英國UCL近紅外腦功能成像系統
 

　　UCL功能性近紅外腦成像儀NTS fNIRS系統

腦功能成像儀

　一╃•、產品概述
 

　　英國UCL倫敦大學學院生物醫學光學研究實驗室(BORL)研製開發的NTS近紅外光學腦成像系統是一種可以提供256個fNIRS多通道功能╃•、高規格的功能性近紅外光譜成像(fNIRS)裝置↟•。NTS系統用途廣泛↟↟✘│·，幾乎可以以任何配置輕鬆應用於成人╃•、兒童或嬰兒↟•。系統靈活且適應性強↟↟✘│·，硬體╃•、訊號檢測方法和帽子的設計旨在讓使用者以任何可以想象的配置來佈置光源和探測器光纖↟↟✘│·，從而可以在任何被試上進行任何大腦皮層區域的研究↟•。NTS可以獲得高質量的資料↟↟✘│·，其光源-探測器的間距範圍從12mm到40mm以上↟↟✘│·，可對大腦淺層組織和較深的大腦區域進行取樣↟•。系統與各種神經監測╃•、神經成像和神經刺激裝置*相容↟↟✘│·，高質量的玻璃光纖↟↟✘│·，確保系統的技術與EEG╃•、tDCS和TMS裝置之間的干擾為零↟↟✘│·，可實現多模態腦功能測試和團體超掃描測試↟•。

　功能近紅外光譜成像技術(fNIRS)使用近紅外光來監測人腦功能↟•。該技術透過將近紅外光傳輸到頭皮↟↟✘│·，然後在幾釐米遠的地方檢測散射回頭皮的光↟↟✘│·，可以測量大腦中氧合和脫氧血紅蛋白濃度的變化↟•。由於腦活動和區域性血流之間存在密切↟↟✘│·，血紅蛋白濃度的這些變化提供了腦功能的可靠度量↟•。NTS fNIRS系統處於這一技術增長的前沿↟↟✘│·，以易於使用和便攜的方式安全地研究人腦功能↟•。
 

　　相比其他腦功能成像技術↟↟✘│·，近紅外腦功能成像技術具有良好的空間解析度╃•、較高的取樣率╃•、更多的測量指標╃•、良好的舒適性和較低的成本等優點↟↟✘│·，在認知神經科學和臨床研究中有著較為廣泛的應用；同時由於其抗運動干擾性強╃•、便攜可穿戴等特點↟↟✘│·，系統在運動科學╃•、腦機介面等領域的價值也逐漸被研究者所認識↟•。具體應用案例包括駕駛員的認知負荷研究╃•、多模態腦機介面研究╃•、操作人的情緒狀態研究等↟•。

 腦功能成像儀

二╃•、產品特點
 

　　英國UCL近紅外腦功能成像系統
 

　　NTS系統的核心優勢╃▩：靈活的系統配置與高質量的資料↟•。
 

　　●內建的靈活性╃▩：NTS從一開始就儘可能被設計得靈活且適應性強↟•。系統的硬體╃•、訊號檢測方法和帽子旨在讓使用者以任何可以想象的配置來佈置NTS光源和探測器光纖↟↟✘│·，從而可以在任何被試上進行幾乎任何皮層區域的研究↟•。
 

　　●高質量的資料╃▩：大量研究表明↟↟✘│·，短距離fNIRS通道可用於顯著提高fNIRS測量的可靠性和特異性↟•。這是因為fNIRS測量對頭皮血管中血容量的變化敏感↟•。短距離fNIRS測量僅對這些表面訊號敏感↟↟✘│·，因此可以用來改善fNIRS的大腦特異性測量↟•。NTS成像系統的靈活性使使用者能夠輕鬆將多個短距離測量結果納入其陣列設計↟↟✘│·，而無需光纖或單獨的探測器↟•。系統的光源-探測器的間距範圍從12mm(對淺層組織進行取樣)到40mm以上(對皮層和較深的大腦區域進行取樣)↟•。
 

　　●多模態腦功能測試╃▩：NTS系統與各種神經監測╃•、神經成像和神經刺激裝置*相容↟•。系統使用高質量的玻璃光纖↟↟✘│·，確保我們的技術與EEG╃•、tDCS和TMS裝置之間的干擾為零↟•。NTS系統還旨在促進fNIRS和EEG的同時使用╃▩：系統的帽子允許EEG電極直接整合在NTS光纖上↟↟✘│·，NTS系統可以輕鬆地與幾乎所有EEG裝置同步↟•。

三╃•、功能應用
 

　　1╃•、fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描系統╃▩：NTS提供了fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描解決方案↟↟✘│·，fNIRS超掃描系統的模組化設計可以提供2人以上實時同步進行腦功能超掃描測試使用並支援*的資料同步↟•。fNIRS超掃描技術提供了比fMRI超掃描技術更為真實的實驗環境╃•、比EEG超掃描技術更好的空間精度↟↟✘│·，正成為認知與行為研究中的重要研究工具↟•。
 

　　2╃•、EEG-fNIRS多模態腦功能測試系統: UCL高密度近紅外腦功能成像系統可以和NeurOne高精度腦電測量系統搭配使用↟↟✘│·，將EEG和fNIRS進行整合發揮二者的優勢↟↟✘│·，EEG的時間解析度高↟↟✘│·，但是空間解析度低；fNIRS的時間解析度低↟↟✘│·，實時性較差↟↟✘│·，但是空間解析度高↟•。為了準確╃•、全面╃•、實時的測量大腦在認知過程中的活動↟↟✘│·，實現全面╃•、實時的腦成像方式無疑是一種更好的策略↟•。結合EEG與fNIRS的多模態腦成像技術在認知神經科學研究中有著很好的應用前景↟↟✘│·，同時還可搭建多模態腦-機介面系統↟•。

四╃•、系統組成
 

　　NTS系統主要組成包括╃▩：光纖↟↟✘│·，帽子↟↟✘│·，軟體↟•。
 

　　●光纖╃▩：NTS採用高質量╃•、輕便和柔軟的玻璃光纖束↟↟✘│·，可提供出色的光耦合和傳輸↟•。系統光纖是由薄包層光纖構成的↟↟✘│·，以提供大的堆積率↟↟✘│·，從而增加了光的收集↟•。源光纖束是分叉的↟↟✘│·，並且是不相干的↟↟✘│·，以允許將兩個波長的光傳輸到頭皮上的*相同的點↟•。Gowerlabs的光纖束有嬰兒╃•、成人╃•、成人+三種不同的設計↟↟✘│·，保證不同人群使用的舒適性↟•。
 

　　●帽子╃▩：公司在帽子開發和設計方面擁有數十年的經驗↟•。系統的fNIRS帽子解決方案有兩種主要樣式↟↟✘│·，可適合各種頭部形狀和尺寸↟↟✘│·，並且能夠收集高質量的fNIRS資料↟•。我們還提供定製的陣列設計和最佳化程式↟↟✘│·，該程式使用解剖學和光子傳輸建模方法來確保提供的陣列適合您的實驗專案↟•。
 

　　●軟體╃▩：NTS資料採集軟體的設計和開發基於多年在成人╃•、兒童和嬰兒中進行的fNIRS研究經驗↟↟✘│·，與眾多經驗豐富的fNIRS研究人員一起完成↟•。軟體具有使用者友好且可擴充套件的介面╃•、訊號最佳化╃•、資料質量保證和實時反饋╃•、靈活的事件標記╃•、開放的資料格式等特點↟•。

五╃•、同步方案
 

　　英國UCL全系列近紅外腦功能成像系統透過結合ErgoLAB人機環境同步雲平臺可以實現在不同實驗環境條件下對智慧化人機系統進行主觀和客觀定量的人機互動測試╃•、人因與工效學分析與評價╃▩：透過ErgoLAB人機環境同步雲平臺與廣泛的資料同步↟↟✘│·，將近紅外腦成像資料與廣泛的資料同步↟↟✘│·，包括常用的生理資料GSR皮膚電↟↟✘│·，呼吸和心率等╃•、EEG腦電↟↟✘│·，眼動╃•、人體動作↟↟✘│·，行為觀察╃•、面部表情╃•、生物力學╃•、人機互動↟•。實現極低延遲的同步水平同時確保您的整體方案的便攜性↟•。

　ErgoLAB人機環境同步雲平臺綜合統計分析模組包含多維度人-機-環境資料綜合分析╃•、EEG腦電分析與視覺化╃•、眼動分析與視覺化╃•、行為觀察實時編碼分析╃•、面部表情分析與狀態識別╃•、動作姿態傷害評估與工效學分析╃•、互動行為分析(ErgoLAB/ErgoVR人機互動測試版本)╃•、時空行為分析╃•、車輛與駕駛行為分析(ErgoLAB駕駛版本)╃•、HRV心率變異性分析╃•、EDA/GSR皮電分析╃•、RESP呼吸分析╃•、EMG肌電分析╃•、General通用訊號分析(如TEMP/SKT皮溫/體溫分析╃•、EOG眼電分析以及其他環境與生物力學訊號分析)↟•。系統具備專門的訊號處理模組以及開放式訊號處理介面↟↟✘│·，可以直接匯出視覺化分析報告以及原始資料↟↟✘│·，支援第三方整合與定製開發↟•。津發科技提供定製開發服務↟↟✘│·，與人因工程與工效學分析評價領域相關的演算法模型╃•、軟硬體產品與技術可深入研發↟↟✘│·，詳情諮詢津發科技☁╃！