一、Homer2軟件介紹

Homer2的下載：https://www.nitrc.org/frs/?group_id=619&release_id=3661Homer2官網(wǎng)：https://homer-fnirs.org/Homer2安裝：使用matlab的set path即可安裝；有可能每次打開(kāi)matlab都要重新安裝一下。Homer2使用中的一些常見(jiàn)問(wèn)題：https://homer-fnirs.org/faq/除了這里面提及的問(wèn)題，有一點(diǎn)要注意的是在使用參數(shù)檢驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有default掉Homer2很有可能導(dǎo)致程序報(bào)錯(cuò)。

二、Homer2可識(shí)別的NIRS文件格式

Probe source-detector 探頭排布：.sd filesfNIRS experimental 數(shù)據(jù)格式：.nirs filesData processing stream處理過(guò)程：.cfg filesProcessed data files結(jié)果文件：groupResults.mat

2.1 .SD file format?排布文件格式：描述?2D?源/探測(cè)器幾何結(jié)構(gòu)Matlab .sd 文件包含結(jié)構(gòu)體變量 SD，其中包含以下域：

域

定義

維度

例子

Lambda

用于數(shù)據(jù)采集的波長(zhǎng)

1×n（數(shù)據(jù)采集的波長(zhǎng)）

[690 830]

nSrcs

光源數(shù)

1×1

1

nDets

探測(cè)器數(shù)

1×1

2

SrcPos

源坐標(biāo)陣列

nSrcs×3

[0 0 0]

DetPos

探測(cè)器坐標(biāo)陣列

nDets×3

[30 0 0;0 30 0]

MeasList

測(cè)量通道列表

[源idx?探測(cè)器idx?使用情況?波長(zhǎng)idx]

通道數(shù)量*2×4

[1 1 1 1;1 2 1 1;

1 1 1 2;1 2 1 2]

注意：SD 結(jié)構(gòu)也包含在 .nirs 文件格式中編輯SD文件的界面，可通過(guò)SDgui啟動(dòng)

2.2 .NIRS?file format數(shù)據(jù)格式：包含近紅外數(shù)據(jù)信息。

Matlab .nirs?文件包含以下變量：

域

定義

維度

SD

探針幾何排布，與.sd文件相同

結(jié)構(gòu)體變量

t

數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)數(shù)組

時(shí)間點(diǎn)數(shù)×1

d

時(shí)間序列的原始光強(qiáng)

時(shí)間點(diǎn)數(shù)×通道數(shù)

s

刺激onset信息

時(shí)間點(diǎn)數(shù)×條件數(shù)

aux

每個(gè)時(shí)間點(diǎn)下每個(gè)輔助通道的數(shù)據(jù)

時(shí)間點(diǎn)數(shù)×Aux數(shù)

注1：除了上述參數(shù)外，在 Homer2 數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，.nirs 文件也會(huì)出現(xiàn)其他參數(shù)。

注2：其他一些數(shù)據(jù)格式（Hitachi、NIRx、Shimadzu 等）轉(zhuǎn)換成.nirs，可參閱?http://homer-fnirs.org/faq

2.3 .cfg file format進(jìn)程文件：包含了數(shù)據(jù)分析的步驟，一系列Homer2 函數(shù)最簡(jiǎn)單的處理流：光密度->血氧濃度->疊加平均->血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)（HRF），也可以在處理流中添加多個(gè)更高級(jí)的功能：修剪數(shù)據(jù)，回歸短SD，刪除壞段，識(shí)別運(yùn)動(dòng)偽跡，帶通濾波，刪除或校正運(yùn)動(dòng)偽跡象。

創(chuàng)建處理過(guò)程：

MATLAB?版本：運(yùn)行MATLAB，運(yùn)行“setpaths”函數(shù)，然后從命令窗口調(diào)用 Homer2_UI。當(dāng)界面要求您加載流程選項(xiàng)時(shí)點(diǎn)擊取消，然后將目錄更改為存儲(chǔ).nirs數(shù)據(jù)的文件夾。接下來(lái)可以通多‘tools->Process Stream GUI’創(chuàng)建處理流，下圖是創(chuàng)建處理流的界面簡(jiǎn)介。

?三、Homer2數(shù)據(jù)處理流程

一個(gè)簡(jiǎn)單的處理包括，光密度->光強(qiáng)度->血氧濃度->疊加平均->血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)（HRF），下面以該流程為例子演示Homer2提取HRF。

3.1?創(chuàng)建數(shù)據(jù)流在procStreamGUI定義好處理流函數(shù)后保存為當(dāng)前處理，接下數(shù)據(jù)的處理以當(dāng)前的數(shù)據(jù)處理流為準(zhǔn)，若選擇Config file，則將該處理流程流程另存為.cfg文件。調(diào)用已保存的處理流文件可以通過(guò)load process option（*.cfg）

回到Homer2_UI界面，點(diǎn)擊主界面的Options選項(xiàng)可以查閱當(dāng)前的數(shù)據(jù)處理流程，并可對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行修改。

參數(shù)數(shù)值修改完畢后，需要回車(chē)。否則修改無(wú)效。

3.2?數(shù)據(jù)預(yù)覽

在SD光極排布窗口中，字母表示sources；數(shù)字表示 detector；左鍵點(diǎn)擊某個(gè) source 或 detector 附近會(huì)顯示與該 source 或 detector 關(guān)聯(lián)的所有 channel 的數(shù)據(jù)，按住 shift 鍵，左鍵每個(gè)通道即可預(yù)覽所有通道的時(shí)間序列。右鍵單擊 SD 光極排布窗口某個(gè) channel 的連線，該連線會(huì)變?yōu)樘摼€，同時(shí)左側(cè)數(shù)據(jù)預(yù)覽窗口波形消失。再次右鍵單擊連線，連線變?yōu)閷?shí)線、波形出現(xiàn)。在顯示設(shè)置欄里，Zoom 按鈕可以放大數(shù)據(jù)：選中該按鈕后，鼠標(biāo)在數(shù)據(jù)預(yù)覽窗口拖動(dòng)選擇感興趣的時(shí)間段即可放大；Pan 按鈕可以平移數(shù)據(jù)：選中該按鈕后，左擊鼠標(biāo)平移數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)預(yù)覽完后可點(diǎn)擊 Zoom Reset 或在 Data window 右鍵單擊選擇 Reset to Original View 恢復(fù)至原始繪圖窗口。
3.3?標(biāo)記壞段與壞通道Exclude Time?按鈕可以手動(dòng)刪除（噪音較大）數(shù)據(jù)：選中該按鈕后，鼠標(biāo)在數(shù)據(jù)預(yù)覽界面選中待刪除時(shí)間段的數(shù)據(jù)；這些片段段會(huì)標(biāo)記為紫色；如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)時(shí)間段錯(cuò)誤地被標(biāo)記為需要?jiǎng)h除時(shí)，可以用鼠標(biāo)左鍵或者右鍵單擊這個(gè)紫色區(qū)域，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框：Remove this Excluded Region? 選擇 Yes 即可

?如果?Show Excluded?前面打勾，那么被刪除的時(shí)間段標(biāo)記為紅色

?如果?Show Excluded?前面不打勾，那么被刪除的時(shí)間段無(wú)波形

手動(dòng)刪除數(shù)據(jù)后，不會(huì)對(duì)計(jì)算?OD?和血氧濃度時(shí)造成影響（這部分?jǐn)?shù)據(jù)不被刪除），但是在計(jì)算HRF時(shí)這些時(shí)間段包括的刺激?mark?將不再考慮。

對(duì)于噪音很大的通道，鼠標(biāo)左鍵單擊該通道的連線，該連線變?yōu)樘摼€，即表示標(biāo)記壞通道成功；再次鼠標(biāo)左鍵單擊該通道，恢復(fù)為實(shí)線，則取消標(biāo)記該通道。
3.4 mark信息的編輯選中顯示設(shè)置面板上的?Stim Reject?按鈕后，在數(shù)據(jù)窗口中框選某個(gè) mark 的線，這個(gè)線會(huì)變?yōu)楹谏志€的，并彈出一個(gè)窗口彈窗提示語(yǔ)是 Action for these stim marks，并要求選擇兩個(gè)選項(xiàng)之一：Toggle active on/off 和 Cancel。選擇前者，mark 的線會(huì)變?yōu)樗{(lán)色的虛線，選擇后者，mark 的線會(huì)恢復(fù)為原來(lái)的藍(lán)色實(shí)線。變?yōu)樗{(lán)色虛線后，重新選擇這個(gè)線，并選擇前者，會(huì)變?yōu)樗{(lán)色實(shí)線（這個(gè) mark 又可使用）。變?yōu)樘摼€后，后續(xù)的數(shù)據(jù)處理則不考慮該 mark。當(dāng)要永久性的刪除或者編輯某個(gè) mark 時(shí)，可打開(kāi)Tools下拉菜單的 StimGUI；在 StimGUI 界面選中某個(gè) mark，會(huì)出現(xiàn)下方窗口。通過(guò)此窗口可修改mark,也可以選中 New condition 指定新的 mark；也可以選中 Toggle active on/off 將該 mark 后續(xù)分析不考慮（與 Stim Reject 相同）；也可以選中 Delete 將該 mark 直接永久性刪除掉。

?3.5數(shù)據(jù)處理結(jié)果預(yù)覽與導(dǎo)出定義好處理流并調(diào)整好參數(shù)以及標(biāo)記完壞段/通道/試次之后，才可以計(jì)算HRF。通過(guò)?Calculate HRF?下方的下拉菜單選擇對(duì)某個(gè)被試單個(gè)?run?的數(shù)據(jù)處理（Run **）、某個(gè)被試所有run的數(shù)據(jù)處理（Session **）和對(duì)所有被試的所有 run 的數(shù)據(jù)處理（Group **）。

處理后的數(shù)據(jù)可以預(yù)覽每個(gè)數(shù)據(jù)的不同波長(zhǎng)的原始數(shù)據(jù)、不同波長(zhǎng)的?OD?以及血氧濃度（HbO、HbR、 HbT），按住 shift?可查看多通道/條件/波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。也可以查看每個(gè)數(shù)據(jù)的?HRF（show Run HRF）、每個(gè)被試的 HRF（show Sess HRF）以及組平均水平的 HRF（show Grp HRF）。

?

盡管 Homer2 提供了數(shù)據(jù)導(dǎo)出選項(xiàng)，但是在做后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析并不方便。由于 Homer2 每次處理完數(shù)據(jù)會(huì)在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上生成新的變量，因此，可以在 matlab 加載 nirs 文件：load MCKJ.nirs -mat 加載 nirs 文件（.nirs格式只是將 mat 的文件后綴改成.nirs)，下圖是數(shù)據(jù)所包含的域以及其代表的意義。后續(xù)可通過(guò)代碼提取感興趣的變量做后續(xù)分析。

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