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如何学习近红外技术?

前言

近红外脑功能成像技术(以下简称fNIRS),目前来说,越来越多的科研院所探索脑功能常见的技术手段,它不同于脑(EEG),也不同于功能磁共振(fMRI),它有着自己的优势与特点。在很早的推文中,我已经介绍过这三种设备的优缺点,可查看文章《EEG vs MRI vs fMRI vs fNIRS》。最近有很多人问我关于近红外数据的入门以及数据分析问题,其实这些都是学习近红外技术道路上必不可少需要面对的问题,但这也是学习动力前的必要动力,不要惧怕,勇往直前,拨开云雾,翻过这座山,胜利就在眼前。

如何学习近红外脑功能成像技术(fNIRS)?

近红外技术作为近年来比较新颖的脑功能技术手段,它不需要像EEG那样打导电膏麻烦,也不需要像fMRI那样躺在狭小的空间里恐惧。它开放的环境与独特的戴上光极帽就可以完成脑功能探测了,我从以下几个方面来谈谈学习近红外技术手段的入门?

第一部分 学习资源

学习任何技术手段之前,必备的技能就是搜索技术资料。目前来说,近红外技术资料还是比较少的,它不像我之前写过的EEG有书籍参考《【荐书】EEG/ERP书籍》,中文书籍来说,近红外技术基本上没有书籍参考;英文书籍,我目前看到有一本书《Application of Near Infrared Spectroscopy in Biomedicine》基础原理讲解很清楚;除了书籍以外,还可以参考的近红外学习网址恐怕就没有多少了,在这里我首先推荐崔旭老师的个人博客www.alivelearn.net,这里有很多关于近红外的知识,除此之外,想要了解近红外技术发表的一些文章可以参考公众号《fNIRS之家》,它会提供很多有关于近红外技术的文章信息。还有一个是台湾学者Chia-Feng Lu在YouTube上讲解的一系列近红外知识,它是非常全的知识体系,网址http://www.ym.edu.tw/~cflu/CFLu_course_fnirs.html,最后,本公众号也在之前发布了很多关于近红外的相关资料,也可参考。

第二部分 近红外脑成像原理

原理部分,这也是最最最入门你需要了解的,这个内容不论是之前公众号的文章还是仪器设备厂商都会进行培训讲解的必备内容,不要小看基础知识,它也是非常重要的,近两年,崔旭老师在其微信群里举办的近红外知识答题很受大家欢迎,如果你也想测试一下你了解多少近红外知识,不妨测试一下《测试下你的近红外脑成像知识(2020版)》,在这里着重推荐大家看的文献文章《Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS): Principles and Neuroscientific Applications》,《A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology》,本公众号文章《近红外脑功能成像基础》,《光学近红外脑成像原理》。

第三部分 认识近红外设备仪器

近红外的设备有很多,有进口设备也有国产设备。每种设备型号都有其技术特点,在这里我仅列出我所知道的设备型号,参考网址:https://fnirs.org/resources/instruments/
目前来说,国内使用比较多的设备有hitachi(日立)、shimadzu(岛津)、NIRx设备,这几款设备都是进口设备,在国内还有国产的设备厂商,丹阳慧创,武汉资联虹康也自主研制近红外设备。相关的参数,我这里不赘述,如果你需要参考其参数,可以通过邮件发送给我。

第四部分 数据分析

目前,我更新的近红外视频学习中已经包含着数据分析内容,可以参考,在数据分析时,可能会遇到的问题是数据分析工具箱的选择,可以参考《fNIRS分析工具箱》,除此之外对于数据本身的一些干扰和提取信号,在我的公众号上也是可以找到的,数据分析中还可能涉及到的问题是前期近红外实验设计的问题,这是非常重要的,好的实验设计是处理数据过程成功的一般,最后是可视化大脑数据,这个可参考崔旭老师文章,有示例代码以及我即将更新的视频系列,会提及到的几款可视化数据的软件(xjview,nirsLAB、NIRS_SPM、Atlas Viewer、NIRS AnalyzIR等)。

结尾

本文首发在braintechnology公众号,如有疑问及建议,可联系邮箱[email protected]