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日立Hitachi近紅外腦功能成像系統(tǒng)

型號(hào):日立Hitachi

產(chǎn)品時(shí)間:2020-07-28

簡(jiǎn)要描述:

功能近紅外光譜成像技術(shù)(fNIRS)使用光來監(jiān)測(cè)人腦功能,功能性近紅外光譜技術(shù)是近年來新興的一種非侵入式腦功能成像技術(shù)。fNIRS進(jìn)行腦功能成像的原理與fMRI相似,即大腦神經(jīng)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致局部的血液動(dòng)力學(xué)變化。其主要利用腦組織中的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對(duì)600-900nm不同波長(zhǎng)的近紅外光吸收率的差異特性,來實(shí)時(shí)、直接檢測(cè)大腦皮層的血液動(dòng)力學(xué)活動(dòng)。

詳細(xì)介紹

一、產(chǎn)品概述

 

功能近紅外光譜成像技術(shù)(fNIRS)使用光來監(jiān)測(cè)人腦功能,功能性近紅外光譜技術(shù)是近年來新興的一種非侵入式腦功能成像技術(shù)。fNIRS進(jìn)行腦功能成像的原理與fMRI相似,即大腦神經(jīng)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致局部的血液動(dòng)力學(xué)變化。其主要利用腦組織中的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對(duì)600-900nm不同波長(zhǎng)的近紅外光吸收率的差異特性,來實(shí)時(shí)、直接檢測(cè)大腦皮層的血液動(dòng)力學(xué)活動(dòng)。

1995年,以小泉英明為首的的日立團(tuán)隊(duì),研發(fā)近紅外光譜腦成像技術(shù)NIRS(NearInfrared Spectroscopy),*向世界成功推出腦功能定量成像裝置。這款研究大腦皮層血氧活動(dòng)變化的產(chǎn)品隨著技術(shù)的改進(jìn)與經(jīng)驗(yàn)的累積,已經(jīng)更新到ETG-7100,實(shí)現(xiàn)全腦同步檢測(cè),支持高級(jí)腦功能研究。

 近紅外光可以穿透人體組織和骨骼,達(dá)到顱內(nèi)2-3cm的深度,即大腦皮質(zhì)水平。近紅外光可被大腦血紅蛋白選擇性吸收。通過選用恰當(dāng)?shù)慕t外激光波長(zhǎng)(695nm,830nm)可準(zhǔn)確地反映出腦皮層氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的變化。由于腦活動(dòng)和局部血流之間存在密切的關(guān)系,血紅蛋白濃度的這些變化提供了腦功能的可靠度量。

相比其他腦功能成像技術(shù),近紅外腦功能成像技術(shù)具有良好的空間分辨率、更多的測(cè)量指標(biāo)、良好的舒適性和較低的成本等優(yōu)點(diǎn),在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和人因工程應(yīng)用研究中有著較為廣泛的應(yīng)用;同時(shí)由于其抗運(yùn)動(dòng)干擾性強(qiáng)、便攜可穿戴等特點(diǎn),系統(tǒng)在自然現(xiàn)場(chǎng)研究、腦機(jī)接口等領(lǐng)域的價(jià)值也逐漸被研究者所認(rèn)識(shí)。具體應(yīng)用案例包括駕駛員的認(rèn)知負(fù)荷研究、多模態(tài)腦機(jī)接口研究、操作人的情緒狀態(tài)研究等。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

日立近紅外腦功能成像系統(tǒng)追求技術(shù)操作簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)同步采集。

探索大腦皮層血流動(dòng)力學(xué)變化:近紅外光可以穿透人體組織和骨骼,達(dá)到顱內(nèi)2-3cm的深度,即大腦皮質(zhì)水平。近紅外光可被大腦血紅蛋白選擇性吸收。通過選用恰當(dāng)?shù)慕t外激光波長(zhǎng)(695nm830nm)可準(zhǔn)確地反映出腦皮層氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的變化。

使用超短波695 nm,數(shù)據(jù)信噪比(S/N)高,噪聲少。使用兩種不同的波長(zhǎng)來檢測(cè)氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白及總血紅蛋白的濃度變化。靈活運(yùn)用血紅蛋白的光學(xué)特性,短波長(zhǎng)檢測(cè),采集的數(shù)據(jù)噪聲干擾小,信噪比高。

采用分頻技術(shù)處理數(shù)據(jù),不受外來光干擾。分頻采集,室內(nèi)照明條件下檢測(cè):采用Lock-in方式按照中心頻率變頻調(diào)節(jié)近紅外光,分頻采集使通道之間數(shù)據(jù)互不干擾,實(shí)現(xiàn)所有通道數(shù)據(jù)同時(shí)相檢測(cè),避免不同時(shí)相引起的檢查誤差。頻率固定,采用雪崩光電二極管對(duì)抗外來光干擾性強(qiáng),實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明條件下檢測(cè)。

通道間數(shù)據(jù)無時(shí)間差,實(shí)現(xiàn)全通道同時(shí)相采集。

探頭帽易佩戴,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性高。硅膠探頭架,型光纖探頭,探頭位置任意可調(diào)。

 

 

三、產(chǎn)品型號(hào)

1、日立ETG-7100功能性近紅外腦成像系統(tǒng):可進(jìn)行48、7296、120通道同時(shí)測(cè)量??啥嗤ǖ劳瑫r(shí)測(cè)量多處所需部位。迎合檢測(cè)部位設(shè)計(jì)的探頭裝置可方便的完成檢測(cè),如腦功能定位測(cè)定。測(cè)量時(shí)無創(chuàng)傷、無束縛感。舒適的頭套及精巧的探頭設(shè)計(jì),只需將探頭與頭皮接觸,便可以安全且多次反復(fù)進(jìn)行測(cè)量。裝置輕小可移動(dòng),無需屏蔽室等特殊設(shè)備和環(huán)境。

ETG-4100-02

技術(shù)參數(shù)

同時(shí)測(cè)量的通道數(shù): 48-120通道,支持近紅外超掃描、多模態(tài)腦功能測(cè)試。

信號(hào)采集方式:中心頻率變頻調(diào)節(jié)(可全通道同時(shí)計(jì)測(cè))

光源波長(zhǎng): 2波長(zhǎng)(695nm,830nm)

探測(cè)器: APD(雪崩光電倍增管)

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2、日立ETG-4100功能性近紅外腦成像系統(tǒng):可進(jìn)行2431,48,52通道同時(shí)測(cè)量。系統(tǒng)探頭佩戴簡(jiǎn)便,硅膠探頭架,L型光纖探頭,探頭位置任意可調(diào)。采用分頻采集,可室內(nèi)照明條件下檢測(cè),采用Lock-in方式按照中心頻率變頻調(diào)節(jié)近紅外光,分頻采集使通道之間數(shù)據(jù)互不干擾,實(shí)現(xiàn)所有通道數(shù)據(jù)同時(shí)相檢測(cè),避免不同時(shí)相引起的檢查誤差。頻率固定,采用雪崩光電二極管對(duì)抗外來光干擾性強(qiáng),實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明條件下檢測(cè)。

ETG-4100-01

技術(shù)參數(shù)

同時(shí)測(cè)量的通道數(shù): 24-52通道

信號(hào)采集方式:中心頻率變頻調(diào)節(jié)(可全通道同時(shí)計(jì)測(cè))

光源波長(zhǎng): 2波長(zhǎng)(695nm,830nm)

探測(cè)器: APD(雪崩光電倍增管)

SFDA注冊(cè)證:有

 

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3、日立WOT-1000功能性近紅外腦成像系統(tǒng):可進(jìn)行16通道同時(shí)測(cè)量。設(shè)備小巧輕便,可放入一個(gè)包里。頭部光圈和便攜控制盒可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立檢測(cè)。內(nèi)嵌光纖,不受光纖長(zhǎng)度的束縛,廣范圍內(nèi)可自由活動(dòng)。探頭接觸面積大,被試檢測(cè)時(shí)佩戴更舒適。一個(gè)筆記本電腦可同時(shí)對(duì)應(yīng)四套發(fā)射裝置,實(shí)現(xiàn)四人同時(shí)檢測(cè),便于相互交流與合作。

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技術(shù)參數(shù)

同時(shí)測(cè)量的通道數(shù):16通道

信號(hào)檢測(cè)方式:分時(shí)采集

光源波長(zhǎng): 2波長(zhǎng)(705nm,830nm)

探測(cè)器:激光二極管

4、日立ETG-One功能性近紅外腦成像系統(tǒng):可進(jìn)行24通道同時(shí)測(cè)量。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示腦皮質(zhì)功能活動(dòng),多通道同時(shí)檢測(cè)多處所需部位,無創(chuàng)傷、無束縛感。

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技術(shù)參數(shù)

同時(shí)測(cè)量的通道數(shù): 22通道

信號(hào)采集方式:中心頻率變頻調(diào)節(jié)(可全通道同時(shí)計(jì)測(cè))

光源波長(zhǎng): 2波長(zhǎng)(695nm,830nm)

探測(cè)器: APD(雪崩光電倍增管)

SFDA注冊(cè)證:有

 

四、產(chǎn)品功能

1fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描系統(tǒng):日立Hitachi提供了fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描解決方案,日立Hitachi超掃描系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)可以提供2人以上實(shí)時(shí)同步進(jìn)行腦功能超掃描測(cè)試使用并支持*的數(shù)據(jù)同步。fNIRS超掃描技術(shù)提供了比fMRI超掃描技術(shù)更為真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、比EEG超掃描技術(shù)更好的空間精度,正成為認(rèn)知與行為研究中的重要研究工具。

2EEG-fNIRS多模態(tài)腦功能測(cè)試系統(tǒng)日立Hitachi近紅外腦功能成像系統(tǒng)可以和NeurOne高精度腦電測(cè)量系統(tǒng)搭配使用,將EEGfNIRS進(jìn)行整合發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì),EEG的時(shí)間分辨率高,但是空間分辨率低;fNIRS的時(shí)間分辨率低,實(shí)時(shí)性較差,但是空間分辨率高。為了準(zhǔn)確、全面、實(shí)時(shí)的測(cè)量大腦在認(rèn)知過程中的活動(dòng),實(shí)現(xiàn)全面、實(shí)時(shí)的腦成像方式無疑是一種更好的策略。結(jié)合EEGfNIRS的多模態(tài)腦成像技術(shù)在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中有著很好的應(yīng)用前景,同時(shí)還可搭建多模態(tài)腦-機(jī)接口系統(tǒng)。

3、強(qiáng)大的分析功能:

①提供“一站式”解決方案系統(tǒng)軟件,從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到檢測(cè),從原始數(shù)據(jù)到分析,ETG-4100“一站式解決方案提供各種工具。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中提供“Event”“Stim”(block設(shè)計(jì))兩種檢測(cè)模式。

③提供多數(shù)據(jù)分析(相同Block加算平均、組間數(shù)據(jù)分析含計(jì)算組內(nèi)數(shù)據(jù)平均值、組間差異比較、t檢驗(yàn)等)、波形分析(興趣區(qū)域數(shù)據(jù)分析)、主成分分析在線分析軟件,并可將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行線下軟件分析。

ETG-4100-03

 

 

五、同步方案

日立HITACHI全系列功能性近紅外腦成像系統(tǒng)通過結(jié)合ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對(duì)裝備及系統(tǒng)進(jìn)行主觀和客觀定量的人機(jī)交互測(cè)試、人因與工效學(xué)分析與評(píng)價(jià):通過ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)與廣泛的數(shù)據(jù)同步,將近紅外腦成像數(shù)據(jù)與廣泛的數(shù)據(jù)同步,包括常用的生理數(shù)據(jù)GSR皮膚電,呼吸和心率等、EEG腦電,眼動(dòng)、人體動(dòng)作,行為觀察、面部表情、生物力學(xué)、人機(jī)交互。實(shí)現(xiàn)極低延遲的同步水平同時(shí)確保您的整體方案的便攜性。

 

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如果研究人員希望得到比實(shí)時(shí)觀察更深入、全面的結(jié)論, ErgoLAB可提供數(shù)據(jù)后期分析的強(qiáng)大工具。ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)綜合統(tǒng)計(jì)分析模塊包含多維度人-機(jī)-環(huán)境數(shù)據(jù)綜合分析、EEG腦電分析與可視化、眼動(dòng)分析與可視化、行為觀察分析、面部表情分析、動(dòng)作姿態(tài)傷害評(píng)估與工效學(xué)分析、交互行為分析、時(shí)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通用信號(hào)分析(如SKT皮溫分析、EOG眼電分析以及其他環(huán)境與生物力學(xué)信號(hào)分析)。系統(tǒng)具備專門的信號(hào)處理模塊以及開放式信號(hào)處理接口,可以直接導(dǎo)出可視化分析報(bào)告以及原始數(shù)據(jù),支持第三方集成與定制開發(fā)。

20200218

 

六、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是國(guó)家、科技部認(rèn)定的科技型中小企業(yè)和中關(guān)村,具備國(guó)防武器裝備科研生產(chǎn)保密資質(zhì),具備自主進(jìn)出口經(jīng)營(yíng)權(quán);自主研發(fā)的人因工程與工效學(xué)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)榮獲多項(xiàng)省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)、國(guó)家軟件著作權(quán)和省部級(jí)新技術(shù)新產(chǎn)品(服務(wù))認(rèn)證;通過了歐洲 CE、美國(guó) FCC、歐盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多項(xiàng)認(rèn)證和國(guó)家防爆認(rèn)證。

津發(fā)科技設(shè)立人因工程專業(yè)的學(xué)術(shù)科研團(tuán)隊(duì)、技術(shù)團(tuán)隊(duì)及研發(fā)團(tuán)隊(duì),并通過多年與科研機(jī)構(gòu)及高校的產(chǎn)學(xué)研合作,積累了人因與工效學(xué)領(lǐng)域多項(xiàng)核心技術(shù),以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法的狀態(tài)識(shí)別和人機(jī)工效評(píng)價(jià)技術(shù)與研究方法等,是國(guó)內(nèi)的人因工程技術(shù)創(chuàng)新中心!津發(fā)科技的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃建設(shè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)提供售后服務(wù),從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的規(guī)劃與布局,到設(shè)備的培訓(xùn)與指導(dǎo),多角度的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的全生命周期的服務(wù)。

 

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人因工程與工效學(xué)

人機(jī)工程、人的失誤與系統(tǒng)安全、人機(jī)工效學(xué)、工作場(chǎng)所與工效學(xué)負(fù)荷等

安全人機(jī)工程

從安全的角度和著眼點(diǎn),運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面安全問題

交通安全與駕駛行為

人-車-路-環(huán)境系統(tǒng)的整體研究,有助于改善駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高駕駛安全性、改善道路環(huán)境等

用戶體驗(yàn)與交互設(shè)計(jì)

ErgoLAB可實(shí)現(xiàn)桌面端、移動(dòng)端以及VR虛擬環(huán)境中的眼動(dòng)、生理、行為等數(shù)據(jù)的采集,探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)、人機(jī)交互對(duì)用戶體驗(yàn)的影響

建筑與環(huán)境行為

研究如何通過城市規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)來滿足人的行為心理需求,以創(chuàng)造良好環(huán)境,提高工作效率

消費(fèi)行為與神經(jīng)營(yíng)銷

通過ErgoLAB采集和分析消費(fèi)者的生理、表情、行為等數(shù)據(jù),了解消費(fèi)者的認(rèn)知加工與決策行為,找到消費(fèi)者行為動(dòng)機(jī),從而產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)臓I(yíng)銷策略使消費(fèi)者產(chǎn)生留言意向及留言行為

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