近红外采集软件简单操作流程介绍.docx
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NIRScout 硬件介绍■h rar:in& :r if s.i m | rv-iH-：irMrwi v4tJI RScauthHlH k-Mr nag■lU HUTCUCT LIZ!前面板:Qdetector card:每个卡上有4个探测器通道Qtrigger inport card ：l日版本的触发器卡是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QUSB controller card： USB2.0接口与采集记录计算机连接QLED 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holderFigure 1. Principle uf simple nearEst - neighbor NIRS mea^urEment.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-in fraed spectroscopy of brain fun ctio n）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★★推荐的S-D距离25-30mm，能达到的探测深度为10-20mm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1、首先窗口介绍，主要是四个窗口・匕•人■.硕Operating PanelMenu BarObpiay Panel- System Setup-Data Visuli^ationStatus Options 8arHI Hi Hl IM第一步、连接好硬件并启动设备。
1、确认近红外主机是否通过 USB 连接线与计算机通讯，电源是否启动！2、 评价标准：前面板“power”红色指示灯和“status”绿色指示灯已经亮3、 启动 NIRStar 采集控制软件控制&数据采集记录电脑LED光源和光纤探测器连接实验方案刺激呈现电脑第二步、设置系统配置为了软件能正确使用，需要首先确认系统配置，包括系统“可用的最大探测器卡数”、“可用的最 大光源通道数”，以及操作模式设置★需要正确设置系统硬件的情况：1、当安装 NIRStar 软件后第一次使用2、改变硬件后设置成功后系统会自动保存，此步骤只需设置一次就可以了★有一个可选功能：强制将系统采样率设置成 1Hz 的整数倍NIRScout 最大 24 detector, 16 sourcesNIRScout Extended 最大 32 detectors, 48sources第三步、通道设置“ channelsetup ”3.1、设置光源数、探测器数 这一步中的最大光源数和探测器数量是由第二步中的设置决定的★★注意这两个数是由选用的系统硬件决定的！即使在使用中没有用到硬件的全部detector和 source，仍然要设置成和与第二步中相同的参数。
3.2、设置光源点亮方式根据实验设计光源的的点亮序列，即在一个扫描循环中(scan cycle )几号光源点亮★★在矩阵中位置 X 行， Y 列的亮点，表示第 X 号光源在扫描每个循环中第 Y 个激活AlliUl |E b如选中的島农孜号光源柱T4a描序歹忡第时占注CcJitLgUi'«.lidDL；Clignn.ol U-uId^cCLvmcl Scbip | Iapt LayoutH也屈魁・5pfiCLfLC4ti«n 盘血血.2>1Ant e Updi-L-affinber r>f S
★★采用“Bilateral”模式时为了避免光源之间的cross-talk “交叉干扰”，至少要保持光源之间的距离 大于 6cm第四步、TopographicLayoutEditor地形图布局NIRStar 软件可以实时显示一个简单的二维地形图，为了应用此项功能，首先需要定义一个二维地 形图布局此步骤主要作用：将插在帽子上的探测器和光源的相对空间布局映射到 NIRStar 软件里边，方便软 件记录数据和后期分析处理这个“top layout”指定了使用的光源和探测器对（s-d）,以及s-d相对空间排列具体方法就是：1、把实验方案中用到的光源和探测器在帽子上所插的点,分别画在之相对应的10-20的扩展图上, 标上相应的光源和探测器号码2、定义有效通道相邻光源S与探测器D构成一个通道，我们用“X-Y”表示一个通道，X代表第X号光源，Y代表第Y号探测器把全部通道数写出来然后按照“从上到下，先横排后竖排”的方法，将通道依次写出来如下图就是：2-42-16-56-84-42-31-15-56-78-84-31-35-78-73-31-25-67-73-27-63、在NIRStar软件上“topo layout”栏，选择合适行数和列数的表格，并填上相应的通道。
★★请注意：这一步例子中是用 5 行 7 列的表格，对称性的输入这些通道我们也可以就按上页自己写的那个 5 行6 列的表格不对称的输进去Nirstar软件这一步只是将记录的有效的S-D通道和“你所设计的表格” 一一对应，表格的形状和 排列方式不影响记录的数据4、 可以将设置好的“ Topo layout ”进行保存，或者直接导入已经设置好的布局结构—To卫口 Layout I Lc-ad注意：当设备的硬件结构发生变化后，指定的地形图配置将被擦除！5、 此步骤中生成的TopoLayout.m文件，可以直接导入到nilab软件中进行分析处理Eypcrt to NIIAB第五步、channelmasking “通道蒙板”此步骤主要作用：指定在曲线画图显示界面中，要显示哪些通道行代表光源、列代表探测器 被选中的通道是我们研究感兴趣的通道Masking： OptionsA-pplj^ Top＞：i Layoutch；iiLTLels》M as k saved d ：±+ a?T-s Im. CdniLiMasking Options 选项介绍：Apply Top* Layout I1、 当选择此按钮时，将自动把在第4步中设置的通道进行蒙板选中。
此选项是最常用的选项Aut o |d. 1DCI 号2、 自动蒙板功能，此功能可以设置显示阈值，只显示超过此阈值的通道默 认值为 0.1mvMask zaired dat a?3、 选中此项后，软件只保存mask通道记录的数据第六步、设置好以上几步后就可以进行“Calibrate”标定该步骤的主要作用：是设备进行动态增益的调节，及判断信号质量是否可用 一个典型的实验和数据记录流程应该是，首先将光源和探测器在被试头部调整完毕，然后按照 上述步骤设置和标定设备，最后开始记录数据10Gain MapKefre shSc；ill3WARNING ! NO GAIN CALIBRATION PERFORMED YET !毎 TBOiur 厂 B50nii/参数介绍：为放大器的增益值，Gain增益值不能直接反映信号质量的好坏，因为此值是一个动态变 叵少 化的对于典型光源和探测器距离（2.5-3cm）增益一般在4以上，如果超过7则建议重新检查下S\D与头皮接触是否良好此值是一个电压值，是光源发射的光强信号经组织吸收后，被探测器检测到的包含 光强信息的电压值★手册中推荐的可以进行数据记录的level参考值是:0.1V-1V之间。
也就是软件上的Level指示 落在“绿色到黄色之间”另外，因为光源是包含两个波长：760nm和850nm,所以在进行Calibrate时查看Level应同时 兼顾两种波长的原则是：至少保证一个波长的信号level是非常好的同时，兼顾另一个波长的level‘n 信噪比由CV变异系数来表示，1%表示典型心跳节律引起的噪声选中“Use Topo View "和“Show Topo Labels "两项后，可以在显示面板上实时显示二维地形图第七步、数据预览和记录采集进行完 Calibrate 后就可以进行数据的预览和记录了数据的可视化有两种方式，一种是Curve"曲线显示” 一种是“Topographic display ”地形图显示，两种方式都是显示oxy-或deoxy-血红蛋白的相对变化★☆请注意默认显示的数据是记录到的原始数据（电压值），可以通过点击”Show Hb 。
