NeurOne腦電超掃描系統

一、產品概述

   　芬蘭NeurOne腦電超掃描系統利用超掃描技術具有高時間分辨率、高生態效度和低成本的優勢，在當前的腦與認知神經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。基于測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同、交互、互動中的腦機制，從多個受試者中同時記錄數據，不僅僅可分析每個受試者的大腦活動與其特定行為狀態相關，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，廣泛應用于不同的認知神經科學、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，并支持*同步視頻的攝影機。使用創新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統實時同步，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，高可以達到80000Hz。團體超掃描腦電測試平臺每套系統可提供多至2-30個放大器（共計128/1200導）的協調同步,并可選擇支持視頻同步。NeurOne系統高支持1200高導聯，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模擬數字芯片來處理數據。

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如大腦右、左額葉的活動情況，通過分析超掃描數據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、協同等大腦同步發生的變化，并且還展示了多人交互協同任務“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生了什么。

二、技術特點

NeurOne設備具有很明顯的技術*優勢，決不以犧牲數據質量來追求通道的數量、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，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，單導記錄高可達80000Hz），還可用雙極或單極同時記錄許多其他的身體信號（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系統的綜合研究。同時NeurOne的放大器參數足夠高，性能足夠穩定，可以進行聽覺腦干誘發電位的記錄和研究。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*原始的高保真數據，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，并支持*同步視頻的攝影機。使用創新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統實時同步，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多模態腦功能測試研究：NeurOne多模態腦功能測試系統可以和fNIRS（高密度近紅外腦功能成像系統）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-機接口系統。

3、EEG-fNIRS多模態腦機接口研究：傳統基于單一模態腦電(EEG)腦-機接口易受環境噪聲干擾、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多模態腦-機接口的實驗范式,研究重要的特征提取與分類環節，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多模態腦功能測試研究：NeurOne多模態腦功能測試系統可以和TMS（*）搭配使用。高動態輸入范圍（+/-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采樣同步觸發新功能。觸發器由刺激系統軟件發出（ErgoLAB刺激編譯軟件、Presentation軟件, Superlab軟件, E-Prime軟件），這些觸發信號能夠通過NeurOne主控器傳到TMS設備上。NeurOne可以在持續的EEG采樣信號中發出觸發脈沖，產生更精確的TMS，減少偽影，更容易進行偽影去除。

NeurOne結合TMS案例應用：

5、EEG-fMRI多模態腦功能測試研究：NeurOne Tesla多模態腦功能測試系統使得同時測量MRI和EEG成為可能。利用NeurOne SyncboxEEG所獲得的數據和MRI掃描是同步的(例如4或10MHz)。高動態輸入范圍(+/- 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

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：所有導聯均同步采集信號，大支持1200高導聯，

腦電超掃描技術：支持Hyperscanning多支持30人同步采集團體腦電數據；

多模態腦功能測試技術：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

系統增益（System Gain）（AC Mode）： 50

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

數字化（TTL）輸入： 8 Bit非隔離輸入觸發，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結合多模態腦功能研究

EEG +fMRI結合多模態腦功能研究

多通道EMG*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，并支持*同步視頻的攝影機。使用創新的Brainstorm超掃描技術 (Multi Syncbox)，支持多達10個 NeurOne主機系統實時同步，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腦電超掃描系統通過結合ErgoLAB人機環境同步云平臺可以實現在不同實驗環境條件下對智能化人機系統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人機環境同步云平臺與廣泛的數據同步，包括常用的身體數據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。實現極低延遲的同步水平同時確保您的整體方案的便攜性。

數據分析平臺：如果研究人員希望得到比實時觀察更深入、全面的結論， ErgoLAB平臺可提供數據后期分析的強大工具。

ErgoLAB人機環境同步云平臺綜合統計分析模塊包含多維度人-機-環境數據綜合分析、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識別、動作姿態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境與生物力學信號分析）。系統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據，支持第三方集成與定制開發。津發科技提供定制開發服務，與人因工程與工效學分析評價領域相關的算法模型、軟硬件產品與技術可深入研發，詳情咨詢津發科技！

七、廠家介紹

北京津發科技股份有限公司是國家*、*認定的科技型中小企業和中關村*，具備*國防武器裝備科研生產保密資質，具備自主進出口經營權；自主研發的人因工程與工效學相關技術、產品與服務榮獲多項省部級科學技術獎勵、國家發明專注、國家軟件著作權和省部級新技術新產品（服務）認證；通過了歐洲 CE、美國 FCC、歐盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多項認證和國家防爆認證。

津發科技設立人因工程專業的學術科研團隊、技術團隊及研發團隊，并通過多年與科研機構及高校的產學研合作，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識別和人機工效評價技術與研究方法等，是國內*的人因工程技術創新中心！津發科技技術與科研團隊提供全方面的技術支持及學術服務，從實驗室建設的規劃與布局，到技術與學術培訓與指導，全方面多角度提供實驗室建設全生命周期的服務。