一、LabNIRS/16近紅外腦成像儀產品介紹

LABNIRS是島(dao)津公(gong)司于北(bei)京第(di)十一屆OHBM會(hui)議推出的(de)(de)新一代近(jin)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)學腦(nao)成像(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統，島(dao)津新研制的(de)(de)LABNIRS對(dui)近(jin)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)學腦(nao)成像(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統具有(you)革命(ming)性的(de)(de)改進。近(jin)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)學腦(nao)成像(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統隨著應(ying)用(yong)越(yue)來越(yue)廣泛，其在(zai)時(shi)(shi)間(jian)分辨(bian)率以及(ji)空(kong)間(jian)分辨(bian)率上的(de)(de)不足成為(wei)其應(ying)用(yong)的(de)(de)壁(bi)壘(lei)，島(dao)津研制的(de)(de)LABNIRS近(jin)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)學腦(nao)成像(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統在(zai)時(shi)(shi)間(jian)分辨(bian)率以及(ji)空(kong)間(jian)分辨(bian)率上有(you)成倍(bei)提高(gao)，從而支持高(gao)密度測量，使近(jin)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)學腦(nao)成像(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統有(you)更為(wei)高(gao)精(jing)度和(he)廣泛的(de)(de)應(ying)用(yong)。LABNIRS還具備很多(duo)擴展(zhan)功(gong)能(neng)，例如與腦(nao)電圖(tu)(EEG)同步測量和(he)實(shi)時(shi)(shi)數(shu)據傳輸等，這些豐富的(de)(de)功(gong)能(neng)使得它(ta)可以在(zai)更多(duo)領域內支持*的(de)(de)腦(nao)功(gong)能(neng)相(xiang)關研究。

二、島津新一代科研型近紅外光腦成像LABNIRS技術與性能介紹

LABNIRS是島(dao)津公(gong)司于(yu)北京第十一屆OHBM會議推出的(de)新(xin)一代近(jin)紅(hong)外(wai)光學腦(nao)(nao)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系統(tong)(tong)，島(dao)津新(xin)研制(zhi)的(de)LABNIRS對近(jin)紅(hong)外(wai)光學腦(nao)(nao)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系統(tong)(tong)具有(you)革命(ming)性的(de)改進。*，近(jin)紅(hong)外(wai)光學腦(nao)(nao)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系統(tong)(tong)隨著應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣泛，其在時(shi)(shi)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)以及(ji)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)上(shang)(shang)的(de)不足成(cheng)(cheng)(cheng)為其應(ying)用(yong)的(de)壁壘，島(dao)津研制(zhi)的(de)LABNIRS近(jin)紅(hong)外(wai)光學腦(nao)(nao)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系統(tong)(tong)在時(shi)(shi)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)以及(ji)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)上(shang)(shang)有(you)成(cheng)(cheng)(cheng)倍(bei)提高(gao)，從而支(zhi)持高(gao)密度(du)(du)測量，使近(jin)紅(hong)外(wai)光學腦(nao)(nao)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系統(tong)(tong)有(you)更為高(gao)精(jing)度(du)(du)和廣泛的(de)應(ying)用(yong)。

LABNIRS是一款用于(yu)捕捉大(da)腦(nao)行為功(gong)能(neng)的(de)光學(xue)成像系(xi)統，它(ta)利用安全的(de)近(jin)紅外光來測量(liang)大(da)腦(nao)皮層的(de)氧合血(xue)紅蛋白和脫氧血(xue)紅蛋白含量(liang)。

測量(liang)過程對被測人的(de)(de)運動并無(wu)嚴(yan)格限制(zhi)，被測人可以一(yi)邊(bian)進行近似日常的(de)(de)行為活動一(yi)邊(bian)完成(cheng)腦功能的(de)(de)測量(liang)。

LABNIRS還(huan)具備很多擴展功(gong)能，例如與腦(nao)電圖(tu)(EEG)同(tong)步測量和實時(shi)數據傳輸等，這些豐富(fu)的(de)功(gong)能使得它可(ke)以在更多領域內支持的(de)腦(nao)功(gong)能相關研究。

三、近紅外腦成像儀七大特點

1. 使(shi)用三波(bo)長(chang)半導體激光器(qi)，確保了測試的可靠性(xing)和*性(xing)。

2. 光電倍增器保證了測(ce)量的高靈(ling)敏度(du)。

3. 激光(guang)發射可(ke)編程(cheng)控(kong)制，研(yan)究(jiu)者可(ke)以根據具體需(xu)求實現測(ce)量范圍的任意組(zu)合。

4. 與EEG\fMRI \TMS聯(lian)用技術。

5. 新型光纖頭部固定(ding)支架（*FLASH：Flexible Adjustable Surface Holder第4254420號）。

6. 支持(chi)高密度測量(liang)。

7. 完(wan)善和豐富(fu)的軟件功能(neng)。

四、三波長同時測量

用近(jin)(jin)紅(hong)外光(guang)穿透(tou)大(da)腦(nao)表層，檢(jian)(jian)測(ce)由(you)于(yu)(yu)諸多(duo)問題引起的(de)大(da)腦(nao)血(xue)流量變(bian)化時，由(you)于(yu)(yu)大(da)腦(nao)組織(zhi)自身跳動(dong)的(de)原因，檢(jian)(jian)測(ce)值可能(neng)會發(fa)生不穩定(ding)(ding)(ding)?誤差等(deng)情(qing)況。為(wei)了降(jiang)低這類情(qing)況，即為(wei)了測(ce)得穩定(ding)(ding)(ding)的(de)高精(jing)度檢(jian)(jian)測(ce)值，包(bao)括含氧血(xue)紅(hong)蛋白(bai)及脫氧血(xue)紅(hong)蛋白(bai)的(de)等(deng)吸收點的(de)波長(chang)，近(jin)(jin)紅(hong)外半(ban)導體激光(guang)是長(chang)壽(shou)命光(guang)源，為(wei)實現高精(jing)度且穩定(ding)(ding)(ding)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)，使用的(de)是3波長(chang)以上的(de)時間分割檢(jian)(jian)測(ce)方式或頻(pin)率調制方式。

島津采用3波長(chang)（780±5nm 805±5nm 830±5nm）半導體激光器，能進行(xing)更穩定的檢(jian)測(ce)大腦血紅蛋(dan)白的含量變(bian)化。同(tong)時(shi)是用時(shi)間分割檢(jian)測(ce)方(fang)式，避免相(xiang)鄰(lin)區域因同(tong)時(shi)發射激光而(er)引(yin)起(qi)的串擾。

光(guang)電倍增器保證了測量的高靈敏度。

光電倍(bei)(bei)(bei)倍(bei)(bei)(bei)增(zeng)器(qi)的動態范圍更為寬(kuan)泛，可(ke)實現寬(kuan)泛條(tiao)件的檢測。光電倍(bei)(bei)(bei)增(zeng)器(qi)可(ke)實現微(wei)弱信號的倍(bei)(bei)(bei)增(zeng)放大(da)，也(ye)是(shi)比(bi)較昂貴的檢測器(qi)，在(zai)LABNIRS上，同時(shi)使用(yong)了24組的光電倍(bei)(bei)(bei)增(zeng)器(qi)。

五、系統聯用技術

1.可以(yi)與EEG實現(xian)聯用(yong)，具有聯用(yong)的光纖帽以(yi)及軟(ruan)件支持。

2.可以(yi)與fMRI聯用(yong)，同步測量(liang)fMRI信(xin)號(hao)，提供NIRS數據(ju)(ju)和(he)fMRI數據(ju)(ju)融合軟件。提供15M長光纖與fMRI聯用(yong)。

3.可以與TMS聯用，MAGSTIM進行聯用。

六、新型光纖頭部固定支架

FLASH（Flexible Adjustable Surface Holder）——靈活可調式(shi)表面支架

這(zhe)套支架可適用于(yu)不同曲線(xian)的頭型，不僅適用于(yu)成人(ren)也適用于(yu)不同年齡的兒童。以(yi)下四種支架可供選擇：

頭頂(ding)用支架---測量(liang)頭部頂(ding)區

側頭用支(zhi)架(jia)(jia)---測量(liang)頭部(bu)的兩側區(qu)域，還可選配成覆蓋(gai)頭后部(bu)和前部(bu)的支(zhi)架(jia)(jia)

全(quan)頭用支架----測量整個(ge)頭部

前(qian)(qian)額用支架----測(ce)量(liang)前(qian)(qian)額區域

七、產品優勢

1、友好的用戶界面(mian)和(he)豐(feng)富的統計學工具

2、從測量到分析的(de)(de)所(suo)(suo)有(you)操(cao)作都在(zai)一個清晰、圖像的(de)(de)界面(mian)顯(xian)示。強有(you)力(li)的(de)(de)數據(ju)(ju)處(chu)理支持功能(neng)是(shi)由包括附加任務，去(qu)除噪音和(he)去(qu)除偽跡（光滑的(de)(de)濾波，頻波），任務之(zhi)間的(de)(de)刪(shan)減，統(tong)計計算和(he)獨立成分分析的(de)(de)數據(ju)(ju)分析功能(neng)所(suo)(suo)提供。

3、出色(se)的(de)可升級特性

儀(yi)器的使(shi)用(yong)可(ke)與(yu)其應用(yong)需求有(you)效(xiao)地匹配。既可(ke)以(yi)作為一個獨立的系(xi)統，也可(ke)以(yi)把兩個系(xi)統連(lian)接起來，實現(xian)100個或更多的測量通道。

4、支持高(gao)密(mi)度測量(liang)

近紅外(wai)光(guang)(guang)學腦成(cheng)(cheng)像的(de)(de)空間分辨率(lv)受到激光(guang)(guang)發射和時(shi)間分辨的(de)(de)影響，先前的(de)(de)近紅外(wai)光(guang)(guang)學腦成(cheng)(cheng)像儀只能(neng)做到3cm的(de)(de)空間分辨率(lv)，島津(jin)新一(yi)代近紅外(wai)光(guang)(guang)學腦成(cheng)(cheng)像儀LABNIRS將時(shi)間分辨率(lv)提高(gao)到單(dan)通道6ms，比先前型號提高(gao)了4倍，因此支持高(gao)密度測量(liang)的(de)(de)要求(qiu)，將空間分辨率(lv)提高(gao)到1.5cm。為(wei)科研(yan)工作(zuo)者提供了更為(wei)準確(que)的(de)(de)空間定位，進行(xing)更為(wei)精確(que)的(de)(de)腦功能(neng)研(yan)究。

5、采用GLM模型的統計軟(ruan)件(jian)

該統計測試軟件基于一般線(xian)性模型(xing)（General Linear Model）。

簡易地設定(ding)統計(ji)參數(shu)(shu)(shu)和反應函(han)(han)(han)(han)數(shu)(shu)(shu)，包(bao)括(kuo)測(ce)試項目和顯著(zhu)性水平，然(ran)后點擊統計(ji)分析(xi)按(an)鈕來(lai)自動標黃統計(ji)上顯著(zhu)的(de)通道(dao)。Delta (δ)函(han)(han)(han)(han)數(shu)(shu)(shu),Gaussian函(han)(han)(han)(han)數(shu)(shu)(shu)和gamma(γ) 函(han)(han)(han)(han)數(shu)(shu)(shu)（2-參數(shu)(shu)(shu)變量(liang)）可作為反應函(han)(han)(han)(han)數(shu)(shu)(shu)。滯(zhi)后時間和轉換時間也可作為參數(shu)(shu)(shu)設置(zhi)。測(ce)試結(jie)果會以數(shu)(shu)(shu)字(zi)式或圖表的(de)方(fang)式來(lai)顯示或存儲，同(tong)時也包(bao)括(kuo)T值(zhi)結(jie)果圖譜。

6、獨(du)立成(cheng)分分析(xi)軟件

除(chu)了腦(nao)活動(dong)信號以(yi)外，還有(you)幾個獨(du)立成(cheng)(cheng)分也疊加在NIRS 數據(ju)里，包括(kuo)脈搏(bo)率和皮膚血流的起伏波(bo)動(dong)。獨(du)立成(cheng)(cheng)分分析（ICA）是一(yi)種將(jiang)這些成(cheng)(cheng)分提取分離的方法。成(cheng)(cheng)像結果可(ke)以(yi)在去除(chu)含有(you)偽跡的特(te)定(ding)獨(du)立成(cheng)(cheng)分后重(zhong)新(xin)編排顯(xian)示。

7、擴展(zhan)應用范圍(wei)

同步腦電(dian)圖（EEG）測(ce)(ce)量系(xi)統(tong)（選配），通過(guo)(guo)局域網(wang)（LAN）將FOIRE系(xi)統(tong)與腦電(dian)圖分(fen)析(xi)(EEG)聯結(jie)起來，同時使(shi)用全頭用支架(jia)進行工作，即可在(zai)實(shi)現超過(guo)(guo)100通道(dao)（使(shi)用兩臺FOIRE系(xi)統(tong)）功能的(de)近(jin)紅(hong)外(wai)光譜（fNIRS）檢(jian)測(ce)(ce)和同時完成zui高(gao)64個通道(dao)的(de)EEG檢(jian)測(ce)(ce)。fNIRS數(shu)據(ju)根據(ju)EEG的(de)時間(jian)分(fen)辨率插入并生成一個與EEG數(shu)據(ju)具有相(xiang)同時間(jian)軸的(de)整合文件，然(ran)后(hou)保存在(zai)同一分(fen)析(xi)電(dian)腦中。而(er)實(shi)現MRI 和fNIRS數(shu)據(ju)的(de)融合除(chu)了需要(yao)分(fen)析(xi)電(dian)腦安裝MRI融合軟件外(wai)，還要(yao)在(zai)分(fen)析(xi)電(dian)腦上（通過(guo)(guo)USB端口）連(lian)接(jie)一個3D 數(shu)字化儀。

8、核磁共振成像MRI 融合軟件（選配）

MRI融合軟件(jian)是(shi)基于3D 信息得(de)到(dao)(dao)的成像結(jie)果，而非通過算法(fa)模型將平面圖(tu)譜投射到(dao)(dao)曲線表面（傳(chuan)統方法(fa)）。這種方法(fa)*可以提(ti)高廣(guang)域成像的精(jing)確性；第二能夠得(de)到(dao)(dao)任意(yi)測試點陣的成像結(jie)果；第三也可以得(de)到(dao)(dao)整個頭(tou)部(bu)的成像結(jie)果。（采用(yong)全(quan)頭(tou)用(yong)支架）。

八、附錄技術參數

1、 主機

1.1測(ce)量項目(mu)：腦部氧(yang)合血紅(hong)蛋(dan)(dan)白、脫(tuo)氧(yang)血紅(hong)蛋(dan)(dan)白、 總血紅(hong)蛋(dan)(dan)白濃度的(de)變化量。

1.2測量時(shi)(shi)間(jian)分辨率：獨(du)立通(tong)道檢測時(shi)(shi)間(jian)≤6ms，52通(tong)道掃描(miao)時(shi)(shi)間(jian)≤24ms。

1.3測量空(kong)間分(fen)辨(bian)率：≤1.5cm,支持高密度(du)測量。

1.4單體zui大測量通道（非斷層）：52通道。

1.5采樣頻率：≥1000Hz。

2、光源及紅外光波(bo)屬性

2.1光源類型(xing)：近紅外半導體(ti)激光

2.2 紅外光波安全等級： Class 1

2.3 測量方法(fa)：三(san)波長(chang)(chang)吸收率，即同(tong)時參(can)與數(shu)據采集的光源波長(chang)(chang)有三(san)種。

2.4光(guang)源發射器(qi)zui大輸(shu)出功(gong)率：≥30mw

2.5發散角：0.2 ~ 2 mrad

2.6工作(zuo)溫度范圍：-5℃ ~ 40℃

2.7光源數量：≥48個

2.8光纖(xian)光損率： ＜5%

3、檢(jian)測器

3.1檢測器類型：光電(dian)倍增管(guan)

3.2 線性范圍：≥10^6

3.3增(zeng)益范圍：-10 ~ +95dB

3.4光感(gan)敏感(gan)度(du)：≥0.05A/mW

3.5光譜測(ce)量范(fan)圍：200nm-1000nm

3.6漂移：＜0.3%（開始記錄(lu)5分鐘之后）

3.7檢測(ce)器數(shu)目：≥16個

3.8檢(jian)測(ce)方式：分時激(ji)發照射法(fa)

3.9工作溫度(du)：-25℃ ~ 50℃

4、頭部固定裝(zhuang)置(zhi)

4.1光纖: L型(xing)

4.2頭部固定裝置：全頭帽(mao)1頂、與EEG兼容全頭帽(mao)1頂、新(xin)生兒帽(mao)1頂。

4.3用戶可以(yi)根據(ju)自己的研究(jiu)需求自由(you)定義測(ce)量區(qu)域(yu)

4.4全頭帽適合各種形狀大小頭型（新生兒除外），無(wu)需用戶改裝。

5、 兼容(rong)性

5.1  可以實現與EEG/ERP同(tong)步測試

6、軟件部分

6.1 采集(ji)軟件(jian)：靈敏度自動調(diao)整、測量參數可編輯、網絡遠程操作(zuo)、事件(jian)相關測量、實時數據采集(ji)和(he)實時顯示。

6.2 分析軟件(jian)(jian)：事(shi)件(jian)(jian)相關任務加權平均、數據(ju)平滑、積(ji)分處理(li)、2D彩(cai)色圖形(xing)顯示、多(duo)線程顯示、文(wen)本、圖像存儲(chu)。

6.3 一(yi)般線性模型統計軟件 (GLM)：可設定響應(ying)函數(shu)和統計參數(shu)。

6.4 獨立成分分析軟件(jian)（ICA)：分離(li)并消(xiao)除(chu)被疊加到腦信號上的(de)脈搏(bo)波動(dong)及(ji)皮膚(fu)血流（量）波動(dong)引起的(de)干擾信號。

6.5 具有(you)帶通濾波器，可以過濾因(yin)心跳、呼吸、移動、電信(xin)號等引起的噪音(yin)。