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脑损伤（TBI）中的近红外光谱（NIR）
摘要：当突然的创伤对大脑造成损害时，发生创伤性脑损伤（TBI）。TBI可能会导致。创伤性脑损伤（TBI）后的继发损伤会导致脑充氧和自动调节的损害。考虑到次要脑损伤通常发生在创伤后的第一个小时内，因此无创监测可能有助于提供有关大脑病情的早期信息。近红外光谱法（NIRS）是一种基于红外光的发色团吸收的新出现的非侵入性监测方式，具有监测大脑灌注的能力。本综述调查了NIR在TBI监测中的主要应用，并对这些有关氧合和自动调节监测的应用进行了详尽的修订。数据库，例如PubMed，Embase，Web of Science，Scopus和Cochrane库，用于确定1977年至2020年之间的72个出版物，这些出版物与本综述直接相关。发现的大多数证据都使用NIR用于诊断应用，尤其是在氧合和自动调节监测中（59％）。几乎所有患者都是男性成年人，患有严重创伤的男性，主要是通过持续的波浪NIR或空间分辨的光谱NIR和侵入性监测装置进行监测的。一般而言，尽管NIR有各种方法论和技术局限性，但很大一部分评估的论文可能是评估TBI的潜在无创技术。
消费级功能性近红外光谱的验证
消费级神经技术产品已经问世几十年了。这些产品中的大多数都基于脑电图 (EEG)，而脑电图 (EEG) 是一项对噪声敏感的技术。另一种选择是功能性近红外光谱 (fNIRS)，这是一种不断发展的神经成像技术，能够实时测量大脑的血流动力学活动。FNIRS 已成功通过功能性磁共振成像 (fMRI) 验证。最近，瑞典公司 Mendi 推出了一款微型无线消费级 fNIRS。本研究旨在比较 Mendi fNIRS 与成熟的实验室 fNIRS 设备对大脑活动的测量结果。19 名参与者（年龄 18-53 岁）进行了两次 Stroop 测试，同时测量了额极（布罗德曼 10 区）的氧合情况。首先，在实验室环境中使用 Biopac 的 fNIRS 设备进行测试，几周后，在家庭环境中使用 Mendi 设备重复该测试。对数据的初步分析显示，两种设备的测量结果具有良好的一致性。在群体层面，相关性为 0.81。这些中期结果需要通过更可靠的分析和后续研究来证实，但 Mendi 设备有望在群体层面提供有效的大脑活动测量，并且该设备很可能用于实验室外的研究。
用于近红外光电探测器的锗异质结
摘要：二维石墨烯薄膜和石墨烯衍生物在光电应用方面有巨大的潜力，引起了广泛的兴趣。然而，提高基于石墨烯薄膜和石墨烯衍生物的光电探测器性能仍然是一个巨大的挑战。通过用垂直取向石墨烯 (VOG) 替换石墨烯薄膜，然后用石墨烯量子点 (GQDs) 功能化，在锗 (Ge) 异质结 (指定为 GQDs/VOG/Ge) 上组装一个功能性 VOG，用于近红外光探测。GQDs 和 VOG 在光吸收和电子传输方面的协同效应增强了光电探测器的性能。对 VOG 进行功能修饰是调控 VOG 费米能级、增加肖特基结的内建电势以及促进光生电子和空穴对分离的有效方法。制成的光电探测器在波长 1550 nm 处表现出优异的响应度 (1.06 × 10 6 AW − 1 ) 和探测度 (2.11 × 10 14 cm Hz 1/2 W − 1 )。对光响应的研究表明，响应速度具有微秒的上升/下降时间，并且具有优异的可重复性和长期稳定性。结果揭示了一种制造高性能石墨烯基光电探测器新结构的简单策略。关键词：GQD、垂直取向石墨烯、锗、协同效应、内置电位、光电探测器■简介
脑和功能性近红外光谱的频域技术
本文回顾了频域近红外光谱 (FD-NIRS) 的基本原理，该技术依赖于强度调制光源和相位敏感光学检测，以及它在大脑中的非侵入性应用。连续波 NIRS (CW-NIRS) 的仪器更简单，数据分析更直接，几乎所有当前用于大脑 NIRS 的商用仪器都采用了 CW 技术。然而，FD-NIRS 提供的数据具有更丰富的信息内容，可以补充或超越 CW-NIRS 的功能。一个例子是 FD-NIRS 能够测量组织的绝对光学特性（吸收系数和散射系数），从而测量脑组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的绝对浓度。本文回顾了文献中报道的动物模型和新生儿、婴儿、儿童和成人人脑的此类光学特性和血红蛋白浓度的测量值。我们还回顾了 FD-NIRS 在功能性脑研究中的应用，这些研究侧重于脑活动的较慢血流动力学反应（时间尺度为秒）和与神经元激活相关的较快光学信号（时间尺度为 100 毫秒）。FD-NIRS 数据功能的另一个例子与强度和相位数据所具有的不同敏感度区域有关。我们报告了利用此功能来最大限度地提高非侵入性光学信号对脑组织相对于更浅表的脑外组织（头皮、颅骨等）的灵敏度的最新进展。我们认为，后一种能力是 FD-NIRS 极具吸引力的品质，它补充了绝对光学测量，并可能导致非侵入性光学传感脑领域取得重大进展。
荷兰学习婴儿的近红外光谱研究
图3。对前后语音获得的血流动力学反应。从刺激发作中，在-5至35s之间绘制了婴儿和HBB变化的时间疗程。（a）显示了5个月大的婴儿的结果，（b）表示10个月大的婴儿的结果。左图显示左半球的结果，右面板对应于右半球。使用基于群集的置换方法，在5个月大的和10个月大的婴儿中鉴定出簇对前后语音的显着反应（p <.05）。HBO：含氧血红蛋白，HBB：脱氧血红蛋白，HB：血红蛋白。fw：前言，BW：向后的语音。
基于功能近红外光谱的抑郁症分析与识别
摘要：抑郁症是社会、心理和生理等多种因素复杂相互作用的结果，研究抑郁症患者的脑部病变有助于医生了解抑郁症的发病机制，促进其诊断和治疗。功能性近红外光谱（fNIRS）是一种非侵入性检测大脑功能和活动的方法。本文首先建立了一种基于fNIRS的抑郁症处理综合架构，包括源层、特征层和模型层，以指导fNIRS的深度建模。鉴于抑郁症的复杂性，结合当前研究，我们提出了一种时频域的特征提取方法和抑郁症识别的深度神经网络。研究发现，与非抑郁症患者相比，抑郁症患者在大脑活动过程中脑区连接较弱，前额叶的激活程度较低。最后，基于原始数据、人工特征和通道相关性，AlexNet 模型表现出最佳性能，尤其是在相关性特征方面，准确率为 0.90，精确率为 0.91，高于 ResNet18 和其他数据上的机器学习算法。因此，脑区相关性可以有效识别抑郁症（与非抑郁症病例），对于抑郁症临床诊断和治疗中脑功能识别具有重要意义。
用于量子的近红外相关光子自由空间源...
20 世纪早期之前，物理学语言建立了一个框架，理论上，所有现象对于近距离观察者来说都是可量化和可预测的。然而，随着量子力学的发现，这种确定性的世界观发生了根本性的改变，量子力学提出了真正的随机性和不可预测性。在过去的一个世纪里，许多突破性的实验都证明了这一基本定律，这些实验主要以光（量子）为中心。如今，人们越来越关注单光子的实际应用。在本论文中，我们研究了单光子的起源，并使用非线性光学过程设计了实验。深入研究细节，我们使用长度为 10、20 和 30 毫米的 ppKTP 晶体对二次谐波的产生进行了研究，并比较了结果，指出效率和温度带宽随长度变化的趋势相反。此外，我们还利用 BBO 晶体探索了下转换光子的数值和实验空间特性。还添加了一些结果来解释从相关光子对获得纠缠的过程。
功能近红外光谱数据多维分解的并行因子分析
(HbO) 和脱氧 (HbR) 血红蛋白可以分别评估 HbO 和 HbR 的浓度变化。1 尽管 fNIRS 信号被认为对运动具有相对耐受性，2 但是由于运动伪影引起的光强度突然变化，数据质量可能会降低。3 结果表明，两种波长的动态特性为伪影检测和校正提供了重要信息。4 然而，当前用于运动伪影校正的技术（例如小波滤波、分解、样条插值等）通常假设两种波长的行为在时间上相似，因此无法利用两种波长提供的结构化信息。5 – 7 二维 (2D) 分析要求对具有更多维度的数据（例如 fNIRS 数据）在处理之前进行表面展开，例如分别处理两种波长或 HbO 和 HbR。因此，其中一些二维分析工具被迫施加其他非生理约束，例如主成分分析（PCA）中的正交性或独立成分分析（ICA）的统计独立性。尽管有几种方法可以实现 PCA，例如降维、分类、从信号分解的角度来看，PCA 旨在提取所谓的主成分，即可解释 fNIRS 中信号活动最大方差的成分。6、7、10、11 在时间 PCA 中，数据被分解为成分之和，每个成分由两个向量的乘积形成：一个代表时间主成分，另一个代表相应的地形（每个通道的分数）。PCA 的一个基本问题是仅由两个特征（时间和空间）定义的成分不是唯一确定的。因此，不同成分的对应时间特征之间必须具有正交性。 7、12、13然而，脑信号之间的正交性是一种非生理约束。即使有这种限制，提取的主成分也不是完全唯一的，因为任意旋转轴不会改变数据的解释方差。这导致研究人员使用不同的数学标准作为选择特定旋转的基础（例如，Varimax、Quartimax 和 Promax）。在 fNIRS 中，PCA 还被应用于目标时间间隔（tPCA），即仅在与发音或其他头部运动相关的伪影发生的期间，而不是在整个未分割的信号期间。3、14与基于小波的滤波和样条插值相比，这种类型的有针对性的校正可以产生更好的信号质量，同时也降低了改变信号整体完整性的风险。3虽然 PCA 非常常见且易于使用，一些作者已经讨论了其作为伪影校正方法的缺陷和注意事项。5、15
使用近红外光度法快速辨别驻留空间物体
我们的新数据集为我们提供了重叠的宽带红外颜色和相同颜色波段的高分辨率光谱。我们精心选择了目标，包括具有已知成分的混合物体，以便开发和评估新技术来解释我们的宽带近红外光度测定。由于所有之前发表的研究都集中在地球同步轨道上的物体上，因此 Molniya 有效载荷和 RB 的加入是对现有文献的独特补充。我们首次能够在相同类型的全分辨率近红外光谱的背景下分析近红外光度测定。我们提供了有关改进感兴趣的光谱带以进行表征的见解，并提供了一种使用效率更高的近红外光度测定技术来提高快速识别能力的方法。
从实验室中的近红外纹理映射表面ho
（最左侧的情况）。取决于相互作用的角度，该路径可能会大大缩短（中间情况），或者，由于这些晶体倾向于适度间隔，因此光子可以完全逃避表面HOAR晶体并直接进入下层雪层（中间情况）。此外，认为镜面贡献会增加表面HOAR层（最右边的情况），根据相互作用的角度，这可能会产生特别高或低的反射率。最后，因为表面hoar晶体几乎肯定会与下层层具有不同的SSA，所以光直接从表面Hoar 110