近红外结构成像OCT系统
一、 项目背景
眼睛是人类感官中最重要的器官，大脑中大约有80%的知识都是通过眼睛获取的。眼角膜的感觉神经丰富，主要由三叉神经的眼支经睫状神经到达角膜。视网膜，是一层透明的膜，也是视觉形成的神经信息传递的第一站。具有很精细的网络结构及丰富的代谢和生理功能。如果把眼睛比喻为相机，眼角膜就是相机的镜头，眼底视网膜就是感光底片，负责感光成像。为了实现该生理功能，视网膜配有大量的感光细胞、神经元细胞、以及相应的辅助细胞，代谢极其旺盛，因此，需要一套高效的供血网络，提供充足的氧气和营养物质。正因为眼底结构及供血网络的重要性，一些致盲性的眼科疾病均与眼底结构与血液循环状况紧密关联，如青光眼、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性等。发展一种眼组织的无标记、三维结构、血流及荧光成像技术具有极其重要的科学研究与临床应用价值。
光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)是一种无标记、非侵入、无损光学成像技术方法，能够实时提供二维断层图像及三维体图像，具有微米级分辨率和毫米级成像深度。就分辨率和成像深度而言，OCT填补了共聚焦显微镜和超声成像之间的空白。理想的OCT成像样品需要允许探测光穿透并进入样品内部，通过样品中不同材料层的后向散射光采集，OCT图像能够展示样品的不同结构信息。OCT系统沿探测光路收集并测量来自表面及表面下的后向散射光，并与参考光发生干涉，通过对干涉信号的光谱解调得到样品结构信息。结合不同的扫描策略，采用OCT技术能够获取生物组织内部微观结构的二维断层图像及三维高分辨率图像。
随着OCT技术的不断发展，OCT功能成像技术不断被提出。其中，基于OCT信号的时序分析可以获取血流信息，无需常规外源性的荧光标记物，综合利用OCT空间散射信号采集能力以及动态光学散射特性的运动识别能力，区分三维空间中的动态血流区域和静态周围组织。血流灌注是衡量生命有机体生理功能和病理状态的重要指标，血流检测对于有机体生理功能和病理状态的评价与诊断具有重要意义。因此，基于OCT技术可实现在体、无标记的生物组织结构及血流成像，可快速获取毛细血管水平方向的血流灌注信息。
功能性近红外脑成像系统综述
马佩;沈无双;沈慧娟;张学典
【期刊名称】《光学仪器》
【年(卷),期】2022(44)5
【摘 要】功能性近红外脑成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术能够有效测量大脑血红蛋白的浓度变化,是一种新型的、无损的检测技术。研发出一种高性能的可穿戴fNIRS系统对于临床诊断和日常生活监测具有重要意义。对比了不同fNIRS系统中的各个组成部分,首先分析比较了系统中光源和光电探测器的选择以及排布方式,其次比较了数据采集、数据预处理和数据分析的方法,最后讨论了提高系统时间分辨率、空间分辨率以及便携性的改进方法。本文可为读者设计一种高性能的fNIRS系统提供指导。
【总页数】13页(P1-13)
【作 者】马佩;沈无双;沈慧娟;张学典
【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院;上海理工大学医用光学技术与仪器教育部重点实验室
【正文语种】中 文
【中图分类】TH
【相关文献】
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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。
NIRStar采集软件简单操作流程介绍
NIRScout硬件介绍
前面板:
○1detector card：每个卡上有4个探测器通道
○2trigger inport card ：旧版本的触发器卡是4个数字BNC接口，新版的是排插式数字触发接口，通过25pin标准并口与刺激呈现的电脑连接。
○3USB controller card：USB2.0接口与采集记录计算机连接。
○4LED driver card：每个卡可以同时驱动8个LED。
后面板：
1、NIRScout电源插孔
2、电源开关
a、探测器头和光纤
b、LED光源
c、帽子&光源和探测器holder
NIRstar简单操作指南
一、前言：NIRS系统简单原理介绍
近红外脑功能成像系统（Near-infraed spectroscopy of brain
function）采用低能量的光谱辐射法，测量相关大脑皮层区域的组织
吸收，通过算法推断出与脑功能活动相关的氧合、脱氧血红蛋白浓
度的变化量。 测量通道的定义：放置在组织表面的一个光源发射器（source）
和一个接收器（detector）之间形成一个通道（channel）。
因为光学信号穿过生物组织后会严重衰减，穿过几个厘米强度
就会减少几个数量级。一个理想的通道应该是在实现最大探测深度
的同时，要有一个足够高的信噪比。
实验研究得出，测量大脑皮层近红外信号能检测的区域就是以
S-D中间点的范围，探测的深度不超过S-D间距离的一半。
为了完成脑活动的空间成像，需要在感兴趣的脑区放置多个光源和探测器对。NIRX近红外系统采用独特的策略：每个光源和每个探测器之间都形成一个通道，因此由X个光源和Y个探测器组成的系统产生的总的测量通道是X*Y个，不管光源和探测器之间的排列方式和距离。不过只有S-D距离在一定范围内的通道才能产生可用的幅度和信噪比。
二、NIRStar软件设置步骤
