功能性近红外光谱(FNIRS)由于其优势,例如非侵入性,用户安全性,可负担性和可移植性,引起了脑部计算机界面(BCI)(BCI)的越来越多的关注。但是,FNIRS信号是高度主题的,并且重新测试可靠性较低。因此,在每次使用基于FNIRS的BCI之前,都需要使用个体的校准,以实现实用BCI应用的高度高性能。在这项研究中,我们提出了一种基于基于受试者的基于受试者FNIRS的BCI的新型深卷卷神经网络(CNN)的方法。共有18名参与者进行了基于FNIRS的BCI实验,该实验的主要目标是将精神算术任务与闲置状态任务区分开。采用了一项受试者的交叉验证,以评估所提出的基于受试者的基于FNIRS的BCI的平均分类精度。结果,据报道,该方法的平均分类准确性为71.20±8.74%,高于有效BCI通信的阈值准确性(70%),以及使用常规收缩线性判别分析获得的(65.74±7.68%)。要达到与拟议的基于受试者的基于FNIRS的BCI相当的分类精度,对于基于传统的受试者基于FNIRS的BCI,必须进行24次培训试验(约12分钟)。预计我们的基于CNN的方法将减少长期个人校准会话的必要性,从而显着增强基于FNIRS的BCIS的实用性。
1 数据集信息 [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2 使用均值、方差和三阶矩 Σ nt 的 1-back、2-back、3-back 任务的分类准确率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3 使用 Σ n (t) 的均值、方差和三阶矩,对数据集 1 的 1-back、2-back、3-back 任务与 RELAX 任务之间的分类准确度 43 4 使用均值和方差以及不同的机器学习算法,对数据集 2 的不同 n-back 任务之间的分类准确度。 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
摘要:氧化钇(Y 2 O 3 )具有良好的物理和光电性能,被广泛应用于金属增强复合材料、微电子器件、波导激光器、高温防护涂层等。然而,目前对Y 2 O 3 作为可饱和吸收体(SA)在光纤激光器中的非线性光学应用研究很少。本文展示了一种以Y 2 O 3 为Q开关器件的被动Q开关近红外光纤激光器。采用双探测器测量技术测量了磁控溅射法制备的Y 2 O 3 SA的光学非线性特性,发现所提出的Y 2 O 3 SA的调制度为46.43%。实现的Q开关激光器在1530 nm处提供26 mW的平均输出功率,脉冲持续时间为592.7 ns。据我们所知,这是第一份关于 Y 2 O 3 作为近红外光纤激光器 Q 开关的光学非线性报告,这可能会加深对 Y 2 O 3 光学非线性特性的理解,并进入光调制和光电器件的潜在市场。
2 美国利伯缇大学公共和社区健康系 摘要 纳米技术的最新进展极大地提高了近红外荧光 (NIRF) 探针在癌症成像中的实用性。本文研究了装载 NIR 染料(如吲哚菁绿 (ICG) 和 DiR)的纳米粒子的益处,这些染料以能够穿透深层组织和产生低背景自发荧光而闻名。利用增强的渗透性和保留 (EPR) 效应,这些纳米粒子可以有效靶向肿瘤组织,支持先进的成像技术和精准药物输送。该综述强调了 NIRF 成像在分子诊断中的变革潜力,特别是其在分子水平上区分恶性组织的能力。它还探索了各种 NIRF 染料类型,例如基于菁和 BODIPY 的探针,以及旨在增强成像特异性和治疗益处的多功能药剂。此外,结合包括抗体和小分子在内的靶向机制可提高这些探针的准确性。尽管存在药代动力学和毒性等挑战,纳米粒子探针能够实现实时肿瘤追踪和多模态成像,凸显了其在推进癌症诊断和治疗方面的关键作用。通过促进治疗诊断方法的整合,这些技术为个性化肿瘤治疗和改善患者预后提供了有希望的途径。关键词:近红外荧光 (NIRF) 成像;纳米粒子;癌症诊断;肿瘤靶向;生物相容性;分子成像 1. 简介 1.1. 近红外荧光 (NIRF) 成像概述
摘要 近来,结合不同大脑模态信号的多模态神经成像被认为有提高诊断准确性的潜力。本研究旨在探索一种通过同时测量脑电图 (EEG) 和功能性近红外光谱 (fNIRS) 来区分注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 患者和对照组的新方法。该研究纳入了 23 名接受药物治疗的混合型 ADHD 儿童和 21 名健康儿童。使用 Higuchi 分形维数和 Lempel-Ziv 复杂度、从听觉诱发电位获得的 P3 波的潜伏期和振幅值以及从 fNIRS 计算的额叶皮质血流动力学反应从 EEG 信号中获得受试者的非线性大脑动力学。在 ADHD 儿童中发现复杂性值较低、P3 潜伏期延长和 P3 振幅值降低。fNIRS 表明对照组受试者的右前额叶激活程度高于 ADHD 儿童。分析特征,寻找最佳分类精度,最后引入机器学习技术,即支持向量机、朴素贝叶斯和多层感知神经网络,用于单独 EEG 信号和 fNIRS 与 EEG 信号的组合。使用 EEG 和 EEG-fNIRS 系统,朴素贝叶斯分别以 79.54% 和 93.18% 的准确率提供最佳分类。我们的研究结果表明,通过结合从 fNIRS 和 EEG 获得的特征来利用信息可以提高分类精度。总之,我们的方法表明 EEG-fNIRS 多模态神经成像是一种有前途的 ADHD 客观诊断方法。
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据说21世纪是大脑的世纪,神经科学是一项高级研究的研究,从基础研究到医疗和生物领域的临床应用到甚至工业应用,在广泛领域的研究中取得了显着进步。大脑与“思想”的关系有很多方面,例如我们如何思考,记忆,识别和感受情绪,仍然不太了解。研究这种脑科学确实是世界各地的生活科学研究的前沿,正在对涉及多个领域的综合领域的各种研究项目进行工作。大脑功能研究不仅限于传统研究领域,例如精神病学,神经病学,人类发展和心理学。现在,各种康复或应用工程领域以及社会和人类科学以及经济学以及经济学也越来越兴趣。这一研究范围正在以越来越多的速度扩展。此外,已经开发了各种测量技术和工具作为研究大脑功能的方法。一些方法包括EEG(脑电图),fMRI(功能性磁共振成像),PET(正电子发射断层扫描)和MEG(磁脑摄影)(请参见表1)。近年来已经开发并一直在提高期望的一种新方法是FNIRS(功能性近红外光谱法)。此方法能够使用红外光无创地测量大脑功能,从而提供了人体的出色渗透。fnirs比其他测量方法具有多个优点,例如对该主题的限制更少。因此,作为允许高度自由的测量方法,该技术的应用正在快速增加。FNIRS的主要收益之一是它与其他测量方法的高兼容性,这意味着它可以同时进行测量。
Glasgow, G1 1XL, UK Corresponding authors, e-mail: * arnaoutakis@hmu.gr , # bryce.richards@kit.edu Abstract Upconversion – the absorption of two or more photons resulting in radiative emission at a higher energy than the excitation – has the potential to enhance the efficiency of solar energy harvesting technologies, most notably photovoltaics.但是,所需的超高光强度和灯笼离子的狭窄吸收带限制了有效的太阳能利用率。在本文中,我们报告了令人兴奋的上转换器,其浓度的阳光在通量密度高达2300个太阳下,辐射仅限于硅带隙以下的光子能量(对应于波长= 1200 nm)。上转换到= 980 nm是通过在荧光聚合物基质中使用六角形的Erbium掺杂钠yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium。上转换具有与辐照度的非线性关系,因此在高辐照度下,在过程变为线性的情况下发生阈值。对于β -Nayf 4:25%ER 3+,我们在320个太阳下浓缩的阳光下发现了两个光子阈值。值得注意的是,该阈值低于相应的激光激发,并且可能与所有共同激发的ER 3+离子水平和激发的吸收有关。这些结果突出了一条利用光伏的太阳光谱的途径。简介上转换(UC)是一个非线性光子过程,可以添加来自两个或多个较低能量光子的能量,从而导致单个较高能量光子的发射[1]。第一个激发态通过基态吸收(GSA)填充。uc已在激光器[2],生物医学成像[3],[4],抗爆炸[5],[6],塑料回收[7]和太阳能收获[8],[9],[9],[10]中进行了研究。对于光伏,这可能是绕过太阳能光谱中与子频带光子相关的太阳能电池传输损失的一种有前途的方法[11]。计算表明,在理想情况下,UC可以提高单连接太阳能电池的理论上效率(Shockley-Queisser)极限从33%到48%[11]。有效的稀有地球[12],[13],[14]上转换器的外部转换器高达9.5%,外部UC量子产量(EUCQY),这是外部发射与入射光子的比率。稀有的稀土上转换器具有较高的近红外(NIR)Eucqy的表现最高的硅[14],[15]和钙钛矿太阳能电池[16]。在三价灯笼离子中,UC通过部分填充的4F壳中的辐射过渡发生。额外光子的激发态吸收(ESA)可以产生更高的激发态。然而,可以通过第一个激发态以第一个激发态的能量传递向上转换(ETU)来进行更有效的过程,尤其是在较低的激发能力密度下,如图1(a)。一个离子的能量被捐赠给附近的离子,将其推广到更高的亚稳态状态,而敏化剂的能量又回到基态。
摘要:无人机 (UAV) 机组人员的组成有时会定义与地面控制站 (GCS) 相关任务的特定角色。传感器操作员任务特定于他们所操作的平台和 GCS 的类型,但在许多情况下,该操作员的角色对于确定任务成功至关重要。为了评估任务有效性,我们应用了以神经脑成像技术和其他生理生物标志物为重点的人类绩效衡量标准,并结合从传感器操作员任务中获得的行为数据。在实验执行过程中,这包括路线扫描、目标检测和正面识别以及已识别目标的跟踪等任务。在本文的范围内,我们报告了路线扫描任务的初步结果。在这项研究中,在三次试验期间,通过功能性近红外光谱 (fNIRS) 从前额皮质区域获取大脑活动测量值。随着试验的进行,根据特定生物标志物(即氧合血红蛋白)确定,路线扫描任务中表现不佳和表现出色的人之间存在显著差异。这些发现支持了先前的研究,并表明应用神经生理学测量方法对进一步客观了解人类认知表现大有裨益。本文还讨论了在此背景下使用 fNIRS 的好处,即在为无人机操作员提供个性化培训的同时,为动态评估人类表现提供关键优势。
摘要。无人驾驶飞行器适用于各种摄影测量和遥感任务。此类平台配备了各种在可见光和红外光谱范围内成像的光电传感器以及热传感器。如今,从低空获取的近红外 (NIR) 图像通常用于制作精准农业等的正射影像图。一个主要问题是使用低成本定制和紧凑型 NIR 相机,广角镜头会引入渐晕。在许多情况下,此类相机会根据照明条件获取低辐射质量图像。本文介绍了一种从定制传感器对低空 NIR 图像数据进行辐射质量评估的方法。该方法利用 NIR 图像的统计分析。用于分析的数据是从不同高度、不同天气和光照条件下获取的。研究结果确定了客观的 NIR 图像质量指数。使用该指数获得的结果可以将图像分为三类:辐射质量好、中等和低。通过分类可以确定所获取图像的先验误差,并评估是否需要重新进行摄影测量飞行。© 2018 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI:10 .1117/1.JRS.12.015008]