一、LabNIRS/16近紅外腦成像儀產品介紹

LABNIRS是島(dao)津(jin)公司于北京第十一屆OHBM會議推出的(de)新一代近(jin)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)腦(nao)成(cheng)像系統(tong)(tong)，島(dao)津(jin)新研制(zhi)的(de)LABNIRS對近(jin)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)腦(nao)成(cheng)像系統(tong)(tong)具有(you)(you)革(ge)命(ming)性的(de)改進(jin)。近(jin)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)腦(nao)成(cheng)像系統(tong)(tong)隨(sui)著應用(yong)越來(lai)越廣泛(fan)(fan)，其(qi)在(zai)時(shi)間(jian)分(fen)辨率以及(ji)空間(jian)分(fen)辨率上的(de)不足(zu)成(cheng)為(wei)其(qi)應用(yong)的(de)壁壘(lei)，島(dao)津(jin)研制(zhi)的(de)LABNIRS近(jin)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)腦(nao)成(cheng)像系統(tong)(tong)在(zai)時(shi)間(jian)分(fen)辨率以及(ji)空間(jian)分(fen)辨率上有(you)(you)成(cheng)倍(bei)提(ti)高，從(cong)而支持(chi)高密(mi)度(du)測(ce)量，使近(jin)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)腦(nao)成(cheng)像系統(tong)(tong)有(you)(you)更為(wei)高精度(du)和(he)廣泛(fan)(fan)的(de)應用(yong)。LABNIRS還具備很多擴展功能，例(li)如與腦(nao)電圖(tu)(EEG)同步測(ce)量和(he)實(shi)時(shi)數據傳輸等(deng)，這(zhe)些豐富(fu)的(de)功能使得(de)它可以在(zai)更多領域(yu)內支持(chi)*的(de)腦(nao)功能相關(guan)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是島津公司(si)于北京(jing)第十一屆OHBM會議推(tui)出的(de)新一代近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)(cheng)像系統(tong)，島津新研制的(de)LABNIRS對近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)(cheng)像系統(tong)具(ju)有革(ge)命性的(de)改進。*，近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)(cheng)像系統(tong)隨著應用(yong)(yong)越(yue)來越(yue)廣(guang)泛，其在時(shi)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率以(yi)及(ji)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率上的(de)不足成(cheng)(cheng)為(wei)其應用(yong)(yong)的(de)壁壘，島津研制的(de)LABNIRS近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)(cheng)像系統(tong)在時(shi)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率以(yi)及(ji)空(kong)間(jian)(jian)分(fen)辨(bian)率上有成(cheng)(cheng)倍(bei)提高，從(cong)而(er)支持高密度(du)(du)測量，使近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)(cheng)像系統(tong)有更(geng)為(wei)高精度(du)(du)和廣(guang)泛的(de)應用(yong)(yong)。

LABNIRS是一款用于捕捉(zhuo)大腦(nao)行為功能的光(guang)學成像系統，它(ta)利用安全的近紅(hong)(hong)外光(guang)來測量(liang)大腦(nao)皮層(ceng)的氧合血紅(hong)(hong)蛋(dan)白和(he)脫氧血紅(hong)(hong)蛋(dan)白含量(liang)。

測量過程對被(bei)測人的運(yun)動并無(wu)嚴格(ge)限(xian)制，被(bei)測人可以一邊進行近(jin)似日常的行為活動一邊完成(cheng)腦功能的測量。

LABNIRS還具備(bei)很多擴展功能，例如與腦(nao)電圖(tu)(EEG)同步測量和(he)實時(shi)數據傳輸等，這些(xie)豐富(fu)的(de)功能使得它可以(yi)在更多領域內支(zhi)持的(de)腦(nao)功能相關研究。

三、近紅外腦成像儀七大特點

1. 使用三波(bo)長半導體激(ji)光(guang)器，確保(bao)了測(ce)試(shi)的可靠性(xing)和*性(xing)。

2. 光電倍增器保證(zheng)了測量(liang)的(de)高靈(ling)敏度(du)。

3. 激光(guang)發射可(ke)編程控制，研究者可(ke)以(yi)根據具體需(xu)求(qiu)實現測量(liang)范圍的任意組(zu)合。

4. 與EEG\fMRI \TMS聯用技術(shu)。

5. 新型光纖頭(tou)部固定支(zhi)架（*FLASH：Flexible Adjustable Surface Holder第(di)4254420號）。

6. 支(zhi)持高(gao)密(mi)度測量。

7. 完善和豐富的(de)軟件功能(neng)。

四、三波長同時測量

用(yong)近(jin)(jin)紅外光(guang)穿透大腦表層，檢(jian)測(ce)由(you)于諸多問題(ti)引起的(de)(de)大腦血(xue)流量變化時(shi)，由(you)于大腦組織自身跳動的(de)(de)原因(yin)，檢(jian)測(ce)值(zhi)可能會發(fa)生不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)?誤差(cha)等情(qing)況。為(wei)(wei)了(le)降低這類情(qing)況，即為(wei)(wei)了(le)測(ce)得穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)高精度(du)檢(jian)測(ce)值(zhi)，包括含氧血(xue)紅蛋白及脫氧血(xue)紅蛋白的(de)(de)等吸收點(dian)的(de)(de)波長，近(jin)(jin)紅外半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)是長壽(shou)命(ming)光(guang)源，為(wei)(wei)實現高精度(du)且穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)檢(jian)測(ce)，使用(yong)的(de)(de)是3波長以上的(de)(de)時(shi)間分割檢(jian)測(ce)方(fang)式或頻率調制方(fang)式。

島津采(cai)用3波(bo)長（780±5nm 805±5nm 830±5nm）半導體激光器，能進行(xing)更穩定(ding)的(de)檢(jian)測大腦血紅(hong)蛋白的(de)含量變化。同時是用時間分割檢(jian)測方式，避免相(xiang)鄰區域因同時發射激光而引起的(de)串(chuan)擾。

光電倍(bei)增器保證了測量的高靈敏度。

光(guang)電(dian)倍(bei)倍(bei)增器的(de)動態范(fan)圍更為(wei)寬(kuan)泛(fan)，可實現寬(kuan)泛(fan)條件的(de)檢測。光(guang)電(dian)倍(bei)增器可實現微弱信號的(de)倍(bei)增放大，也(ye)是比較昂貴的(de)檢測器，在LABNIRS上，同時使用了(le)24組的(de)光(guang)電(dian)倍(bei)增器。

五、系統聯用技術

1.可以與(yu)EEG實現聯用(yong)，具有聯用(yong)的光纖帽以及軟件支持。

2.可以與fMRI聯(lian)用(yong)，同步測量fMRI信號，提(ti)供(gong)NIRS數據和fMRI數據融合軟(ruan)件(jian)。提(ti)供(gong)15M長光纖(xian)與fMRI聯(lian)用(yong)。

3.可以(yi)與TMS聯(lian)用(yong)(yong)，MAGSTIM進行聯(lian)用(yong)(yong)。

六、新型光纖頭部固定支架

FLASH（Flexible Adjustable Surface Holder）——靈活(huo)可調式表(biao)面(mian)支(zhi)架

這套支(zhi)架(jia)可適用于不(bu)同曲線的頭型(xing)，不(bu)僅(jin)適用于成人也適用于不(bu)同年齡的兒(er)童。以下四(si)種支(zhi)架(jia)可供選擇：

頭(tou)頂用支(zhi)架(jia)---測量(liang)頭(tou)部頂區

側(ce)頭(tou)用支架(jia)---測量(liang)頭(tou)部的兩側(ce)區域(yu)，還可(ke)選(xuan)配成覆蓋頭(tou)后部和前部的支架(jia)

全頭(tou)用支架----測量(liang)整(zheng)個頭(tou)部(bu)

前(qian)額用支架(jia)----測量前(qian)額區域(yu)

七、產品優勢

1、友好的用(yong)戶(hu)界面和(he)豐富的統計學工具(ju)

2、從(cong)測(ce)量到分析(xi)的(de)所有(you)操作都(dou)在(zai)一(yi)個清晰、圖像的(de)界(jie)面顯示(shi)。強(qiang)有(you)力(li)的(de)數(shu)據處理(li)支(zhi)持功能是(shi)由(you)包括附加任務，去除(chu)噪(zao)音和去除(chu)偽跡（光滑(hua)的(de)濾(lv)波，頻波），任務之間的(de)刪減，統計計算和獨立成(cheng)分分析(xi)的(de)數(shu)據分析(xi)功能所提(ti)供。

3、出色的(de)可升級特(te)性

儀器的(de)使(shi)用(yong)(yong)可與其(qi)應用(yong)(yong)需求(qiu)有效(xiao)地匹配。既可以(yi)作(zuo)為一個(ge)(ge)獨立的(de)系(xi)統，也可以(yi)把兩個(ge)(ge)系(xi)統連接起來，實現100個(ge)(ge)或更多(duo)的(de)測量通道。

4、支持高密度測量

近紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)像(xiang)的(de)空(kong)(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率受到激光(guang)發射和(he)時(shi)間(jian)分辨(bian)(bian)的(de)影(ying)響，先前的(de)近紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)像(xiang)儀只能做到3cm的(de)空(kong)(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率，島津(jin)新一代近紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)學(xue)腦(nao)成(cheng)像(xiang)儀LABNIRS將時(shi)間(jian)分辨(bian)(bian)率提高到單(dan)通道6ms，比先前型號提高了(le)4倍，因此支持高密度測量的(de)要求，將空(kong)(kong)間(jian)分辨(bian)(bian)率提高到1.5cm。為(wei)科(ke)研(yan)工作者提供了(le)更為(wei)準確的(de)空(kong)(kong)間(jian)定(ding)位，進(jin)行更為(wei)精確的(de)腦(nao)功(gong)能研(yan)究。

5、采(cai)用GLM模型的統(tong)計軟(ruan)件

該統計測試軟件基(ji)于一(yi)般線(xian)性模(mo)型（General Linear Model）。

簡(jian)易地設定統計參(can)數(shu)(shu)和(he)反應函數(shu)(shu)，包括(kuo)測試項(xiang)目和(he)顯(xian)著(zhu)性水平(ping)，然后點擊統計分析(xi)按鈕來(lai)(lai)自動標黃統計上顯(xian)著(zhu)的通道。Delta (δ)函數(shu)(shu),Gaussian函數(shu)(shu)和(he)gamma(γ) 函數(shu)(shu)（2-參(can)數(shu)(shu)變量）可作為(wei)反應函數(shu)(shu)。滯后時間和(he)轉換時間也可作為(wei)參(can)數(shu)(shu)設置。測試結(jie)果(guo)會以數(shu)(shu)字式或圖(tu)表的方式來(lai)(lai)顯(xian)示或存儲，同時也包括(kuo)T值結(jie)果(guo)圖(tu)譜。

6、獨立成分分析軟件

除了腦活動信號以外，還有幾個獨(du)立成分(fen)也疊(die)加在NIRS 數據里，包(bao)括(kuo)脈搏率(lv)和皮膚(fu)血流的起(qi)伏波動。獨(du)立成分(fen)分(fen)析（ICA）是一種將這些成分(fen)提取分(fen)離的方(fang)法。成像(xiang)結果可以在去除含有偽跡的特定獨(du)立成分(fen)后重新編(bian)排顯示。

7、擴展應用范圍

同(tong)(tong)步腦(nao)(nao)電(dian)(dian)圖（EEG）測(ce)量系(xi)(xi)統(tong)（選配），通(tong)過局域(yu)網(wang)（LAN）將FOIRE系(xi)(xi)統(tong)與腦(nao)(nao)電(dian)(dian)圖分(fen)(fen)析(xi)(xi)(EEG)聯結起來(lai)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)使(shi)用全頭用支架進(jin)行工作，即可在實現(xian)超過100通(tong)道（使(shi)用兩(liang)臺FOIRE系(xi)(xi)統(tong)）功能(neng)的近紅外(wai)光(guang)譜（fNIRS）檢測(ce)和同(tong)(tong)時(shi)(shi)完成zui高64個通(tong)道的EEG檢測(ce)。fNIRS數(shu)(shu)據根(gen)據EEG的時(shi)(shi)間分(fen)(fen)辨率插入并生(sheng)成一個與EEG數(shu)(shu)據具有(you)相同(tong)(tong)時(shi)(shi)間軸的整合(he)文件(jian)，然后保存在同(tong)(tong)一分(fen)(fen)析(xi)(xi)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)中。而實現(xian)MRI 和fNIRS數(shu)(shu)據的融合(he)除了需要分(fen)(fen)析(xi)(xi)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)安裝MRI融合(he)軟件(jian)外(wai)，還(huan)要在分(fen)(fen)析(xi)(xi)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)上（通(tong)過USB端口）連(lian)接一個3D 數(shu)(shu)字化儀。

8、核磁共振成像MRI 融合軟件（選配）

MRI融合(he)軟件是基于(yu)3D 信息得到(dao)的成像結果(guo)，而非通過算法模型將平(ping)面(mian)圖譜投射到(dao)曲線表面(mian)（傳統方(fang)法）。這(zhe)種方(fang)法*可(ke)以提(ti)高廣域成像的精確性(xing)；第二能夠得到(dao)任意(yi)測試(shi)點陣的成像結果(guo)；第三也可(ke)以得到(dao)整個(ge)頭(tou)(tou)部的成像結果(guo)。（采用全頭(tou)(tou)用支架）。

八、附錄技術參數

1、 主(zhu)機

1.1測(ce)量項(xiang)目：腦部氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、 總血紅蛋白濃度的變化量。

1.2測(ce)量時(shi)間(jian)分(fen)辨率：獨立(li)通道檢測(ce)時(shi)間(jian)≤6ms，52通道掃描時(shi)間(jian)≤24ms。

1.3測(ce)量空間分辨率：≤1.5cm,支持高密度(du)測(ce)量。

1.4單體zui大(da)測量(liang)通道(dao)（非(fei)斷層）：52通道(dao)。

1.5采樣頻(pin)率：≥1000Hz。

2、光(guang)源及紅外(wai)光(guang)波屬(shu)性

2.1光(guang)源(yuan)類型：近紅外半導(dao)體激光(guang)

2.2 紅外光波安(an)全等級： Class 1

2.3 測量方(fang)法：三(san)波(bo)(bo)長吸(xi)收(shou)率，即同時參與數據采集的光源波(bo)(bo)長有三(san)種(zhong)。

2.4光源發射(she)器zui大輸(shu)出功率：≥30mw

2.5發散角：0.2 ~ 2 mrad

2.6工作溫(wen)度范圍：-5℃ ~ 40℃

2.7光源(yuan)數(shu)量：≥48個

2.8光(guang)纖光(guang)損率： ＜5%

3、檢測器(qi)

3.1檢測器類型：光電倍增管

3.2 線性范圍(wei)：≥10^6

3.3增益(yi)范圍：-10 ~ +95dB

3.4光感(gan)(gan)敏感(gan)(gan)度：≥0.05A/mW

3.5光譜測量(liang)范圍：200nm-1000nm

3.6漂(piao)移：＜0.3%（開始記錄5分鐘之(zhi)后）

3.7檢測(ce)器數(shu)目：≥16個(ge)

3.8檢測方式：分(fen)時激(ji)發(fa)照射法(fa)

3.9工作溫度：-25℃ ~ 50℃

4、頭部(bu)固定(ding)裝置

4.1光纖: L型

4.2頭(tou)部固(gu)定裝(zhuang)置(zhi)：全頭(tou)帽(mao)1頂(ding)、與EEG兼容全頭(tou)帽(mao)1頂(ding)、新生兒帽(mao)1頂(ding)。

4.3用戶可以根據自(zi)己的研(yan)究(jiu)需求自(zi)由(you)定義(yi)測量(liang)區域

4.4全頭(tou)帽適合各(ge)種(zhong)形狀大小頭(tou)型（新生兒(er)除(chu)外(wai)），無(wu)需用(yong)戶改裝。

5、 兼容性

5.1  可以實現與EEG/ERP同步測試(shi)

6、軟件部分

6.1 采(cai)(cai)集軟(ruan)件：靈敏度自動調整、測量(liang)參(can)數可編輯、網絡遠(yuan)程操(cao)作(zuo)、事件相關(guan)測量(liang)、實時數據采(cai)(cai)集和實時顯示。

6.2 分析軟件(jian)：事件(jian)相關(guan)任務(wu)加權平均、數據(ju)平滑、積分處理(li)、2D彩色圖(tu)(tu)形顯示、多(duo)線程顯示、文本、圖(tu)(tu)像存儲。

6.3 一般(ban)線性模型統(tong)計軟(ruan)件 (GLM)：可設定響應(ying)函數和統(tong)計參(can)數。

6.4 獨立成分分析軟件（ICA)：分離并(bing)消(xiao)除被疊加(jia)到(dao)腦信號上(shang)的脈搏波動及皮(pi)膚血流（量）波動引起的干(gan)擾信號。

6.5 具有帶通濾波器，可(ke)以過濾因心跳、呼吸、移(yi)動、電信號等引起的噪音。