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扩散光学中蒙特卡洛模拟的缩放关系的应用限制。第1部分：理论
摘要：Monte Carlo（MC）是研究散射媒体中光子迁移的强大工具，但很耗时以解决反问题。为了加快MC模拟的速度，可以将缩放关系应用于现有的初始MC模拟，以生成具有不同光学属性的新数据集。我们命名了这种方法基于轨迹，因为它使用了初始MC模拟的检测到的光子轨迹的知识，这与基于较慢的光子方法相反，在这种方法中，新型MC模拟具有新的光学特性。我们研究了缩放关系的收敛性和适用性限制，这两者都与所考虑的轨迹样本也代表了新的光学特性有关。为了吸收吸收，缩放关系包含平滑收敛的兰伯特啤酒因子，而对于散射，它是两个快速分化因子的乘积，其比例很容易达到十个数量级。我们通过研究给定长度的轨迹中的散射事件数量来研究这种不稳定。我们根据记录的轨迹中的最小最大散射事件进行了散射缩放关系的收敛测试。我们还研究了MC模拟对光学性质的依赖性，这在反问题中最关键，发现散射衍生物归因于小泊松分布的散射事件分布的小偏差。本文也可以用作教程，有助于理解比例关系的物理学与其局限性的原因，并制定了应对它们的新策略。
干涉弥散光学：最新进展和未来Outlook
摘要弥漫性光学领域提供了一组丰富的神经摄影工具，可以无创地测量人脑。干涉测量检测是该领域最近令人兴奋的方法论发展。该方法对于测量与血流相关的弥漫性波动信号特别有希望。受益于廉价的传感器阵列，相间方法已经显着改善了吞吐量，从而使脑血流的测量更快，更深。干涉方法还可以达到飞行时间分辨率，从而提高了获得信号的准确性。我们提供了历史悠久的观点和摘要，概述了干涉弥散光学的新生区域中的最新工作。我们预先说明，干涉技术与现有规模经济的融合将推动未来几年的许多进步。©作者。由SPIE在创意共享归因4.0国际许可下出版。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物，包括其DOI。[doi：10.1117/1.nph.10.1 .013502]
通过成人视觉皮层的视网膜定位映射评估新一代可穿戴高密度弥散光学断层扫描技术
自从引入和发展功能性神经成像以来，对人类大脑功能的研究取得了长足的进步。功能性磁共振成像 (fMRI) 和正电子发射断层扫描 (PET) 一直处于这一发展的前沿，但它们也存在局限性。两者都对参与者的行动能力施加了重大限制，这阻碍了它们在婴儿等具有挑战性的人群中的应用以及在研究涉及运动的神经过程和行为方面的应用。由于相关成本、狭窄的扫描仪环境以及（就 PET 而言）放射性示踪剂的使用，延长或重复监测也很困难。1、2 此外，fMRI 对电子或金属植入物（如起搏器、人工耳蜗、动脉瘤夹和手术器械）有禁忌症。由于 MRI 和 PET 设备体积大、固定，并且要求参与者平躺，因此在日常场景中（例如面对面交谈时）研究大脑非常困难。近年来，漫射光学方法在克服这些局限性方面显示出了巨大的潜力。3、4 功能性近红外光谱 (fNIRS) 使用近红外光来检测大脑功能。它使用放置在头皮上的光源和探测器阵列来监测大脑氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化，并可以提供空间分辨率为 3 厘米的二维图像。5、6 高密度漫射光学断层扫描 (HD-DOT) 是使用高密度测量阵列的 fNIRS 方法的外推。尽管在这种情况下“高密度”的定义尚未准确确定，但适当的定义是，HD-DOT 阵列提供具有几种不同源 - 探测器分离的通道，跨越“短分离（SS）”（<15 毫米）到“长”（≥30 毫米）范围，并在整个视野范围内在每个分离处提供重叠的空间灵敏度曲线。现已确定 HD-DOT 可以提供比 fNIRS 或其他弥散光学成像方法更优质的深度分辨图像。7 – 9 从多个重叠通道测量中获得的相互信息提高了空间分辨率，使用多个源 - 探测器分离可提高横向和深度特异性。此外，以不同的源 - 探测器分离进行采样提供了一种减少来自脑外组织信号影响的方法。10、11
通过成人视觉皮层的视网膜定位映射评估新一代可穿戴高密度弥散光学断层扫描技术
自从引入和发展功能性神经成像以来，对人类大脑功能的研究取得了长足的进步。功能性磁共振成像 (fMRI) 和正电子发射断层扫描 (PET) 一直处于这一发展的前沿，但它们也存在局限性。两者都对参与者的行动能力施加了重大限制，这阻碍了它们在婴儿等具有挑战性的人群中的应用以及在研究涉及运动的神经过程和行为方面的应用。由于相关成本、狭窄的扫描仪环境以及（就 PET 而言）放射性示踪剂的使用，延长或重复监测也很困难。1、2 此外，fMRI 对电子或金属植入物（如起搏器、人工耳蜗、动脉瘤夹和手术器械）有禁忌症。由于 MRI 和 PET 设备体积大、固定，并且要求参与者平躺，因此在日常场景中（例如面对面交谈时）研究大脑非常困难。近年来，漫射光学方法在克服这些局限性方面显示出了巨大的潜力。3、4 功能性近红外光谱 (fNIRS) 使用近红外光来检测大脑功能。它使用放置在头皮上的光源和探测器阵列来监测大脑氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化，并可以提供空间分辨率为 3 厘米的二维图像。5、6 高密度漫射光学断层扫描 (HD-DOT) 是使用高密度测量阵列的 fNIRS 方法的外推。尽管在这种情况下“高密度”的定义尚未准确确定，但适当的定义是，HD-DOT 阵列提供具有几种不同源 - 探测器分离的通道，跨越“短分离（SS）”（<15 毫米）到“长”（≥30 毫米）范围，并在整个视野范围内在每个分离处提供重叠的空间灵敏度曲线。现已确定 HD-DOT 可以提供比 fNIRS 或其他弥散光学成像方法更优质的深度分辨图像。7 – 9 从多个重叠通道测量中获得的相互信息提高了空间分辨率，使用多个源 - 探测器分离可提高横向和深度特异性。此外，以不同的源 - 探测器分离进行采样提供了一种减少来自脑外组织信号影响的方法。10、11