一、LabNIRS/16近紅外腦成像儀產(chǎn)品介紹

LABNIRS是島津公司于北京第十一屆OHBM會議推出的新一代近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)，島津新研制的LABNIRS對近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)具有革命性的改進(jìn)。近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)隨著應(yīng)用越來越廣泛，其在時(shí)間分辨率以及空間分辨率上的不足成為其應(yīng)用的壁壘，島津研制的LABNIRS近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)在時(shí)間分辨率以及空間分辨率上有成倍提高，從而支持高密度測量，使近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)有更為高精度和廣泛的應(yīng)用。LABNIRS還具備很多擴(kuò)展功能，例如與腦電圖(EEG)同步測量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋@些豐富的功能使得它可以在更多領(lǐng)域內(nèi)支持*的腦功能相關(guān)研究。

二、島津新一代科研型近紅外光腦成像LABNIRS技術(shù)與性能介紹

LABNIRS是島津公司于北京第十一屆OHBM會議推出的新一代近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)，島津新研制的LABNIRS對近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)具有革命性的改進(jìn)。*，近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)隨著應(yīng)用越來越廣泛，其在時(shí)間分辨率以及空間分辨率上的不足成為其應(yīng)用的壁壘，島津研制的LABNIRS近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)在時(shí)間分辨率以及空間分辨率上有成倍提高，從而支持高密度測量，使近紅外光學(xué)腦成像系統(tǒng)有更為高精度和廣泛的應(yīng)用。

LABNIRS是一款用于捕捉大腦行為功能的光學(xué)成像系統(tǒng)，它利用安全的近紅外光來測量大腦皮層的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白含量。

測量過程對被測人的運(yùn)動并無嚴(yán)格限制，被測人可以一邊進(jìn)行近似日常的行為活動一邊完成腦功能的測量。

LABNIRS還具備很多擴(kuò)展功能，例如與腦電圖(EEG)同步測量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋@些豐富的功能使得它可以在更多領(lǐng)域內(nèi)支持的腦功能相關(guān)研究。

三、近紅外腦成像儀七大特點(diǎn)

1. 使用三波長半導(dǎo)體激光器，確保了測試的可靠性和*性。

2. 光電倍增器保證了測量的高靈敏度。

3. 激光發(fā)射可編程控制，研究者可以根據(jù)具體需求實(shí)現(xiàn)測量范圍的任意組合。

4. 與EEG\fMRI \TMS聯(lián)用技術(shù)。

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

6. 支持高密度測量。

7. 完善和豐富的軟件功能。

四、三波長同時(shí)測量

用近紅外光穿透大腦表層，檢測由于諸多問題引起的大腦血流量變化時(shí)，由于大腦組織自身跳動的原因，檢測值可能會發(fā)生不穩(wěn)定?誤差等情況。為了降低這類情況，即為了測得穩(wěn)定的高精度檢測值，包括含氧血紅蛋白及脫氧血紅蛋白的等吸收點(diǎn)的波長，近紅外半導(dǎo)體激光是長壽命光源，為實(shí)現(xiàn)高精度且穩(wěn)定的檢測，使用的是3波長以上的時(shí)間分割檢測方式或頻率調(diào)制方式。

島津采用3波長（780±5nm 805±5nm 830±5nm）半導(dǎo)體激光器，能進(jìn)行更穩(wěn)定的檢測大腦血紅蛋白的含量變化。同時(shí)是用時(shí)間分割檢測方式，避免相鄰區(qū)域因同時(shí)發(fā)射激光而引起的串?dāng)_。

光電倍增器保證了測量的高靈敏度。

光電倍倍增器的動態(tài)范圍更為寬泛，可實(shí)現(xiàn)寬泛條件的檢測。光電倍增器可實(shí)現(xiàn)微弱信號的倍增放大，也是比較昂貴的檢測器，在LABNIRS上，同時(shí)使用了24組的光電倍增器。

五、系統(tǒng)聯(lián)用技術(shù)

1.可以與EEG實(shí)現(xiàn)聯(lián)用，具有聯(lián)用的光纖帽以及軟件支持。

2.可以與fMRI聯(lián)用，同步測量fMRI信號，提供NIRS數(shù)據(jù)和fMRI數(shù)據(jù)融合軟件。提供15M長光纖與fMRI聯(lián)用。

3.可以與TMS聯(lián)用，MAGSTIM進(jìn)行聯(lián)用。

六、新型光纖頭部固定支架

FLASH（Flexible Adjustable Surface Holder）——靈活可調(diào)式表面支架

這套支架可適用于不同曲線的頭型，不僅適用于成人也適用于不同年齡的兒童。以下四種支架可供選擇：

頭頂用支架---測量頭部頂區(qū)

側(cè)頭用支架---測量頭部的兩側(cè)區(qū)域，還可選配成覆蓋頭后部和前部的支架

全頭用支架----測量整個(gè)頭部

前額用支架----測量前額區(qū)域

七、產(chǎn)品優(yōu)勢

1、友好的用戶界面和豐富的統(tǒng)計(jì)學(xué)工具

2、從測量到分析的所有操作都在一個(gè)清晰、圖像的界面顯示。強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理支持功能是由包括附加任務(wù)，去除噪音和去除偽跡（光滑的濾波，頻波），任務(wù)之間的刪減，統(tǒng)計(jì)計(jì)算和獨(dú)立成分分析的數(shù)據(jù)分析功能所提供。

3、出色的可升級特性

儀器的使用可與其應(yīng)用需求有效地匹配。既可以作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，也可以把兩個(gè)系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)100個(gè)或更多的測量通道。

4、支持高密度測量

近紅外光學(xué)腦成像的空間分辨率受到激光發(fā)射和時(shí)間分辨的影響，先前的近紅外光學(xué)腦成像儀只能做到3cm的空間分辨率，島津新一代近紅外光學(xué)腦成像儀LABNIRS將時(shí)間分辨率提高到單通道6ms，比先前型號提高了4倍，因此支持高密度測量的要求，將空間分辨率提高到1.5cm。為科研工作者提供了更為準(zhǔn)確的空間定位，進(jìn)行更為精確的腦功能研究。

5、采用GLM模型的統(tǒng)計(jì)軟件

該統(tǒng)計(jì)測試軟件基于一般線性模型（General Linear Model）。

簡易地設(shè)定統(tǒng)計(jì)參數(shù)和反應(yīng)函數(shù)，包括測試項(xiàng)目和顯著性水平，然后點(diǎn)擊統(tǒng)計(jì)分析按鈕來自動標(biāo)黃統(tǒng)計(jì)上顯著的通道。Delta (δ)函數(shù),Gaussian函數(shù)和gamma(γ) 函數(shù)（2-參數(shù)變量）可作為反應(yīng)函數(shù)。滯后時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)間也可作為參數(shù)設(shè)置。測試結(jié)果會以數(shù)字式或圖表的方式來顯示或存儲，同時(shí)也包括T值結(jié)果圖譜。

6、獨(dú)立成分分析軟件

除了腦活動信號以外，還有幾個(gè)獨(dú)立成分也疊加在NIRS 數(shù)據(jù)里，包括脈搏率和皮膚血流的起伏波動。獨(dú)立成分分析（ICA）是一種將這些成分提取分離的方法。成像結(jié)果可以在去除含有偽跡的特定獨(dú)立成分后重新編排顯示。

7、擴(kuò)展應(yīng)用范圍

同步腦電圖（EEG）測量系統(tǒng)（選配），通過局域網(wǎng)（LAN）將FOIRE系統(tǒng)與腦電圖分析(EEG)聯(lián)結(jié)起來，同時(shí)使用全頭用支架進(jìn)行工作，即可在實(shí)現(xiàn)超過100通道（使用兩臺FOIRE系統(tǒng)）功能的近紅外光譜（fNIRS）檢測和同時(shí)完成zui高64個(gè)通道的EEG檢測。fNIRS數(shù)據(jù)根據(jù)EEG的時(shí)間分辨率插入并生成一個(gè)與EEG數(shù)據(jù)具有相同時(shí)間軸的整合文件，然后保存在同一分析電腦中。而實(shí)現(xiàn)MRI 和fNIRS數(shù)據(jù)的融合除了需要分析電腦安裝MRI融合軟件外，還要在分析電腦上（通過USB端口）連接一個(gè)3D 數(shù)字化儀。

8、核磁共振成像MRI 融合軟件（選配）

MRI融合軟件是基于3D 信息得到的成像結(jié)果，而非通過算法模型將平面圖譜投射到曲線表面（傳統(tǒng)方法）。這種方法*可以提高廣域成像的精確性；第二能夠得到任意測試點(diǎn)陣的成像結(jié)果；第三也可以得到整個(gè)頭部的成像結(jié)果。（采用全頭用支架）。

八、附錄技術(shù)參數(shù)

1、 主機(jī)

1.1測量項(xiàng)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測量時(shí)間分辨率：獨(dú)立通道檢測時(shí)間≤6ms，52通道掃描時(shí)間≤24ms。

1.3測量空間分辨率：≤1.5cm,支持高密度測量。

1.4單體zui大測量通道（非斷層）：52通道。

1.5采樣頻率：≥1000Hz。

2、光源及紅外光波屬性

2.1光源類型：近紅外半導(dǎo)體激光

2.2 紅外光波安全等級： Class 1

2.3 測量方法：三波長吸收率，即同時(shí)參與數(shù)據(jù)采集的光源波長有三種。

2.4光源發(fā)射器zui大輸出功率：≥30mw

2.5發(fā)散角：0.2 ~ 2 mrad

2.6工作溫度范圍：-5℃ ~ 40℃

2.7光源數(shù)量：≥48個(gè)

2.8光纖光損率： ＜5%

3、檢測器

3.1檢測器類型：光電倍增管

3.2 線性范圍：≥10^6

3.3增益范圍：-10 ~ +95dB

3.4光感敏感度：≥0.05A/mW

3.5光譜測量范圍：200nm-1000nm

3.6漂移：＜0.3%（開始記錄5分鐘之后）

3.7檢測器數(shù)目：≥16個(gè)

3.8檢測方式：分時(shí)激發(fā)照射法

3.9工作溫度：-25℃ ~ 50℃

4、頭部固定裝置

4.1光纖: L型

4.2頭部固定裝置：全頭帽1頂、與EEG兼容全頭帽1頂、新生兒帽1頂。

4.3用戶可以根據(jù)自己的研究需求自由定義測量區(qū)域

4.4全頭帽適合各種形狀大小頭型（新生兒除外），無需用戶改裝。

5、 兼容性

5.1  可以實(shí)現(xiàn)與EEG/ERP同步測試

6、軟件部分

6.1 采集軟件：靈敏度自動調(diào)整、測量參數(shù)可編輯、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作、事件相關(guān)測量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示。

6.2 分析軟件：事件相關(guān)任務(wù)加權(quán)平均、數(shù)據(jù)平滑、積分處理、2D彩色圖形顯示、多線程顯示、文本、圖像存儲。

6.3 一般線性模型統(tǒng)計(jì)軟件 (GLM)：可設(shè)定響應(yīng)函數(shù)和統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

6.4 獨(dú)立成分分析軟件（ICA)：分離并消除被疊加到腦信號上的脈搏波動及皮膚血流（量）波動引起的干擾信號。

6.5 具有帶通濾波器，可以過濾因心跳、呼吸、移動、電信號等引起的噪音。