小磁說(shuō)｜TIPS

近紅外腦功能成像技術(shù)(fNIRS)的數(shù)據(jù)的處理和分析具有一定的復(fù)雜性，排除數(shù)據(jù)采集時(shí)的信號(hào)干擾、個(gè)體差異等因素，在數(shù)據(jù)處理時(shí)仍有算法選擇、噪聲處理；數(shù)據(jù)分析時(shí)有多變量分析、腦網(wǎng)絡(luò)分析等等需要考慮的復(fù)雜因素和環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都決定最終研究的成敗。

為了有效地處理和分析采集的數(shù)據(jù)，研究人員通常會(huì)選擇使用專門的軟件工具。

本篇文章為大家介紹優(yōu)秀的fNIRS數(shù)據(jù)分析工具應(yīng)有的特點(diǎn)以及目前國(guó)際通用的幾款fNIRS數(shù)據(jù)分析軟件。大家可以根據(jù)自己的需求，對(duì)比選擇使用~

一款理想的fNIRS分析軟件至少應(yīng)具備以下功能和要求，以滿足研究者的需求并確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和效率：

1.數(shù)據(jù)兼容性

能夠無(wú)縫集成多種fNIRS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，支持多種通用數(shù)據(jù)格式，確保數(shù)據(jù)的兼容性和靈活性。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

a.內(nèi)置多種預(yù)處理算法，如濾波、去噪、偽跡去除等，能夠自動(dòng)或手動(dòng)處理原始數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

b.支持用戶自定義預(yù)處理流程，滿足不同研究需求。

3.數(shù)據(jù)分析

a.提供豐富的數(shù)據(jù)分析方法，如血紅蛋白濃度變化計(jì)算、功能連接分析、圖論分析等，支持從多個(gè)角度解析大腦活動(dòng)。

b.支持任務(wù)態(tài)和靜息態(tài)fNIRS數(shù)據(jù)的分析，滿足不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的需求。

c.支持多組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，包括組間比較、t檢驗(yàn)等，便于發(fā)現(xiàn)差異和規(guī)律。

4.可視化

a.提供直觀的數(shù)據(jù)可視化工具，如二維和三維圖像顯示、時(shí)間序列圖、熱力圖等，幫助研究者快速理解數(shù)據(jù)。

b.支持自定義可視化設(shè)置，如顏色映射、透明度調(diào)整等，提高可視化效果。

5.擴(kuò)展性與開(kāi)放性

a.支持與其他軟件的集成和擴(kuò)展，如MATLAB、Python等，便于研究者進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和定制化分析。

b.提供開(kāi)放的API接口或插件系統(tǒng)，允許用戶添加自定義的算法或功能。

6.用戶友好性

擁有簡(jiǎn)潔明了的用戶界面和操作流程，降低學(xué)習(xí)成本和使用難度。

NIRS-SPM

一個(gè)基于Matlab平臺(tái)的fNIRS數(shù)據(jù)分析工具包，該軟件提供了從數(shù)據(jù)識(shí)別、預(yù)處理到統(tǒng)計(jì)分析的完整功能，并支持ROI分析和時(shí)間序列分析等多種高級(jí)功能。由于其開(kāi)源和基于Matlab平臺(tái)的特點(diǎn)，NIRS_SPM在fNIRS數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。

NIRS_SPM (Ye et al., 2009)

Homer2＆Homer3

Homer是用于fNIRS數(shù)據(jù)分析的開(kāi)源軟件，Homer3是Homer2的更新版。這兩款軟件都基于MATLAB平臺(tái)，提供了從數(shù)據(jù)導(dǎo)入、預(yù)處理、信號(hào)提取到統(tǒng)計(jì)分析的完整功能。Homer3在Homer2的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和升級(jí)，提供了更多的功能和靈活性，以更好地滿足復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析需求。

Homer 2&3 (Huppert et al., 2009)

NIRS-KIT

NIRSKit是一款基于MATLAB的跨平臺(tái)工具箱，專門用于任務(wù)態(tài)和靜息態(tài)的功能性近紅外光譜（fNIRS）數(shù)據(jù)分析。NIRSKit包含了整個(gè)fNIRS數(shù)據(jù)分析流程，從原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)覽和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，到預(yù)處理、個(gè)體水平分析、組水平統(tǒng)計(jì)，再到結(jié)果的可視化。

該工具箱既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)態(tài)fNIRS數(shù)據(jù)的激活區(qū)檢測(cè)，也可以完成對(duì)靜息態(tài)fNIRS數(shù)據(jù)進(jìn)行功能連接、圖論和低頻振幅等指標(biāo)的分析要求。

NIRS_KIT (Hou et al., 2021)

FC-NIRS

是一款用于近紅外光譜數(shù)據(jù)的功能連通性分析工具，該軟件由北京師范大學(xué)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。它的功能包括功能連接分析、可視化和網(wǎng)絡(luò)分析，還具有信號(hào)質(zhì)量控制和批處理功能。

FC-NIRS (Xu et al., 2015)

BrainNet Viewer

BrainNet Viewer一款基于MATLAB的大腦網(wǎng)絡(luò)可視化工具箱，用于顯示大腦表面、節(jié)點(diǎn)、邊緣的不同組合，為腦連接研究提供一個(gè)靈活、快速的可視化平臺(tái)。用戶界面便于操作，易于修改大腦網(wǎng)絡(luò)圖像顯示的細(xì)節(jié)，并且可以導(dǎo)出為常用的圖像文件格式或演示視頻。

Brainnet Viewer (Xia et al., 2013)

NirMaster

NirMaster是國(guó)內(nèi)目前首個(gè)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全中文fNIRS數(shù)據(jù)分析軟件，該軟件采用了符合國(guó)人操作習(xí)慣的交互界面，全流程引導(dǎo)式操作，無(wú)需使用者具備代碼編程基礎(chǔ)；尤其擅長(zhǎng)完成一些大批量復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計(jì)分析；功能較為全面，從原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)覽和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，到預(yù)處理、個(gè)體水平分析、組水平統(tǒng)計(jì)，再到復(fù)雜的腦網(wǎng)絡(luò)連接、圖論分析以及結(jié)果的可視化均可在一個(gè)界面一站式快速完成。

同時(shí)，該軟件兼容主流各大平臺(tái)和通用數(shù)據(jù)格式，不受限制，便于科研工作者高效完成研究項(xiàng)目。

NirMaster (2024)

一款好的fNIRS分析軟件需要具備全面的功能和要求，并滿足高效性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性、靈活性、易用性、穩(wěn)定性等標(biāo)準(zhǔn)。

NirMaster作為世界首款具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全中文數(shù)據(jù)分析軟件，憑借卓越的易用性、豐富的功能、廣泛的適用性、極高的穩(wěn)定性、高效的處理能力以及可靠的升級(jí)維護(hù)服務(wù)，成為了眾多fNIRS數(shù)據(jù)分析軟件中的佼佼者！

相信這款優(yōu)秀的軟件，可以為fNIRS領(lǐng)域研究提供強(qiáng)大的支持，進(jìn)一步推動(dòng)fNIRS技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深入發(fā)展。