Brainstorm简单分析近红外数据（fNIRS）（一）

小小的guo

已于 2025-03-28 15:57:29 修改

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文章标签：数据分析学习笔记 matlab

于 2025-03-26 16:55:51 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43604817/article/details/146524508

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近红外数据分析，有很多开源的工具包可用，如NIRS_SPM、Homer3、NIRS_KIT等。这次笔记是介绍Brainstorm分析fNIRS数据的一小部分内容，主要包括：准备阶段、创建阶段、加载事件标签、数据分析。

有几个官网链接，可供学习参考：
https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/NIRSTORM
https://github.com/Nirstorm/nirstorm/wiki/Workshop-fNIRS-2022#nirstorm
https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/NIRSFingerTapping#Bad_channel_tagging

准备阶段：

下载数据
上面链接1中提到的数据，或者官网download中sample_nirs.zip(这个我无法下载)，或者可以用自己的数据尝试（但不建议，可以等操作熟练了，再拿自己数据分析）：
链接： https://osf.io/md54y/files/osfstorage?view_only=0d8ad17d1e1449b5ad36864eeb3424ed
在这里插入图片描述

下载插件：

打开软件后：点击Plugins -> Inverse -> brainentropy -> Install;
点击Plugins -> fNIRS -> nirstorm -> Install;
点击Plugins -> fNIRS -> mcxlab-cl -> Install;
点击Plugins -> spm12 -> Install;
在这里插入图片描述

注意：

下载后有绿色圈点，表明成功下载，再次使用的时候，如果变成红色圈点，可以点击Load，重新加载一下；
如果有电脑安装不成功，可以从成功下载的电脑拷贝一份，放到指定文件夹（默认：C:\Users\guoya（自己电脑用户）.brainstorm\plugins）；
分析流程中，如果没有NIRS选项，可以将 nirstorm -> Unload，然后再 nirs -> Load，也即是重新加载一下；

创建阶段：

File -> New protocol ,点击 ‘Create’ ：
在这里插入图片描述

在sample_nirs上右键 -> New subject，点击 ‘Save’ ：
在这里插入图片描述

在Subject01上右键 -> Import anatomy folder，点击 ‘打开’；弹框头皮顶点数默认15000，点击 ‘确定’（文件不要选择错误了）：
在这里插入图片描述

弹出MRI界面，在图像上右键 -> Edit fiducial positions -> MRI coordinates，弹框中输入数值，数值是根据链接1中给出的输入：
在这里插入图片描述

点击OK后，可以点击后面Fiducials中的View，查看可定位点，然后点击‘Save’：
在这里插入图片描述
会运行一小会，结束后出现一个头模，可以关掉；设置两个参数：
mid_15002V右键 -> Set as default cortex，设置后，mid_15002V会变成绿色；
head mask（…）右键 -> Remesh -> 10242，点击确定；

功能数据选项卡，在Subject01右键 -> Review raw file，添加数据，点击打开，弹框都按默认点击 ‘是’ ，点击 ‘确定’（文件不要选择错误了）
在这里插入图片描述
在NIRS-BRS channels上右键 ,可查看光源和探测器：
Display sensors -> NIRS(scalp)，红色光源，绿色探测器
Display sensors -> NIRS(pairs)，通道
MRI registration -> check;(一定要做)

加载事件标签

（链接中，也有其他不同标签加载的介绍）比较重要，搞不好，就没办法修改后面需要叠加平均的时间；

先来看下数据：在Link to raw file上右键 -> NIRS -> Display time series:

在这里插入图片描述
数据显示如下，查看后可关闭；

标签显示设置，在Link to raw file上右键 -> NIRS_AUX -> Display time series;

每一个tapping对应一个刺激，我们可以用开始当作标签；
在这里插入图片描述
先复制出一组：点击选中tapping -> 上方Events -> Duplicate groups, 并双击新复制的tapping_02更改名字为tapping_event:

点击选中tapping_event ->上方Events -> Convert to simple event，弹窗选择 ‘Start’，也就是以每个试次的开始作为事件标签

在这里插入图片描述

结果如下：

数据分析

将Link to raw file拖拽到下方处理框中，点击 ‘RUN’，选择设置图标 -> NIRS ：

分析所有都是在NIRS菜单下，每次设置后，重新点击设置图标，将所有处理步骤都设置完成后，最后再点击 ‘Run’。下面依次设置，里面的参数，可以查看官网说明，其实跟其他开源软件参数都类似；

在这里插入图片描述
设置通道检测Detect bad channels：

点击设置图标，设置运动矫正Motion Correction：

设置转换为光密度Raw to delta OD：

设置带通滤波Band-passed filter：

设置头皮噪声Remove superficial noise：