脑电超扫描系统

NeurOne脑电超扫描系统

一、产品概述

   　芬兰NeurOne脑电超扫描系统利用超扫描技术具有高时间分辨率、高生态效度和低成本的优势，在当前的脑与认知神经科学领域中应用广泛； 超扫描技术Hyperscanning的目的是提供两个或更多被试在特定的驱动或认知任务中进行互动的脑活动的同步记录，从而揭示社会互动的脑—脑机制。基于测量脑活动的脑电超扫描设备我们的研究结果也可以帮助更好理解和归纳总结其他协同、交互、互动中的脑机制，从多个受试者中同时记录数据，不仅仅可分析每个受试者的大脑活动与其特定行为状态相关，而且也提供了分析不同受试者间大脑活动的相关连通性。NeurOne是一个多功能系统，广泛应用于不同的认知神经科学、心理与行为科学以及人因工程与工效学等研究领域。

NeurOne脑电超扫描系统的模块化设计可以提供多达2-30人实时同步进行脑功能超扫描测试使用系统，并支持*同步视频的摄影机。使用创新的Brainstorm超扫描技术 (Multi Syncbox)，支持多达10个 NeurOne主机系统实时同步，允许多30人使用30个放大器同时工作–均由一台电脑记录。

NeurOne脑电超扫描系统每个放大器的Headbox由32个单极、6个双极和2个high level输入接口组成，共计40导，每导的采样率能达到40000Hz，高可以达到80000Hz。团体超扫描脑电测试平台每套系统可提供多至2-30个放大器（共计128/1200导）的协调同步,并可选择支持视频同步。NeurOne系统高支持1200高导联，并可确保所有通道的同步采集。精心设计的启动和时间锁定功能确保系统中所有通道无相位偏差。所有的通道都使用高质量的24位A/D模拟数字芯片来处理数据。

超扫描技术（hyperscanning），也即多人同步脑扫描，非常适合用来探究多感觉的神经交互机制。脑电设备时间分辨率高，对细微运动相对不敏感，因此作者选用脑电作为超扫描设备。

研究人员通过对比多人交互任务中不同脑区如大脑右、左额叶的活动情况，通过分析超扫描数据以及视频片段和会话记录，研究人员能够证明多人交互任务中的竞争、合作、博弈、协同等大脑同步发生的变化，并且还展示了多人交互协同任务“变化时刻”在大脑内部的样子。通过使用超扫描技术，我们可以看到在多人交互任务中的大脑里究竟发生了什么。

二、技术特点

NeurOne设备具有很明显的技术*优势，决不以牺牲数据质量来追求通道的数量、缩短准备时间或者降低成本。其中，NeurOne放大器每个40-80导，包括8个双极导联，还有2导High-level外接信号输入。由于它的频带足够宽（DC～3500Hz）、采样率足够高（256-1200导，单导记录高可达80000Hz），还可用双极或单极同时记录许多其他的身体信号（如ECG心电、EMG肌电、EOG眼电等），一方面可以去除心电和肌电的干扰，另一方面可以进行脑活动过程与其他系统的综合研究。同时NeurOne的放大器参数足够高，性能足够稳定，可以进行听觉脑干诱发电位的记录和研究。输入阻抗为1 Gohm，共模抑制比 106 dB。 NeurOne是建立在高保真记录的基础上，能够提供*原始的高保真数据，不需要屏蔽和滤波，信号不失真。

三、多功能应用

1、EEG-Hyperscanning脑电超扫描研究：NeurOne脑电超扫描系统的模块化设计可以提供多达2-30人实时同步进行脑功能超扫描测试使用系统，并支持*同步视频的摄影机。使用创新的Brainstorm超扫描技术 (Multi Syncbox)，支持多达10个 NeurOne主机系统实时同步，允许多30人使用30个放大器同时工作–均由一台电脑记录。

2、EEG-fNIRS多模态脑功能测试研究：NeurOne多模态脑功能测试系统可以和fNIRS（高密度近红外脑功能成像系统）搭配使用，将EEG和fNIRS进行整合发挥二者的优势，EEG的时间分辨率高，但是空间分辨率低；fNIRS的时间分辨率低，实时性较差，但是空间分辨率高。为了准确、全面、实时的测量大脑在认知过程中的活动，实现全面、实时的脑成像方式无疑是一种更好的策略。结合EEG与fNIRS的多模态脑成像技术在认知神经科学研究中有着很好的应用前景，同时还可搭建多模态脑-机接口系统。

3、EEG-fNIRS多模态脑机接口研究：传统基于单一模态脑电(EEG)脑-机接口易受环境噪声干扰、分类精度低等问题,在EEG脑-机接口的研究基础上,引入功能近红外光谱成像(function NearInfraredSpectroscopy,fNIRS)技术,可以自行设计EEG-fNIRS多模态脑-机接口的实验范式,研究重要的特征提取与分类环节，同时SIMULINK驱动程序可在订单中选购，并提供BCI脑机接口应用程序: BCI2000可免费提供给NeurOne用户。

4、EEG-TMS多模态脑功能测试研究：NeurOne多模态脑功能测试系统可以和TMS（*）搭配使用。高动态输入范围（+/-430mV的直流电模式以及+/-86mV的交流电模式），较大的模拟带宽（直流输出3500HZ），让TMS保持较低的伪影，使得分析大脑活动的潜伏期更短。此外，TMS拥有硬件弱音功能以及在线伪影消除的软件功能。此外我们增加了EEG采样同步触发新功能。触发器由刺激系统软件发出（ErgoLAB刺激编译软件、Presentation软件, Superlab软件, E-Prime软件），这些触发信号能够通过NeurOne主控器传到TMS设备上。NeurOne可以在持续的EEG采样信号中发出触发脉冲，产生更精确的TMS，减少伪影，更容易进行伪影去除。

NeurOne结合TMS案例应用：

5、EEG-fMRI多模态脑功能测试研究：NeurOne Tesla多模态脑功能测试系统使得同时测量MRI和EEG成为可能。利用NeurOne SyncboxEEG所获得的数据和MRI扫描是同步的(例如4或10MHz)。高动态输入范围(+/- 430 mV的直流电模式和 +/-86 mV的交流电模式)结合模拟带宽(直流输出3500 Hz) ,使利用高梯度力度获得精确信号毫无风险。

四、 NeurOne放大器参数

放大器采样率：512导同时采集，每导可达20,000 Hz ；20000 HZ/每通道（512导单人/或大30人团体1200导）

大通道数：所有导联均同步采集信号，大支持1200高导联，

脑电超扫描技术：支持Hyperscanning多支持30人同步采集团体脑电数据；

多模态脑功能测试技术：支持EEG-TMS，EEG-fNIRS，EEG-fMRI等研究技术方案

A/D Resolution：24 Bit

输入阻抗：>1 GOhms

共模抑制比（CMRR）： Typically 106 dB

带宽（Bandwidth）： Max. 0 ～ 3500Hz

低通滤波：DC (10000Hz)   ;    -3 dB（7000 Hz）

高通滤波：   -3 dB（0.16 Hz）

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

输入范围（Full Scale Input Range）（DC Mode）：± 430 mV

系统增益（System Gain）（DC Mode）：10

灵敏度（Sensitivity）（DC Mode)： 51 nV/bit

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

输入范围（Full Scale Input Range）（AC Mode）：± 4.3 mV

系统增益（System Gain）（AC Mode）： 50

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

数字化（TTL）输入： 8 Bit非隔离输入触发，2个隔离输入/输出线2 isolated trigger in/out lines, 8 bit unisolated trigger in

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

阻抗： 1 kΩ to 50 kΩ

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

Headbox 重量： 0.680 kg

Main unit体积（H x W x D）：33×12×27 cm,

Main unit重量：3.6

安全规范：EN 60601-1，EN 60601-1-1，EN 60601-1-2，EN60601-1-4，EN60601-2-26

五、应用领域

EEG/EP测量

ERP研究

EEG +TMS结合多模态脑功能研究

EEG +fMRI结合多模态脑功能研究

多通道EMG*研究

群组超扫描研究（多达4人4视频摄像机*同步）

其他神经科学的测量

其他心理测量

NeurOne用户请注意：

注意 – 仅用于科研，不用于诊断过程,设备可用于非临床实验研究。

EEG/ERP团体超扫描实验室

NeurOne脑电超扫描系统的模块化设计可以提供多达2-30人实时同步进行脑功能超扫描测试使用系统，并支持*同步视频的摄影机。使用创新的Brainstorm超扫描技术 (Multi Syncbox)，支持多达10个 NeurOne主机系统实时同步，允许多30人使用30个放大器同时工作–均由一台电脑记录。　　　　　　 

六、同步方案

芬兰NeurOne脑电超扫描系统通过结合ErgoLAB人机环境同步云平台可以实现在不同实验环境条件下对智能化人机系统进行主观和客观定量的人机交互测试、人因与工效学分析与评价：通过ErgoLAB人机环境同步云平台与广泛的数据同步，包括常用的身体数据GSR皮肤电，呼吸和心率等、EEG脑电，眼动、fNIRS近红外脑成像，人体动作，行为观察、面部表情、生物力学、人机交互。实现极低延迟的同步水平同时确保您的整体方案的便携性。

数据分析平台：如果研究人员希望得到比实时观察更深入、全面的结论， ErgoLAB平台可提供数据后期分析的强大工具。

ErgoLAB人机环境同步云平台综合统计分析模块包含多维度人-机-环境数据综合分析、EEG脑电分析与可视化、眼动分析与可视化、行为观察实时编码分析、面部表情分析与状态识别、动作姿态伤害评估与工效学分析、交互行为分析（ErgoLAB/ErgoVR人机交互测试版本）、时空行为分析、车辆与驾驶行为分析（ErgoLAB驾驶版本）、HRV心率变异性分析、EDA/GSR皮电分析、RESP呼吸分析、EMG肌电分析、General通用信号分析（如TEMP/SKT皮温/体温分析、EOG眼电分析以及其他环境与生物力学信号分析）。系统具备专门的信号处理模块以及开放式信号处理接口，可以直接导出可视化分析报告以及原始数据，支持第三方集成与定制开发。津发科技提供定制开发服务，与人因工程与工效学分析评价领域相关的算法模型、软硬件产品与技术可深入研发，详情咨询津发科技！

七、厂家介绍

北京津发科技股份有限公司是国家*、*认定的科技型中小企业和中关村*，具备*国防武器装备科研生产保密资质，具备自主进出口经营权；自主研发的人因工程与工效学相关技术、产品与服务荣获多项省部级科学技术奖励、国家发明专注、国家软件著作权和省部级新技术新产品（服务）认证；通过了欧洲 CE、美国 FCC、欧盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多项认证和国家防爆认证。

津发科技设立人因工程专业的学术科研团队、技术团队及研发团队，并通过多年与科研机构及高校的产学研合作，积累了人因与工效学领域多项核心技术，以及基于机器学习等人工智能算法的状态识别和人机工效评价技术与研究方法等，是国内*的人因工程技术创新中心！津发科技技术与科研团队提供全方面的技术支持及学术服务，从实验室建设的规划与布局，到技术与学术培训与指导，全方面多角度提供实验室建设全生命周期的服务。