NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)

一、產(chǎn)品概述

  　芬蘭NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)利用超掃描技術具有高時間分辨率、高生態(tài)效度和低成本的優(yōu)勢，在當前的腦與認知神經(jīng)科學領域中應用廣泛； 超掃描技術Hyperscanning的目的是提供兩個或更多被試在特定的驅動或認知任務中進行互動的腦活動的同步記錄，從而揭示社會互動的腦—腦機制?；跍y量腦活動的腦電超掃描設備我們的研究結果也可以幫助更好理解和歸納總結其他協(xié)同、交互、互動中的腦機制，從多個受試者中同時記錄數(shù)據(jù)，不僅僅可分析每個受試者的大腦活動與其特定行為狀態(tài)相關，而且也提供了分析不同受試者間大腦活動的相關連通性。NeurOne是一個多功能系統(tǒng)，廣泛應用于不同的認知神經(jīng)科學、心理與行為科學以及人因工程與工效學等研究領域。

NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)的模塊化設計可以提供多達2-30人實時同步進行腦功能超掃描測試使用系統(tǒng)，并支持*同步視頻的攝影機。使用創(chuàng)新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統(tǒng)實時同步，允許多30人使用30個放大器同時工作–均由一臺電腦記錄。

NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)每個放大器的Headbox由32個單極、6個雙極和2個high level輸入接口組成，共計40導，每導的采樣率能達到40000Hz，可以達到80000Hz。團體超掃描腦電測試平臺每套系統(tǒng)可提供多至2-30個放大器（共計128/1200導）的協(xié)調同步,并可選擇支持視頻同步。NeurOne系統(tǒng)支持1200高導聯(lián)，并可確保所有通道的同步采集。精心設計的啟動和時間鎖定功能確保系統(tǒng)中所有通道無相位偏差。所有的通道都使用高質量的24位A/D模擬數(shù)字芯片來處理數(shù)據(jù)。

超掃描技術（hyperscanning），也即多人同步腦掃描，非常適合用來探究多感覺的神經(jīng)交互機制。腦電設備時間分辨率高，對細微運動相對不敏感，因此作者選用腦電作為超掃描設備。

研究人員通過對比多人交互任務中不同腦區(qū)如大腦右、左額葉的活動情況，通過分析超掃描數(shù)據(jù)以及視頻片段和會話記錄，研究人員能夠證明多人交互任務中的競爭、合作、博弈、協(xié)同等大腦同步發(fā)生的變化，并且還展示了多人交互協(xié)同任務“變化時刻”在大腦內部的樣子。通過使用超掃描技術，我們可以看到在多人交互任務中的大腦里究竟發(fā)生了什么。

二、技術特點

NeurOne設備具有很明顯的技術優(yōu)勢，決不以犧牲數(shù)據(jù)質量來追求通道的數(shù)量、縮短準備時間或者降低成本。其中，NeurOne放大器每個40-80導，包括8個雙極導聯(lián)，還有2導High-level外接信號輸入。由于它的頻帶足夠寬（DC～3500Hz）、采樣率足夠高（256-1200導，單導記錄可達80000Hz），還可用雙極或單極同時記錄許多其他的生理信號（如ECG心電、EMG肌電、EOG眼電等），一方面可以去除心電和肌電的干擾，另一方面可以進行腦活動過程與其他生理系統(tǒng)的綜合研究。同時NeurOne的放大器參數(shù)足夠高，性能足夠穩(wěn)定，可以進行聽覺腦干誘發(fā)電位的記錄和研究。輸入阻抗為1 Gohm，共模抑制比 106 dB。 NeurOne是建立在高保真記錄的基礎上，能夠提供*原始的高保真數(shù)據(jù)，不需要屏蔽和濾波，信號不失真。

三、多功能應用

1、EEG-Hyperscanning腦電超掃描研究：NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)的模塊化設計可以提供多達2-30人實時同步進行腦功能超掃描測試使用系統(tǒng)，并支持*同步視頻的攝影機。使用創(chuàng)新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統(tǒng)實時同步，允許多30人使用30個放大器同時工作–均由一臺電腦記錄。

2、EEG-fNIRS多模態(tài)腦功能測試研究：NeurOne多模態(tài)腦功能測試系統(tǒng)可以和fNIRS（高密度近紅外腦功能成像系統(tǒng)）搭配使用，將EEG和fNIRS進行整合發(fā)揮二者的優(yōu)勢，EEG的時間分辨率高，但是空間分辨率低；fNIRS的時間分辨率低，實時性較差，但是空間分辨率高。為了準確、全面、實時的測量大腦在認知過程中的活動，實現(xiàn)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(tài)腦成像技術在認知神經(jīng)科學研究中有著很好的應用前景，同時還可搭建多模態(tài)腦-機接口系統(tǒng)。

3、EEG-fNIRS多模態(tài)腦機接口研究：傳統(tǒng)基于單一模態(tài)腦電(EEG)腦-機接口易受環(huán)境噪聲干擾、分類精度低等問題,在EEG腦-機接口的研究基礎上,引入功能近紅外光譜成像(function NearInfraredSpectroscopy,fNIRS)技術,可以自行設計EEG-fNIRS多模態(tài)腦-機接口的實驗范式,研究重要的特征提取與分類環(huán)節(jié)，同時SIMULINK驅動程序可在訂單中選購，并提供BCI腦機接口應用程序: BCI2000可免費提供給NeurOne用戶。

4、EEG-TMS多模態(tài)腦功能測試研究：NeurOne多模態(tài)腦功能測試系統(tǒng)可以和TMS（經(jīng)顱磁刺激器）搭配使用。高動態(tài)輸入范圍（+/-430mV的直流電模式以及+/-86mV的交流電模式），較大的模擬帶寬（直流輸出3500HZ），讓TMS保持較低的偽影，使得分析大腦活動的潛伏期更短。此外，TMS擁有硬件弱音功能以及在線偽影消除的軟件功能。此外我們增加了EEG采樣同步觸發(fā)新功能。觸發(fā)器由刺激系統(tǒng)軟件發(fā)出（ErgoLAB刺激編譯軟件、Presentation軟件, Superlab軟件, E-Prime軟件），這些觸發(fā)信號能夠通過NeurOne主控器傳到TMS設備上。NeurOne可以在持續(xù)的EEG采樣信號中發(fā)出觸發(fā)脈沖，產(chǎn)生更精確的TMS，減少偽影，更容易進行偽影去除。5、EEG-fMRI多模態(tài)腦功能測試研究：NeurOne Tesla多模態(tài)腦功能測試系統(tǒng)使得同時測量MRI和EEG成為可能。利用NeurOne SyncboxEEG所獲得的數(shù)據(jù)和MRI掃描是同步的(例如4或10MHz)。高動態(tài)輸入范圍(+/- 430 mV的直流電模式和 +/-86 mV的交流電模式)結合模擬帶寬(直流輸出3500 Hz) ,使利用高梯度力度獲得精確信號毫無風險。

四、 NeurOne放大器參數(shù)

放大器采樣率：512導同時采集，每導可達20,000 Hz ；20000 HZ/每通道（512導單人/或大30人團體1200導）

大通道數(shù)：所有導聯(lián)均同步采集信號，大支持1200高導聯(lián)，

腦電超掃描技術：支持Hyperscanning多支持30人同步采集團體腦電數(shù)據(jù)；

多模態(tài)腦功能測試技術：支持EEG-TMS，EEG-fNIRS，EEG-fMRI等研究技術方案

A/D Resolution：24 Bit

輸入阻抗：>1 GOhms

共模抑制比（CMRR）： Typically 106 dB

帶寬（Bandwidth）： Max. 0 ～ 3500Hz

低通濾波：DC (10000Hz)   ;    -3 dB（7000 Hz）

高通濾波：   -3 dB（0.16 Hz）

輸入噪聲（InputNoise）：（DC Mode）：<0.8uV RMS (0-200 Hz)，<2.0uV RMS(DC-3500 Hz) ；

輸入范圍（Full Scale Input Range）（DC Mode）：± 430 mV

系統(tǒng)增益（System Gain）（DC Mode）：10

靈敏度（Sensitivity）（DC Mode)： 51 nV/bit

噪聲（Noise）（AC Mode）：<0.6 μV RMS (0.16-200 Hz)， < 1.5 μV RMS (0.16-3500 Hz)

輸入范圍（Full Scale Input Range）（AC Mode）：± 4.3 mV

系統(tǒng)增益（System Gain）（AC Mode）： 50

靈敏度（Sensitivity）（AC Mode）： 0.51 nV/bit

數(shù)字化（TTL）輸入： 8 Bit非隔離輸入觸發(fā)，2個隔離輸入/輸出線2 isolated trigger in/out lines, 8 bit unisolated trigger in

High Level 輸入范圍：   ± 5V or ± 10V (with isolated analog adapter, settable)

阻抗： 1 kΩ to 50 kΩ

Headbox 體積（H x W x D）： 20 x 7 x 16 (40 channels),

Headbox 重量： 0.680 kg

Main unit體積（H x W x D）：33×12×27 cm,

Main unit重量：3.6

安全規(guī)范：EN 60601-1，EN 60601-1-1，EN 60601-1-2，EN60601-1-4，EN60601-2-26

五、應用領域

EEG/EP測量

ERP研究

EEG +TMS結合多模態(tài)腦功能研究

EEG +fMRI結合多模態(tài)腦功能研究

多通道EMG肌電圖研究

群組超掃描研究（多達4人4視頻攝像機*同步）

其他神經(jīng)科學的測量

其他心理測量

NeurOne用戶請注意：

注意 – 僅用于科研，不用于診斷過程,設備可用于非臨床實驗研究。

EEG/ERP團體超掃描實驗室

NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)的模塊化設計可以提供多達2-30人實時同步進行腦功能超掃描測試使用系統(tǒng)，并支持*同步視頻的攝影機。使用創(chuàng)新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統(tǒng)實時同步，允許多30人使用30個放大器同時工作–均由一臺電腦記錄。

六、同步方案

芬蘭NeurOne腦電超掃描系統(tǒng)通過結合ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺可以實現(xiàn)在不同實驗環(huán)境條件下對智能化人機系統(tǒng)進行主觀和客觀定量的人機交互測試、人因與工效學分析與評價：通過ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺與廣泛的數(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、fNIRS近紅外腦成像，人體動作，行為觀察、面部表情、生物力學、人機交互。實現(xiàn)極低延遲的同步水平同時確保您的整體方案的便攜性。

數(shù)據(jù)分析平臺：如果研究人員希望得到比實時觀察更深入、全面的結論， ErgoLAB平臺可提供數(shù)據(jù)后期分析的強大工具。ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺綜合統(tǒng)計分析模塊包含多維度人-機-環(huán)境數(shù)據(jù)綜合分析、EEG腦電分析與可視化、眼動分析與可視化、行為觀察實時編碼分析、面部表情分析與狀態(tài)識別、動作姿態(tài)傷害評估與工效學分析、交互行為分析（ErgoLAB/ErgoVR人機交互測試版本）、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通用信號分析（如TEMP/SKT皮溫/體溫分析、EOG眼電分析以及其他環(huán)境與生物力學信號分析）。系統(tǒng)具備專門的信號處理模塊以及開放式信號處理接口，可以直接導出可視化分析報告以及原始數(shù)據(jù)，支持第三方集成與定制開發(fā)。津發(fā)科技提供定制開發(fā)服務，與人因工程與工效學分析評價領域相關的算法模型、軟硬件產(chǎn)品與技術可深入研發(fā)，詳情咨詢津發(fā)科技！

七、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是高新技術企業(yè)、科技部認定的科技型中小企業(yè)和中關村高新技術企業(yè)，具備國防裝備科研生產(chǎn)保密資質，具備自主進出口經(jīng)營權；自主研發(fā)的人因工程與工效學相關技術、產(chǎn)品與服務榮獲多項省部級科學技術獎勵、國家軟件著作權和省部級新技術新產(chǎn)品（服務）認證；通過了歐洲 CE、美國 FCC、歐盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多項國際認證和國家防爆認證。

津發(fā)科技設立人因工程專業(yè)的學術科研團隊、技術團隊及研發(fā)團隊，并通過多年與科研機構及高校的產(chǎn)學研合作，積累了人因與工效學領域多項核心技術，以及基于機器學習等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機工效評價技術與研究方法等，是的人因工程技術創(chuàng)新中心！津發(fā)科技技術與科研團隊提供技術支持及學術服務，從實驗室建設的規(guī)劃與布局，到技術與學術培訓與指導，多角度提供實驗室建設全生命周期的服務。