIRS具有许多优势。

首先，它可以在自然环境中进行实验，不需要特殊的实验室条件。

其次，fNIRS设备相对便携，可以实施移动性和实时性的监测，使得研究者能够更好地研究人类行为和认知过程。

此外，fNIRS对光线的吸收能力使得其能够穿透头皮和颅骨，直接观察到脑组织的活动，提供了一种新的研究大脑活动的方式。

fNIRS技术在许多领域中有着广泛的应用。

在神经科学领域，研究者利用fNIRS技术可以探索大脑在执行各种认知任务时的活动模式，如记忆、学习和语言。

此外，fNIRS还可以用于研究神经发育障碍、脑损伤和神经精神疾病等疾病的诊断和治疗。

在运动科学领域，fNIRS可以被用于研究肌肉疲劳、运动控制和协调等方面。

此外，fNIRS还有着广泛的应用前景，如心理学、教育学、人机交互等。

fNIRS技术的应用价值不仅体现在研究领域，还可以辅助临床医学和生物工程的发展。

在临床医学方面，fNIRS技术可以用于监测脑功能，帮助精神疾病和神经科学疾病的诊断和治疗。

例如，在中风后的康复过程中，fNIRS可以提供及时有效的脑功能监测，辅助康复治疗的指导。

在生物工程领域，fNIRS技术可以与其他成像技术相结合，如功能性磁共振成像（fMRI）和电生理学，从而提供更全面准确的大脑活动监测和分析。

脑功能成像原理和技术

脑功能成像原理和技术翁旭初贾富仓（中国科学院心理研究所脑高级功能研究实验室，北京100101）目录引言第一节常用脑功能成像技术简介1.1测量脑内化合物技术1.2测量脑局部代谢和血流变化的技术1.3测量脑内神经元活动的技术第二节功能磁共振成像原理与技术2.1物理原理和成像技术2.2实验设计2.3数据处理第三节研究实例问题与展望参考文献引言20世纪70年代以来，相继诞生了各种无创伤或创伤性较小的测量活体人脑结构和功能的技术，其中大多数能把测量的结果用通过图像形式显示出来,这些技术统称为脑成像技术。

脑成像技术总体上可分为两大类。

一类主要用于脑结构静态特征的测量，如已在临床普遍应用的计算机辅助X线断层显像(CT, computerized tomography)和磁共振成像(MRI, magnetic resonance imaging)技术，两者均可显示正常头颅和脑组织的结构以及病变的直接或间接特征。

脑结构成像技术不但在临床实践中得到了广泛应用，而且可以借助该技术研究脑结构损伤和认知功能缺陷之间的的关系，为理解认知功能的脑结构基础提供了重要的研究手段。

但不管这些技术如何发展，本质上只能提供脑结构的静态信息，应用于认知神经科学研究有一定局限性。

另一类脑成像技术就是最近受到认知神经科学家普遍重视的脑功能成像技术。

与脑结构成像不同的是，这些技术可以动态地检测知体脑的生理活动，对当代认知神经科学的发展产生了深刻而巨大的影响。

脑功能成像技术发展非常迅速，迄今进入实用阶段的已有十几种。

根据所测量的内容，可以把脑功能成像技术分为三大类。

第一类是各种活体脑内化合物测量技术，这些技术也可看作特殊的神经化学研究技术，它们可定位、定量（或半定量）地测量活体人脑内各种生物分子的分布和代谢；第二类是非侵入性电生理技术，可实时测量活体脑内神经元的活动，但现有的技术只能测量大群神经元的总体活动，空间分辨率有限；第三类脑功能成像技术则通过测量神经元活动引起的次级反应（如局部葡萄糖代谢和血流、血氧变化等）研究与行为相关性的脑局部神经元的活动情况，这类技术的时间和空间分辨率已能在一定程序上满足认知神经科学研究的需要，受到了普遍的关注，这些技术也正是本章将要重点介绍的内容。

近红外脑功能检查报告怎么看

近红外脑功能检查报告怎么看近红外脑功能检查是一种通过近红外光谱技术来观察和评估脑功能的检查方法。

近红外光谱可以测量脑部组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，从而反映出脑血流和脑氧合水平的变化。

本文将介绍如何正确解读近红外脑功能检查报告。

一、报告基本信息在查看近红外脑功能检查报告之前，首先需要了解报告中包含的基本信息。

这些信息通常包括检查日期、患者姓名、年龄、性别等，确保对报告进行正确的归属和分析。

二、检查结果1. 时间变化曲线近红外脑功能检查报告通常以时间变化曲线的形式呈现。

这些曲线代表了在特定时间段内，脑部血流量和氧合水平的变化情况。

正常情况下，曲线应该呈现出相对稳定的状态。

异常的曲线变化可能会显示出脑血流受到了某种影响。

2. 参数分析近红外脑功能检查报告还会提供一些具体的参数数值，用于对脑功能进行评估。

这些参数可能包括平均血流量、氧饱和度、总血红蛋白浓度等。

对于这些参数的分析，需要结合医生的指导进行综合判断，以了解患者的脑功能是否正常。

三、结果解读在解读近红外脑功能检查报告时，需要注意以下几个方面：1. 对比基线多数情况下，近红外脑功能检查是与基线进行对比的。

基线通常是指患者在正常状态下的脑功能情况。

通过对比基线，可以更准确地判断患者脑功能的变化情况。

2. 异常结果如果近红外脑功能检查显示出异常结果，需要与其他临床检查结果进行综合分析。

可能是因为脑血流受到影响，也可能是其他脑功能障碍导致的。

因此，对异常结果需要进一步的评估和诊断。

3. 阈值设定近红外脑功能检查结果的判定通常是基于一定的阈值。

这些阈值是通过对大量正常人群进行研究和分析得出的参考数值。

在结果解读时，需要参考这些阈值，以确定患者的脑功能是否存在异常。

四、多学科合作近红外脑功能检查需要多个学科的合作，如神经科学、医学影像学等。

在解读检查结果时，医生需要将近红外脑功能检查与其他检查结果进行联合分析，以全面了解患者的脑功能状态。

功能近红外光谱成像在人机交互研究中的应用

功能近红外光谱成像在人机交互研究中的应用近年来，人机交互研究成为了一个备受关注的领域。

人机交互的目标是通过技术手段使人与机器之间的交互更加自然、高效、有效。

在这个领域中，功能近红外光谱成像技术（fNIRS）逐渐得到了重视和广泛应用。

fNIRS技术通过测量人体脑部的血红蛋白和氧合血红蛋白浓度来分析脑活动，为人机交互研究提供了一种非侵入性的手段。

fNIRS技术的原理是利用红外光的特性，通过皮肤和头皮等组织的透光性，对人体脑部进行成像。

当脑部活动发生时，血液中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度发生变化，这种变化可以通过fNIRS设备的探头检测到。

通过对不同区域的检测，可以获得关于脑部激活的空间和时间分布信息。

在人机交互研究中，fNIRS技术可以用来探索人类的认知过程和脑活动的关系，以及人们对不同技术界面的感知和使用。

首先，fNIRS可以帮助研究人员了解人类在不同人机交互任务中的认知负荷和认知过程。

通过脑部活动的变化，可以揭示用户在不同任务下的认知状态。

例如，可以使用fNIRS测量用户在进行多任务处理时脑部活动的变化，并得到认知负荷的定量指标。

这些研究结果可以为设计更加智能和符合用户认知能力的人机交互界面提供指导。

其次，fNIRS还可以用来研究人机交互中的情感体验和用户体验。

情感在人类的决策和行为中起到了重要的作用，而人机交互中用户的情感体验对于界面的评价和用户满意度也有着关键性的影响。

fNIRS技术可以检测脑部活动与情感之间的联系，通过测量大脑的活动来获得情感反应的客观指标。

例如，可以使用fNIRS测量用户在使用不同界面时的大脑活动，进而分析用户对不同界面的情感体验和认知反应。

这些研究结果为设计更符合用户情感需求的人机交互界面提供了依据。

此外，fNIRS技术还可以应用于用户行为分析和用户意图识别。

在人机交互中，通过识别用户的行为和意图，可以更好地理解用户需求，并为其提供个性化的服务。

fNIRS技术可以监测用户在执行不同任务时脑部活动的变化，通过分析脑部活动的模式，可以区分不同的意图和行为。

功能近红外光谱成像在焦虑研究中的应用

功能近红外光谱成像在焦虑研究中的应用焦虑是一种常见的情绪反应，可以出现在人们的日常生活中。

尽管焦虑症在现代社会中非常常见，但确诊和治疗焦虑症仍然是一个挑战。

然而，随着科学技术的发展，近年来有一种新兴的方法在焦虑研究中得到了广泛应用，那就是功能近红外光谱成像技术（fNIRS）。

功能近红外光谱成像是一种非侵入性的成像技术，通过测量脑区氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化来研究大脑活动。

它利用了近红外光的特性，以光子的散射和吸收为基础，通过传感器放置在头皮上来记录不同脑区的血氧水平。

fNIRS 可以提供与功能磁共振成像（fMRI）相似的空间分辨率，并且具有更高的时间分辨率。

在焦虑研究中，fNIRS已经被广泛用于探索焦虑症患者的脑功能变化。

研究人员使用fNIRS来观察焦虑症患者在执行不同任务时脑区的血氧水平变化。

这种技术可以帮助研究人员了解焦虑症患者在情绪处理和调节方面的神经机制。

一项研究使用fNIRS技术来研究焦虑症患者与健康对照者之间的差异。

结果显示，焦虑症患者在面对负性刺激时，额叶和颞叶皮质的活动增加。

这些区域与情绪调节和情感加工有关，可能与焦虑症患者对负性刺激的更强烈反应有关。

除了研究焦虑症患者，fNIRS还可以用于评估焦虑症治疗的效果。

一项研究利用fNIRS技术评估焦虑症患者在接受认知行为疗法（CBT）治疗前后的脑功能变化。

结果显示，在治疗后，患者的血氧水平变化与健康对照组更加接近，表明CBT治疗可以改善焦虑症患者的脑功能。

此外，fNIRS还可以用于帮助医生进行个体化的焦虑症治疗。

一项研究使用fNIRS技术来测量患者在接受不同治疗方法时的脑血氧水平变化。

结果显示，不同的治疗方法对于不同的患者产生了不同的脑功能变化，这可能是因为每个患者的焦虑症类型和激发因素有所不同。

这项研究的结果表明，通过使用fNIRS来监测患者的脑功能变化，可以帮助医生选择最适合患者的个体化治疗方法。

总的来说，功能近红外光谱成像技术在焦虑研究中具有重要的应用价值。

正常人近红外脑功能成像报告

正常人近红外脑功能成像报告
近红外脑功能成像（NIRS）是一种非侵入性的神经影像技术，用于测量大脑活动。

正常人的近红外脑功能成像报告通常包括以下内容：
1. 测量区域：报告会指明使用NIRS技术测量的特定脑区域，如额叶、顶叶或颞叶等。

这些区域对于不同的研究或诊断目的可能会有所不同。

2. 活动水平：报告会显示在特定任务或刺激下，脑区域的活动水平。

这可以通过血氧水平变化来表示，即氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化。

3. 结果分析：报告可能会对活动水平进行统计分析，以确定在特定任务或刺激下是否存在显著的脑活动差异。

这些分析可能包括平均值、标准差、t检验或方差分析等。

4. 数据解释：报告可能会对结果进行解释，说明脑区域的活动与特定任务或刺激之间的关系。

这有助于理解大脑在执行不同任务时的功能活动模式。

需要注意的是，具体的报告内容会因研究目的、实验设计和数据分析方法而有所不同。

因此，如果你有特定的问题或感兴趣的方面，请提供更具体的信息，以便我能够提供更加详细和准确的回答。

人脑认知机制解析功能性近红外成像技术

人脑认知机制解析功能性近红外成像技术近年来，随着对人脑认知机制的研究越来越深入，功能性近红外成像技术（fNIRS）作为一种无创的神经影像学方法，逐渐受到了广泛关注。

本文将从人脑认知机制的角度出发，介绍功能性近红外成像技术的原理、应用以及未来发展方向。

人脑认知机制是指人类在感知、注意、记忆、思考等认知过程中，大脑如何进行信息的加工和处理。

研究人脑认知机制不仅有助于我们更好地了解大脑的内部运作，还能为认知心理学、神经科学、脑机接口等领域的应用研究提供理论和实证基础。

功能性近红外成像技术是一种以近红外光谱为基础的神经影像学方法，可实时、非侵入性地研究大脑活动。

通过使用近红外光的特性，fNIRS可以测量大脑中血氧水平的变化，从而推断出活动的脑区。

fNIRS所测得的血氧水平变化反映了大脑在不同认知任务中的代谢活动，可以更精确地说明大脑在认知过程中的功能特征。

在功能性近红外成像技术的应用方面，研究人员已经取得了一系列重要的成果。

首先，fNIRS可以用于研究不同认知任务下的脑活动变化。

通过分析不同脑区在特定任务中的血氧水平变化，研究人员可以确定不同任务对应的脑区、脑网络以及其功能连接。

其次，fNIRS还可以用于比较不同人群在认知任务中的差异。

通过与不同群体（如青少年、老年人、患有精神疾病的人群）的对比，研究人员可以揭示认知功能随年龄和疾病状态变化的特点。

此外，fNIRS还可应用于脑-机接口技术、脑功能训练等方面的研究，为神经康复和脑机融合提供理论和实践支持。

虽然功能性近红外成像技术具有许多优点，如不受头骨、皮肤的限制，适用于各个年龄段的被试等，然而它也存在一些局限性。

首先，fNIRS只能提供大脑皮层的活动信息，对深部脑区的研究有一定的限制。

其次，fNIRS 对运动和呼吸等生理噪音比较敏感，这会影响到结果的准确性。

此外，fNIRS与其他神经影像学技术相比，分辨率比较低，无法提供与脑电图（EEG）和功能磁共振成像（fMRI）相媲美的空间精度。

近红外脑功能DOT成像双网格半三维算法_刘明

第 48 卷第 1 期 2015 年 1 月 DOI:10.11784/tdxbz201307070
天津大学学报(自然科学与工程技术版) Journal of Tianjin University(Science and Technology)
Vol.48 No.1 Jan. 2015
近红外脑功能 DOT 成像双网格半三维算法
1 理论与方法
DOT 系统可采用时域、频域、连续光(稳态)3 种测量模式．由于连续光模式提供了简单的系统、快速的数据获取方式和较高的信噪比，因此在脑功能成像研究中被广泛地采用．本文对光在头内传输的正问题采用稳态扩散方程并利用有限元法进行求解 [11] ．在图像重建中采用非线性最优化 Newton-Raphson 算法．在忽略脑功能活动引起的约化散射系数 ( μs′ )的变化时，逆问题求解简化为计算灰质内吸收系数采用迭代策略使吸收系数由相对 ( μa ) 的微扰 δμa ．即粗略的初始估计逐步逼近真值[12-13]，
2015 年 1 月
刘明等：近红外脑功能 DOT 成像双网格半三维算法
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近红外(near infrared， NIR)脑功能成像是一种研究大脑血液动力学变化的非侵入式技术．该技术的优势体现在： ①其具有无创、无辐射、高的时间分辨率、价廉可移动等特点，对于大脑的思维和意识等活动研究有着重要意义； ②因其可在自然条件下进行监测， NIR 脑功能成像具有很好的运动鲁棒性，该技术 [1-2] 对新生儿和婴幼儿脑功能研究有着重要意义．此外，近红外光学成像技术还可用于诊断脑组织的某些生理异常，如血肿、脑室溢血、局部缺氧和缺血等．目前商品化的近红外脑功能成像仪主要基于拓扑成像(optical topography， OT)原理[3-4]．该成像方式假设探测区域下深度和横向方向的组织光学参数均匀分布，并利用修正的朗伯 - 比尔定律给出该区域组织的平均血氧浓度变化，因此 OT 可被认为是 2D 成像．虽然基于 OT 理论的 NIR 脑功能成像仪具有图像重建速度快的优点，但是具有 3 方面局限： ①NIR 脑功能成像仪是透过头皮、头骨来探测发生在灰质内的脑血液动力学变化，而 OT 假设源-探测点之间的组织光学参数为均匀分布，势必导致计算结果无法真实反映灰质内的血液动力学变化[5]； ②由于 OT 不具有深度分辨能力，因此，心跳、血压等正常生理活动将通过头皮的血液循环间接影响 NIR 脑功能仪的准确度 [6] ； ③由于修正的朗伯 - 比尔定律不能准确描述光在组织中传播的真实过程，因此限制了 NIR 脑功能仪的空间分辨率和量化度的进一步提高[7]．近年来，应用扩散层析成像(diffuse OT， DOT)理论进行脑功能成像的研究得到了越来越多的关注[8-10]. 在反射型 DOT 中，光在脑内传播是三维的，全三维重建可以得到任意深度内脑血氧的变化，但是由于成像区域大而导致图像重建速度过慢．同时，由于 DOT 重建中正问题和逆问题的计算中需要对成像空间进行离散，全三维重建将导致测量数据远远少于重建参数个数，因此逆问题的欠定性将十分严重．对于实际的脑功能成像，人头可分为头皮、头骨、灰质和白质 4 部分．由于头皮层较薄且头骨对光的吸收大，因此可将头皮和头骨设为主要采用头骨的光学参数的均一的组织层．脑功能引起的脑血氧的变化主要发生在灰质中，由于探测系统信噪比的限制，源 - 探距离是有限的 ( 一般为 3,cm 左右 ) ，此时 NIR 光只能到达的有限深度基本在灰质表层，因此可忽略灰质内光学参数沿深度的变化，同时将白质设为均一的组织层．综上所述，同时考虑到光子在非均匀组织中的三维传输，本文提出半三维图像重建算法，以弥补二维拓扑成像和三维图像重建的不足.

基于光谱学的近红外脑功能成像技术研究

基于光谱学的近红外脑功能成像技术研究在神经科学研究中，脑功能成像技术是一项重要的研究手段。

而基于光谱学的近红外脑功能成像技术 (Near-infrared spectroscopy, NIRS) 是一种非侵入性、安全性较高的脑功能成像技术。

近年来，NIRS 逐渐成为研究脑功能和神经健康状况的一种重要手段。

本文将详细介绍 NIRS 技术的原理、特点以及在脑功能研究方面的应用。

一、NIRS 技术原理1、光学法NIRS 技术利用光学法的原理，通过透过头皮和颅骨的近红外光信号来测量脑组织内血氧浓度的变化。

红外光波长长于可见光，能够穿透头皮、颅骨和脑组织较浅层，达到脑皮层深度的1～2cm，可探测到皮层和下皮层脑区域的血氧浓度变化。

2、血红蛋白和氧合血红蛋白NIRS 技术主要测量血红蛋白和氧合血红蛋白对近红外光的吸收，并结合 Lambert-Beer 定律，计算血红蛋白和氧合血红蛋白比例的变化。

当脑区域代谢活跃时，血供将增加，导致血红蛋白和氧合血红蛋白浓度比例的变化。

这种变化可以测量脑活动的代谢需要，并提供比较准确的血氧水平和脑功能活动的信息。

二、NIRS 技术特点1、非侵入性相比其他成像技术如 EEG 、fMRI，NIRS 可以说是非侵入性的。

被试者无需戴上电极或被送入磁共振扫描器。

它只在脑区域表面透过近红外光进行照射和检测，无需伤害头皮和大脑组织。

2、高时域分辨率NIRS 技术具有很高的时域分辨率，可以快速获取到脑区域血氧水平和代谢需要的信息。

其时间分辨率概略为秒级，比 fMRI 要快很多。

3、安全NIRS 技术不产生任何电磁干扰，无需使用昂贵的设备，且环境影响极少。

NIRS 使用的红外光波长也是安全的，不会给被试者带来任何身体或视觉上的不适。

三、NIRS 技术在脑功能研究中的应用1、神经原理在劳动记忆任务中，通过 NIRS 技术可以探测到额叶和顶叶的血氧水平的增加。

同时，不同的神经调节机制也 can be 利用 NIRS 技术进行研究，如反馈机制、社交互动、情绪和注意等。

近红外第二窗口光学生物成像在实时监测血管功能障碍上的应用

实时监测血管功能障碍在临床前研究中具有重要意义。

近红外第二窗口（NIR-II）的光学生物成像具有许多优点，包括高分辨率和快速反馈。

目前已报道的分子染料受血液循环时间有限（约5-60分钟）以及吸收和发射波长相对较短，这妨碍了光学成像对生物体的长期准确监测。

本文合成了最大吸收和发射波长均超过1000 nm的NIR-II有机小分子（LZ-1105）。

由于具有较长的血液循环时间（半衰期为3.2小时），有机小分子可用于实时动态监测血管过程，包括后肢缺血再灌注，颈动脉血栓以及溶栓过程，血脑屏障的暂时开启和关闭过程。

因此，该有机小分子为研究人员提供了一种评估血管功能障碍的方法。

此工作发表在Nat. Commun., 2020, 11, 3102.图近红外第二窗口激发和发射的有机小分子LZ-1105的分子结构式及生物应用上海数联生物科技有限公司是一家专注近红外二区荧光影像仪器和探针产品研发以及应用研究的高科技公司。

我们不仅拥有化学、材料学、光学、生物学、医学等跨学科并具备技术创新与应用科研能力的技术研发团队，还拥有机电光软各系统的完整仪器产品研发团队。

团队共有30余人组成，98%的成员拥有博士&硕士学历。

我们的荧光影像仪器产品有近红外二区宽场荧光成像系统；可见光区/近红外二区宽场双通道荧光成像系统、近红外二区显微成像系统，并开发了独特的近红外二区寿命荧光寿命成像系统，可应用于活体深组织定量监测。

近红外二区成像平台对传统成像的穿透深度、空间和时间分辨率都有很大的提升。

除了成像仪器，我们在近红外二区荧光探针的设计合成方面也独特的优势，我们的荧光探针产品包括有机荧光探针和无机荧光探针（稀土/量子点）以及探针表面功能化修饰。

探针可针对不同的研究体系，在细胞、生物组织、小动物活体模型用于实时、高信噪比成像，也可通过设计实现对待测物的传感响应功能。

我们还承接科研实验服务项目，包括肿瘤、心血管、炎症、消化系统、可植入设备、肺功能、骨相关疾病、泌尿科、妇科、皮肤疾病等相关模型的建立以及成像监测等。

近红外脑功能成像在精神科的应用

近红外脑功能成像在精神科的应用摘要】近红外脑功能成像技术（fNIRS）是一种新兴的脑功能检测手段，因其对人体组织的良好穿透性，已被广泛应用于脑科学等领域的研究和临床检测中。

本文从近红外脑功能成像的原理，临床应用注意事项等方面来阐述近红外脑功能成像技术在精神科领域的应用。

【关键词】近红外光谱；脑功能成像；氧合血红蛋白；脱氧血红蛋白【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2018）24-0152-01近红外脑功能成像技术是近年来运用于临床的一种新兴的脑功能状况检测手段，近红外脑功能成像技术是基于近红外光谱术基础上，利用其对组织的良好穿透性，在组织中低吸收和高散射的特性[1]，通过对大脑内血液中血红蛋白浓度变化的血液动力学信息，反映大脑皮层的血氧代谢情况。

相比于其它的脑成像技术，fNIRS 以其安全性高、生态效度高、空间和时间精度相对较高、低成本、易操作、可连续检测等优势越来越多地受到脑科学家的青睐。

文章从近红外的原理，临床操作中注意事项等方面来阐述近红外脑功能成像技术在精神科领域的应用。

1.近红外脑功能成像原理近红外脑功能成像技术(fNIＲS)为新出现的一种无痛、无创的光学成像技术，可检测脑组织静脉血液中的氧合血红蛋(oxy-Hb)和还原血红蛋白(Deoxy-Hb)的水平变化，用于脑功能评价。

其原理主要是生物组织对近红外光（700～1000nm）具有较高散射、低吸收特性，水和血红蛋白对所透的光吸收较少，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白在近红外波段区域有不同的吸收光谱，而血液的主要成分氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和水，他们吸收光谱也不同，在785nm和850nm波长时，脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白对光的敏感度不同，两者之间的吸收有差异。

785nm 波长的光对脱氧血红蛋白比较敏感，脱氧血红蛋白吸收的强度大于氧合血红蛋白，850nm波长的光对氧合血红蛋白的敏感度较高，因此在850nm波长时对氧合血红蛋白的吸收大于脱氧血红蛋白[2]。

脑功能成像的新方法功能性近红外光谱技术

一种快速、无创、准确的检测技术，其在临床应用中日益受到重视。本次演示综述了功能近红外光谱技术的定义、原理和特点，以及其在医学、生物学、化学和其他相关领域的应用现状、方法、成果和不足，同时探讨了未来可能的研究方向。
引言
近红外光谱技术是一种基于近红外光区域内的光谱学技术，其应用范围广泛。功能近红外光谱技术作为近红外光谱技术的一个重要分支，在医学、生物学、化学和其他相关领域得到了广泛的应用。它具有无创、快速、准确、可重复性好等优点，成为临床检测和分析的重要工具。
近红外光谱技术被用于研究有机化合物的分子结构和化学反应机理等。此外，随着技术的发展和应用范围的扩大，利用神经网络、深度学习等方法对近红外光谱数据进行处理和分析也越来越受到人们的和研究者的。
综上所述，近红外光谱技术作为一种重要的光谱分析技术，已经广泛应用于多个领域。随着科学技术的不断发展和进步，其应用范围将不断扩大，分析精度也将不断提高。未来，近红外光谱技术将会在更多的领域得到应用和发展。
功能性近红外光谱技术是一种非侵入性的脑功能成像方法，它利用近红外光照射头皮，通过测量光在脑组织中的散射和吸收来推断大脑活动引起的局部血流变化。与传统的脑功能成像技术如正电子发射计算机断层扫描（PET）和功能性磁共振成像（fMRI）相比，功能性近红外光谱技术具有更高的时间分辨率和便携性，且对被试者无需特殊要求，适用范围更广。
2、术中监测：功能近红外光谱技术在手术过程中可以对患者的生理状态进行实时监测，如监测患者的血液氧合情况、局部脑组织血流量等，从而指导医生及时调整手术方案。
3、病情评估：功能近红外光谱技术还可以用于评估病情的严重程度和发展趋势，如评估烧伤患者的烧伤程度和愈合情况，为医生制定治疗方案提供依据。
四、近红外光谱技术的前沿进展

近红外脑功能检查报告怎么看

近红外脑功能检查报告怎么看近红外脑功能检查（NIRS）是一种基于光谱分析原理的非侵入性神经影像技术，可以用于评估脑部功能和血氧饱和度情况。

本报告将介绍如何正确阅读和解读近红外脑功能检查报告，以帮助您更好地了解自身的脑功能状态。

一、报告基本信息在阅读报告之前，首先要查看报告中的基本信息。

包括被检者的个人信息（如姓名、性别、年龄）、检查日期和报告生成日期等。

确保信息准确无误有助于后续的数据分析和解读。

二、脑区功能分布图报告中通常包含一个脑区功能分布图，用来展示被检者各个脑区的功能活性。

这些脑区通常对应着不同的认知功能，如前额叶、顶叶、颞叶等。

浅色表示活跃的脑区，深色表示不活跃的脑区。

通过观察功能分布图，我们可以初步了解被检者的脑功能情况。

三、脑氧饱和度曲线近红外脑功能检查主要通过监测脑部的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白之比来评估脑氧饱和度。

在报告中，通常会呈现一条脑氧饱和度曲线，该曲线反映了被检者在不同时间段脑氧饱和度的变化情况。

观察曲线的趋势和波动可以了解被检者脑供血和氧供的情况。

四、数据解读在报告中，可能会提供一些数据指标，比如平均脑氧饱和度、峰值活跃脑区数目等。

这些指标可以用来量化脑功能的表现。

根据报告中所给的数据，我们可以对被检者的脑功能状况进行初步评估。

在解读报告的过程中，我们应该注意以下几点：1. 对比正常值：每个指标都有一个正常范围，与正常范围进行对比可以帮助我们判断被检者的脑功能是否正常。

如果某项指标偏离正常范围较大，可能需要进一步检查或咨询专业人士进行解读。

2. 综合分析数据：近红外脑功能检查是一项辅助性检查，需要结合其他相关检查结果和患者的临床病情进行综合分析。

单一的数据指标往往不能完整准确地反映脑功能状况，因此需要全面、系统地考虑各个方面的信息。

3. 寻求专业解读：如果您对报告结果有任何疑问或担忧，建议咨询专业的医生或脑神经科学专家进行解读。

他们可以根据您的具体情况，提供更准确的诊断和建议。

基于希尔伯特_黄变换的近红外脑功能成像信号分析_周振宇

2期
周振宇等:
基于希尔伯特黄变换的近红外脑功能成像信号分析
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每次刺激图片呈现 3 s。在开始测验前 , 被试者不进行练习。整个实验顺序为休息 ( 20 s) →刺激→ ( 3 s) →休息( 20 s) →刺激( 3 s) → ,,等。整个实验过程为 135 s, 实验程序由软件 P resent at ion 编程实现。全部实验数据均由 Ex cel 文件实时保存。
1 R esea r ch Cent r e of Lear nin g Science , Sout hea st Un iver sit y , Na n jing 210096 2 S chool of Biological Science an d Medica l En gin eer in g , Sout hea st Univ er sit y , Na nj in g 210096 3 K ey La bor a tor y of Biom edical P hot onics , Min ist r ay of Educa tion , Hua zhon g Univ er sit y of Scien ce a nd T echn ology , Wuha n 430074 Abstract: Near - infrared spectroscopy ( NIRS) has been widely used to access the brain functional activit y non invasively, but traditional signal analysis methods are unsuitable for non -linear and non -stationary data. A novel signal processing method is developed by using Hilbert - Huang transform ( HHT) to perform spectral analysis of functional NIRS signals sampled in a vision stimulation experiment based on event - related design. Compared with wavelet based multi resolution analysis (MRA) and Fourier spectral analysis, we demonstrate that the HHT method is better in the extraction of task related signal for observation of activation in the prefrontal cortex. This method indicates a new analytical tool for functional NI RS signals and enables us to understand the episode of functional NIRS more precisely. Key words: medical optics and biotechnology; near infrared imaging; Hilbert - Huang transform ( HHT) ; spectral anallysis of Functional Near - infrared Imaging Based on Hilbert - Huang Transform

脑功能成像及其数据处理方法

ｔｉｅｅｅｃｏｈｒｉｕｃｉｎｌｉｇｎｅｅｒｈａｎｒｆｒｎｅｆｒｔｅｂａｎｆｎｔａｍａｉｇｒｓａｃ．ｏ
［ｙｒｓＢｍｎｔｎｉａｉ；ａｒｃｓｎ；ＳｔｔａｐｒｔｃｍｐｉｇＳｍ — ｕｎｉｔｅａａｓＫｅｗｏｄ］ｒｎｆｃｉｇｇＤｔｐｏｅｓｇｔｉｉｌａｍｅａｐｎ；ｅｉｑａｔａｖｎｌｉｕｏｍｎａｉａｓｃａｒｉｔｉｙｓ
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医学信息学杂志
２１００年第３卷第１１１
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面向近红外脑功能成像的光学自导引漫射光断层成像方法

面向近红外脑功能成像的光学自导引漫射光断层成像方法赵会娟;戚彩霞;刘明;秦转萍;张耀;张丽敏;李娇;周仲兴;高峰【期刊名称】《光子学报》【年(卷),期】2016(0)11【摘要】为降低近红外脑功能漫射光断层成像(DOT)固有的逆问题病态性,并避免多模态方法的图像配准等问题,提出了基于光学自导引提供先验功能信息的脑功能DOT方法(OT-DOT),并发展了图像重构方法.模拟验证表明:上皮厚度(TLT)已知时,OT-DOT获得的重构量化度(QR)约为传统DOT的4.2倍;当TLT的估计误差小于±10%时,OT-DOT重构的QR值可达92%以上,远远优于传统DOT;噪声鲁棒性测试表明,OT-DOT与传统DOT的噪声鲁棒性相近.利用连续光DOT测量系统的仿体实验重构结果表明,所发展的OT-DOT算法获得的重构结果优于传统DOT算法.【总页数】9页(P1-9)【关键词】光谱学;生物医学光子学;光学自导引漫射光断层成像;脑功能;近红外;先验信息;图像重构方法【作者】赵会娟;戚彩霞;刘明;秦转萍;张耀;张丽敏;李娇;周仲兴;高峰【作者单位】天津大学精密仪器与光电子工程学院;天津市信息传感与智能控制重点实验室【正文语种】中文【中图分类】Q63【相关文献】1.结合生物体形态学信息实现功能血流成像的近红外漫射光新技术 [J], 尚禹;刘祎;王冠军;韩建宁;丁婷;钱丽霞;郑育聪;郭娟2.磁共振辅助的近红外扩散光学断层成像 [J], 陈春晓;王睿;吴佳妮;滕皋军3.结合Tikhonov正则化方法的近红外漫射光血流成像技术 [J], 张晓娟;徐金荣;桂志国;白馨;左佳;刘祎;尚禹4.功能性近红外光谱成像技术在脑功能成像中的应用研究进展 [J], 曹朝霞;张彦峰;韩雅迪;赵中亭;严兴科;;;;;5.漫射光学断层成像系统的研究与设计 [J], 奉华成;白净因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

用近红外光拓扑图技术实时跟踪脑血流变化

用近红外光拓扑图技术实时跟踪脑血流变化陈卫国;李鹏程;卢广;胡波【期刊名称】《生物物理学报》【年(卷),期】2000(016)003【摘要】用近红外光大脑拓扑图技术(near-infrared cerebral topography,NIRS topography),对大鼠大脑中动脉线栓梗塞模型的皮层缺血部位进行定位成像.利用氧合血红蛋白和去氧血红蛋白对近红外光的吸收峰值波长分别为850nm和760nm的原理,制作了NIRS拓扑仪.分别用NIRS拓扑仪、磁共振成像和解剖样本染色对10只SD雄性大鼠大脑皮层缺血部位进行成像.结果表明,NIRS拓扑图所显示的皮层缺血面积与磁共振图象及解剖样本所显示的皮层缺血面积的相关系数分别为0.82(p<0.05)和0.89(p<0.01).【总页数】5页(P613-617)【作者】陈卫国;李鹏程;卢广;胡波【作者单位】华中理工大学生命科学与技术学院,湖北,武汉,430074;华中理工大学生命科学与技术学院,湖北,武汉,430074;中国科学院武汉分院磁共振和原子、分子物理国家重点实验室,湖北,武汉,430074;同济医科大学附属协和医院神经内科,湖北,武汉,430030【正文语种】中文【中图分类】Q66【相关文献】1.应用功能性近红外光谱技术检测自闭症者脑功能的研究进展 [J], 王智;田婧;朱紫桥2.近红外光谱技术在测定新生儿坏死性小肠结肠炎脑血氧饱和度和判定肠坏死程度的探讨 [J], 毛建雄;肖东;罗燕;张翅;王秀良3.功能性近红外光谱技术在利手、非利手主动抓握-释放任务下脑区激活研究中的应用 [J], 李晁金子;黄富表;杜晓霞;张豪杰;张通4.基于近红外光谱技术的脑氧检测系统研究进展 [J], 储宝;黄尧;王贻坤;张持健;王全福;王霞5.用近红外光拓扑图技术短期预测脑梗塞 [J], 陈卫国;李鹏程;骆清铭;卢广;胡波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。