UCL NTS近红外光学成像系统
这款先进的脑地形图系统，是由欧洲的UCL英国伦敦大学学院生物医学光学研究小组设计研发，由英国Gowerlabs Limited公司生产制造，含1个专用工作站，16个发射器和16个探测器，双波长，采用非侵入的方式实时显示大脑功能成像。
NTS Optical Imaging System
NTS光学成像系统采用光束来成像血液体积和氧合作用的变化。该系统凝聚了伦敦大学学院（UCL）生物医学光学研究实验室（BORL）25年来研究的卓越成果。
在被试人员头部的不同位置点注入两个波长的红外光纤束，并且在分别不同的检测点处测量漫射的光。关于照明方法，可完全灵活自如地定位光源发射器和探测器的位置，因此，该系统可为成人、儿童和新生儿提供舒适的测试环境。有许多头戴帽子可以选配，以确保光纤在被试人员头部的舒适程度。整套系统可通过易于操作的图形用户界面来控制，我们可以为（全尺寸或定制）系统提供具有竞争力的价格，我们的客户可从持续获得我们的技术支持和科学专长方面受益。
我们在“科学仪器评论”中的文章更详细地描述了NTS光学成像系统。
二、先进技术
●漫射光学层析成像
Gowerlabs NTS 光学成像系统是一款可达到256个独立通道的fNIRS多通道测量仪器。因此，它可以超越典型的逐通道fNIRS分析，并使用相同的测量来产生人类大脑功能的三维图像。Gowerlabs 团队已经帮助开拓成像方法----这被称为漫射光学层析成像（DOT）。在此， 我们描述了在图像重建和DOT背后的科学方法。
通过一个光源发射器和一个检测器位置的解剖头模型可探测到光子飞行路径分布。 光子路径的密度越大，fNIRS通道对该位置的灵敏度就越高。
●光子随机移动
当近红外光穿过头皮组织时，其不沿直线行进。 相反，每个光子在从一个散射事件到下一个散射事件是随机移动的。 在这种情况下，光场被称为漫射。 如果我们的目标是生成图像，近红外光场的漫射性质就提出了一个重大的挑战，因为任何给定光子所采用的路径是不可能预测的。
●大于其部件的总和
尽管它们具有弥散性质，但是fNIRS测量包含着重要的空间信息。 给定的fNIRS测量将仅对光源和检测器下方的组织体积敏感，并且大脑对增加的神经元活性的血液动力学反应通常可以很好地定位到特定区域。 因此，多通道fNIRS测量非常适合于人类大脑功能的地形图成像。
多通道fNIRS测量需要光纤阵列，阵列的设计将决定从结果数据中提取多少空间信息。 传统的fNIRS实验使用仅包含单个源 - 检测器距离（成年人通常为30mm）的阵列，其中通道以网格状图案排列。 虽然简单，但是这些阵列不提供关于测量的血红蛋白浓度变化发生的深度信息。
DOT Array
光源和检测器的光纤被排列用于漫射光学层析成像。
然而，通过布置阵列的通道为使得它们的灵敏度分布部分重叠，并且将所有测量数据输入到复杂的图像重建算法中，可以产生3D血红氧蛋白变化的图像，其中包含了比单独分析各通道获得更多的重要空间信息。
●使用数学方法来观测头的内部
DOT图像重建过程的概述。 解剖头模型用于确定检测到的近红外光已行进的位置，并构造所谓的正向模型。 通过将其与来自NTS光学成像系统的测量数据组合，可以创建脑功能的3D图像。
DOT图像的重建就是所谓的逆向问题：我们必须确定大脑中血红氧蛋白变化的分布，这最好地解释了我们在头皮观察到的光强度变化。
在实践中，该逆向问题的解决方案有三个阶段。 首先，有必要构建一个解剖学上精确的计算机表示的头部和大脑的主题。 第二，我们必须建立一个模型，即所检测的近红外光如何从光纤阵列穿过头部组织的模型：
检测到的光所采用的路径表明了给定通道对其敏感的大脑区域并形成所谓的正向问题的解决方案。最后，通过将我们的解决方案转化为正向问题并将其与测量数据组合来重构DOT图像。
DOT成像重构是一种提取大量fNIRS测量信息的最好方式，作为Gowerlabs团队，我们致力于研发和推广DOT方法，这无疑是光学神经影像的未来。
成人体细胞运动功能反应的漫射光学层析成像。显示在头皮表层的含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的3D成像
三、特征
· 激光二极管提供：780 nm 和 850 nm光源，其他波长也适用。
· 可以使用任何发射光源和探测光源的组合
· 标准配置有：
迷你系统：6个发射光源和4个探测器
中级系统：8个发射光源和8个探测器
高级系统：16个发射光源和16个探测器
· 模块化可扩展设计
· 多功能和易于使用的软件包为NIRS和fNIRS 的实验提供了更为广泛的应用范围
●完全非侵入式设计
●为婴儿、儿童和易受伤害的被试对象提供理想化的选择
●非电离辐射
●便携
●易于使用
●较低的使用成本
●空间分辨率和时间分辨率高
四、fNIRS帽子
Gowerlabs广泛的研究经验为fNIRS帽子最终提供了一系列选项。我们与我们的客户紧密合作为设计和研发定制的帽子提供解决方案，以满足客户研究项目的特定需求。
CBCD Child Headgear
●概述
fNIRS帽子舒适、可靠和适用性强。在Gowerlabs，我们的帽子解决方案主要有两个风格。
第一、以德国EASYCAP公司的EASYCAP帽子为基础：灵活且符合解剖学登记的头帽系统，主要为EEG研究而开发。EASYCAP帽子有多种尺寸，可适用于新生儿到成人的各个年龄段的被试群体。Gowerlabs NTS 近红外光学成像系统配备的帽子舒适、易清洗和易于使用。因为这些帽子根据国际EEG10-20系统设计，还便于NIRS测量与皮层解剖结构的直接空间配准。
第二种风格是通过与我们的合作单位合作：伦敦大学伯贝克学院脑认知发展中心（CBCD，也称为Babylab）。 Babylab 基于将Gowerlabs' fNIRS 技术应用于研究认知发展的广泛经验，为婴儿和儿童设计和制造了fNIRS的帽子。
●婴儿纤维光束
Gowerlabs实验室带平坦接触受试者接口的婴儿纤维光束
Gowerlabs婴儿纤维光束是重量轻和柔性好的玻璃纤维光束，提供优质的光耦合和光传输。 每个婴儿光束具有平坦接触受试者的接口，以最小化减少施加到头皮的压力并确保受试者在每个fNIRS研究期间保持舒适。
Gowerlabs 婴儿纤维光束可与EASYCAP 或CBCD婴儿帽子系统结合使用
●成人纤维光束
Gowerlabs成人纤维光束不但与我们的婴儿纤维光束具有相同的特性，还包括在被试有浓密头发的情况下，提高fNIRS信号质量的额外特征。
Gowerlabs 成人纤维光束附在成人帽子上
每个光束耦合到固定EASYCAP系统中的接口中。 在设置期间，可以轻易地从这些接口中移除光束以允许在光纤下梳理头发以最大化提高fNIRS信号质量。 我们的成年纤维光束在受试者接触位置处有轻微突出，允许在插入时任何多余的头发被拨开，并且泡沫耦合的表面确保受试者舒适。
●短距离通道
Gowerlabs 短距离通道接口
近年来，研究表明短距离fNIRS通道可用于显著提高fNIRS测量的准确性和数据的可靠性。Gowerlabs NTS 近红外光学成像系统的灵活性在于让用户可以将多个短距离通道测量融入到其阵列设计中，从而可获得更高质量的fNIRS 数据和更为准确的解释。
●特征
●帽子可适用于各个年龄段和各种头型的被试人员
●可根据要求定制fNIRS 和 DOT的阵列设计
●特定的光纤光束可最大化提高舒适度和信号质量
