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圖6所示。A)使用Xamarin.Android開發的Android手機應用的截圖。該應用程序允許用戶從手機上的fNIRS頭帶系統收集原始電壓讀數，以便稍后訪問。在數據收集過程中，用戶可以檢查設備連接狀態，并在應用“刺激”時對數據進行注釋。B) MATLAB®計算機應用程序的屏幕截圖，可輕松連接并保存來自fNIRS頭帶系統的數據。8. A)算術測試的完整時段數據。紅色實線表示OxyHb，黑色虛線表示DeoxyHb，灰色陰影區域表示問題解決周期。在問題解決階段，氧化血紅蛋白的特征性上升是可見的。B至D)塊中值，突出顯示20個周期的標準誤差中值，測量基線測量相對于前10秒的算術解決周期的變化。在B和C中，血紅蛋白濃度的變化顯示了從d = 5 mm的最短檢測器和d = 28 mm的最遠檢測器。在D中，D = 5 mm處的短通道信號從D = 28 mm處的長通道信號中減去，以顯示短通道校正。E)靜息狀態fNIRS測量10分鐘。F)靜息狀態fNIRS測量30分鐘。兩個數據都表明在整個成像期間測量的穩定性。(對于圖例中有關顏色的解釋，請參閱本文的網頁版本。)
13. 人權和動物權利
我們按照《世界醫學協會道德守則》(《赫爾辛基宣言》)和向生物醫學期刊提交稿件的統一要求開展工作。這項工作是在范德比爾特大學IRB#192103的批準下進行的。
競爭利益聲明書
作者聲明，他們沒有已知的競爭經濟利益或個人關系，可能會影響本文所報道的工作。
確認
這項工作由Dorothy J. Wingfield Phillips校長教師獎學金和美國國立衛生研究院(NIH)資助# 1 R21 MH123873-01。
6.
按下或切換“啟動/暫停藍牙數據流”(Android)或“啟動/停止藍牙數據流”(MATLAB®)按鈕開始收集數據，并根據需要在fNIRS頭帶上執行實驗活動(數據將自動保存在所選計算機或手機上)。涉及刺激的時期，如視聽線索的呈現或執行神經學上引人入勝的活動，可以通過切換“標簽刺激”(Android)或“刺激”(MATLAB®)按鈕進行注釋。
7.
實驗結束時，按下按鈕“停止數據采集并保存記錄的數據”(Android)或只需切換按鈕“啟動/停止藍牙®數據流”(MATLAB®)。在Android手機上，數據將保存在“DCIM/NIRS”目錄下。對于MATLAB®應用程序，數據將保存在當前項目的“data”子目錄中。
12. 驗證和表征
為了驗證我們的fNIRS頭帶裝置，我們在屏氣測試、算術測試和經IRB批準的靜息狀態下獲得了血液動力學測量。
屏氣會導致整個大腦灰質產生統一的血氧水平依賴性(BOLD)反應，而這種反應并非源于認知活動[35]，[36]。在實驗中，一個健康的成人受試者被要求在30秒的正常呼吸和20秒的屏住呼吸之間交替進行。在每次屏氣之前，受試者被指示深呼吸。呼吸和屏氣循環重復10次。實驗結果如圖7所示。圖7A為實驗的完整會話數據。紅色曲線為氧合血紅蛋白濃度，黑色虛線為脫氧血紅蛋白濃度。這些原始電壓數據經過帶通濾波(0.05 Hz至2 Hz)，以去除各種生理噪聲(心臟、呼吸、邁耶波)和信號漂移。然后使用修正的Beer- Lambert定律將光電二極管讀數轉換為血紅蛋白濃度[37](
)。圖中清晰的區域代表正常的呼吸期，而灰色背景區域代表屏氣期收集的數據。不同源-檢測器分離的fNIRS數據的塊中位數(中位數的標準誤差)如圖7B至e所示。對于每個圖，屏住氣前10秒的基線數據已被減去�？梢杂^察到，隨著源-檢測器分離的增加，在屏氣期間氧合血紅蛋白測量的特征下降變得更加明顯，并且這種趨勢在多個屏氣周期中可重復。在屏氣開始時，氧合血紅蛋白下降，隨后急劇恢復， |
