fNIRS數據處理工具的選擇

小磁說｜TIPS

近紅外腦功能成像技術(fNIRS)的數據的處理和分析具有一定的復雜性，排除數據采集時的信號干擾、個體差異等因素，在數據處理時仍有算法選擇、噪聲處理；數據分析時有多變量分析、腦網絡分析等等需要考慮的復雜因素和環節，每一個環節都決定最終研究的成敗。

為了有效地處理和分析采集的數據，研究人員通常會選擇使用專門的軟件工具。

本篇文章為大家介紹優秀的fNIRS數據分析工具應有的特點以及目前國際通用的幾款fNIRS數據分析軟件。大家可以根據自己的需求，對比選擇使用~

理想工具的選擇

一款理想的fNIRS分析軟件至少應具備以下功能和要求，以滿足研究者的需求并確保數據分析的準確性和效率：

1.數據兼容性

能夠無縫集成多種fNIRS設備的數據采集，支持多種通用數據格式，確保數據的兼容性和靈活性。

2.數據預處理

a.內置多種預處理算法，如濾波、去噪、偽跡去除等，能夠自動或手動處理原始數據，提高數據質量。

b.支持用戶自定義預處理流程，滿足不同研究需求。

3.數據分析

a.提供豐富的數據分析方法，如血紅蛋白濃度變化計算、功能連接分析、圖論分析等，支持從多個角度解析大腦活動。

b.支持任務態和靜息態fNIRS數據的分析，滿足不同實驗設計的需求。

c.支持多組數據的統計分析，包括組間比較、t檢驗等，便于發現差異和規律。

4.可視化

a.提供直觀的數據可視化工具，如二維和三維圖像顯示、時間序列圖、熱力圖等，幫助研究者快速理解數據。

b.支持自定義可視化設置，如顏色映射、透明度調整等，提高可視化效果。

5.擴展性與開放性

a.支持與其他軟件的集成和擴展，如MATLAB、Python等，便于研究者進行二次開發和定制化分析。

b.提供開放的API接口或插件系統，允許用戶添加自定義的算法或功能。

6.用戶友好性

擁有簡潔明了的用戶界面和操作流程，降低學習成本和使用難度。

當下fNIRS常用分析工具

NIRS-SPM

一個基于Matlab平臺的fNIRS數據分析工具包，該軟件提供了從數據識別、預處理到統計分析的完整功能，并支持ROI分析和時間序列分析等多種高級功能。由于其開源和基于Matlab平臺的特點，NIRS_SPM在fNIRS數據分析領域得到了廣泛的應用和認可。

NIRS_SPM (Ye et al., 2009)

Homer2＆Homer3

Homer是用于fNIRS數據分析的開源軟件，Homer3是Homer2的更新版。這兩款軟件都基于MATLAB平臺，提供了從數據導入、預處理、信號提取到統計分析的完整功能。Homer3在Homer2的基礎上進行了優化和升級，提供了更多的功能和靈活性，以更好地滿足復雜的數據分析需求。

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

NIRS-KIT

NIRSKit是一款基于MATLAB的跨平臺工具箱，專門用于任務態和靜息態的功能性近紅外光譜（fNIRS）數據分析。NIRSKit包含了整個fNIRS數據分析流程，從原始數據格式轉換、數據預覽和數據質量檢查，到預處理、個體水平分析、組水平統計，再到結果的可視化。

該工具箱既可以實現對任務態fNIRS數據的激活區檢測，也可以完成對靜息態fNIRS數據進行功能連接、圖論和低頻振幅等指標的分析要求。

NIRS_KIT (Hou et al., 2021)

FC-NIRS

是一款用于近紅外光譜數據的功能連通性分析工具，該軟件由北京師范大學開發設計。它的功能包括功能連接分析、可視化和網絡分析，還具有信號質量控制和批處理功能。

FC-NIRS (Xu et al., 2015)

BrainNet Viewer

BrainNet Viewer一款基于MATLAB的大腦網絡可視化工具箱，用于顯示大腦表面、節點、邊緣的不同組合，為腦連接研究提供一個靈活、快速的可視化平臺。用戶界面便于操作，易于修改大腦網絡圖像顯示的細節，并且可以導出為常用的圖像文件格式或演示視頻。

Brainnet Viewer (Xia et al., 2013)

NirMaster

NirMaster是國內目前首個有自主知識產權的全中文fNIRS數據分析軟件，該軟件采用了符合國人操作習慣的交互界面，全流程引導式操作，無需使用者具備代碼編程基礎；尤其擅長完成一些大批量復雜數據的處理和統計分析；功能較為全面，從原始數據格式轉換、數據預覽和數據質量檢查，到預處理、個體水平分析、組水平統計，再到復雜的腦網絡連接、圖論分析以及結果的可視化均可在一個界面一站式快速完成。

同時，該軟件兼容主流各大平臺和通用數據格式，不受限制，便于科研工作者高效完成研究項目。

NirMaster (2024)

結語

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、科學性、準確性、靈活性、易用性、穩定性等標準。

NirMaster作為世界首款具備自主知識產權的全中文數據分析軟件，憑借卓越的易用性、豐富的功能、廣泛的適用性、極高的穩定性、高效的處理能力以及可靠的升級維護服務，成為了眾多fNIRS數據分析軟件中的佼佼者！

相信這款優秀的軟件，可以為fNIRS領域研究提供強大的支持，進一步推動fNIRS技術的廣泛應用和深入發展。