功能(neng)(neng)近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)成像(xiang)技(ji)術(fNIRS)使用(yong)光(guang)(guang)來監測人腦(nao)(nao)(nao)(nao)功能(neng)(neng)，功能(neng)(neng)性近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)技(ji)術是近年來新興的(de)(de)(de)一種非(fei)侵(qin)入式腦(nao)(nao)(nao)(nao)功能(neng)(neng)成像(xiang)技(ji)術。fNIRS進行腦(nao)(nao)(nao)(nao)功能(neng)(neng)成像(xiang)的(de)(de)(de)原理(li)與fMRI相(xiang)似(si)，即大腦(nao)(nao)(nao)(nao)神經活動(dong)會導致局部的(de)(de)(de)血(xue)液(ye)動(dong)力學(xue)(xue)變化。其主要利用(yong)腦(nao)(nao)(nao)(nao)組織中的(de)(de)(de)氧合(he)血(xue)紅(hong)蛋白(bai)和脫氧血(xue)紅(hong)蛋白(bai)對600-900nm不同波長的(de)(de)(de)近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)吸收率的(de)(de)(de)差(cha)異特性，來實(shi)時、直接檢測大腦(nao)(nao)(nao)(nao)皮層(ceng)的(de)(de)(de)血(xue)液(ye)動(dong)力學(xue)(xue)活動(dong)。

1995年，以小泉(quan)英(ying)明為首的的日立團隊，研(yan)(yan)發(fa)近紅外光譜腦成(cheng)像技(ji)術(shu)NIRS(NearInfrared Spectroscopy)，首次向世界成(cheng)功(gong)推出腦功(gong)能定量成(cheng)像裝置。這款(kuan)研(yan)(yan)究大腦皮層血氧活動變化的產品(pin)隨著技(ji)術(shu)的改進(jin)與經(jing)驗的累積，已經(jing)更新到ETG-7100，實現全腦同步(bu)檢(jian)測，支(zhi)持高級(ji)腦功(gong)能研(yan)(yan)究。

　近(jin)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)光可(ke)以(yi)穿透人體組織和骨骼，達到顱內2-3cm的深度(du)，即大腦(nao)(nao)皮質(zhi)水平。近(jin)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)光可(ke)被大腦(nao)(nao)血紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)白(bai)選(xuan)擇性吸收。通(tong)過(guo)選(xuan)用恰(qia)當的近(jin)紅(hong)(hong)(hong)(hong)外(wai)激光波長(chang)（695nm,830nm）可(ke)準(zhun)確(que)地(di)反映出腦(nao)(nao)皮層氧合血紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)白(bai)和脫氧血紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)白(bai)濃(nong)度(du)的變化。由于腦(nao)(nao)活動和局(ju)部(bu)血流之間存(cun)在密切(qie)的聯系，血紅(hong)(hong)(hong)(hong)蛋(dan)白(bai)濃(nong)度(du)的這些(xie)變化提供了(le)腦(nao)(nao)功能(neng)的可(ke)靠度(du)量(liang)。

相比(bi)其他(ta)腦功能(neng)成像技術，近紅(hong)外(wai)腦功能(neng)成像技術具有良好的空間(jian)分(fen)辨率、更(geng)多(duo)的測量(liang)指標、良好的舒適性和較低的成本等(deng)(deng)優點，在認知(zhi)神經科學(xue)和人(ren)因工程應用研究(jiu)中有著較為廣泛的應用；同時由于其抗運動干擾性強、便攜可穿戴等(deng)(deng)特點，系統在自然現場(chang)研究(jiu)、腦機接(jie)口(kou)等(deng)(deng)領域的價值也(ye)逐漸被研究(jiu)者所認識(shi)。具體應用案例包括駕駛員的認知(zhi)負荷研究(jiu)、多(duo)模態(tai)腦機接(jie)口(kou)研究(jiu)、操作人(ren)的情緒狀態(tai)研究(jiu)等(deng)(deng)。

二、產品特點

日立(li)近紅外腦功(gong)能成像系統追(zhui)求(qiu)技術操作簡單，數據同步采集。

●探索大腦皮層血流動力學變化：近紅外光可以穿透人體組織和骨骼，達到顱內2-3cm的深度，即大腦皮質水平。近紅外光可被大腦血紅蛋白選擇性吸收。通過選用恰當的近紅外激光波長（695nm，830nm）可準確地反映出腦皮層氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的變化。

●使用超短波695 nm，數據信噪比（S/N）高(gao)，噪聲(sheng)少(shao)。使用兩種(zhong)不同的(de)(de)波長來檢測(ce)氧合血(xue)紅(hong)(hong)蛋白、脫(tuo)氧血(xue)紅(hong)(hong)蛋白及總(zong)血(xue)紅(hong)(hong)蛋白的(de)(de)濃度變化。靈(ling)活運(yun)用血(xue)紅(hong)(hong)蛋白的(de)(de)光學特性，短波長檢測(ce)，采集(ji)的(de)(de)數(shu)據噪聲(sheng)干擾小，信噪比(bi)高(gao)。

●采(cai)用分(fen)頻(pin)技(ji)術處理(li)數據，不受外(wai)來光干擾(rao)。分(fen)頻(pin)采(cai)集，室內照明條件下檢測：

采用Lock-in方式按照中心頻率(lv)變(bian)頻調節近紅外光，分(fen)頻采集使通道之間數據互(hu)不(bu)干(gan)擾(rao)，實現(xian)所(suo)有通道數據同時(shi)相(xiang)檢(jian)測(ce)，避免不(bu)同時(shi)相(xiang)引起的檢(jian)查誤差。頻率(lv)固(gu)定，采用雪崩光電二(er)極管對(dui)抗外來光干(gan)擾(rao)性強，實現(xian)室內照明條件下檢(jian)測(ce)。

●通道間數(shu)據(ju)無時(shi)間差(cha)，實(shi)現全通道同(tong)時(shi)相采集。

●探頭帽易佩戴，數據穩定性高。硅膠探頭架，L 型光(guang)纖探頭(tou)，探頭(tou)位置任意可調。

三(san)、產品(pin)型(xing)號

●1、日立ETG-7100功能性近紅外腦成像系統：可進行48、72、96、120通(tong)道同時(shi)測(ce)(ce)量(liang)。可多通(tong)道同時(shi)測(ce)(ce)量(liang)多處所需部位(wei)。迎合(he)檢測(ce)(ce)部位(wei)設計的探(tan)(tan)頭裝置可方便的完成檢測(ce)(ce)，如腦功能定位(wei)測(ce)(ce)定。測(ce)(ce)量(liang)時(shi)無創傷、無束(shu)縛感(gan)。舒適的頭套(tao)及精巧的探(tan)(tan)頭設計，只需將探(tan)(tan)頭與頭皮(pi)接觸，便可以安全且多次反復進行測(ce)(ce)量(liang)。裝置輕小可移動，無需屏蔽室(shi)等特殊設備(bei)和環境(jing)。

●技術參數

同時測量的通道數： 48-120通道，支持近紅外超(chao)掃(sao)描、多模態腦功能測試(shi)。

信號采(cai)集方(fang)式：中心頻率變頻調節（可全通道同(tong)時計測）

光源波長： 2波長（695nm,830nm)

探測器： APD（雪崩光電倍增管）

●2、日立ETG-4100功能性近紅外腦成像系統：可進行24，31，48，52通道同時測量。系統探頭佩戴簡便，硅膠探頭架，L型光纖探頭，探頭位置任意可調。采用分頻采集，可室內照明條件下檢測，采用Lock-in方式按(an)照(zhao)中心頻率(lv)變頻調(diao)節近紅外光(guang)，分頻采集(ji)使通道之間數據互不干(gan)擾(rao)，實(shi)現所有通道數據同(tong)時相檢測，避免不同(tong)時相引起(qi)的檢查誤差。頻率(lv)固定(ding)，采用雪崩光(guang)電二極管對抗外來(lai)光(guang)干(gan)擾(rao)性強，實(shi)現室內照(zhao)明條件下檢測。

●技術參數

同時測量的通道數： 24-52通道

信號采集方式(shi)：中心頻(pin)率變頻(pin)調節(jie)（可(ke)全通(tong)道同時(shi)計測(ce)）

光源波長： 2波長（695nm,830nm)

探測器： APD（雪崩光電倍增管）

SFDA注冊證：有

●3、日立WOT-1000功能性近紅外腦成像系統：可進行16通道同時(shi)(shi)測量(liang)。設(she)備小巧輕(qing)便，可(ke)放入(ru)一(yi)個(ge)包里。頭(tou)(tou)部光圈和便攜控制盒可(ke)實現獨立(li)檢(jian)測。內嵌(qian)光纖，不受光纖長度的(de)束(shu)縛，廣(guang)范(fan)圍(wei)內可(ke)自由活動。探頭(tou)(tou)接觸面積(ji)大(da)，被試檢(jian)測時(shi)(shi)佩戴(dai)更(geng)舒(shu)適。一(yi)個(ge)筆記本電腦(nao)可(ke)同時(shi)(shi)對應(ying)四(si)套發射裝置，實現四(si)人同時(shi)(shi)檢(jian)測，便于相互(hu)交流(liu)與合作(zuo)。

●技術參數

同時測量的通道數：16通道

信號檢(jian)測方(fang)式：分(fen)時采集(ji)

光源波長： 2波長（705nm,830nm)

光源：激光二極管

●4、日立ETG-One功能性近紅外腦成像系統：：可進行24通道(dao)(dao)同時(shi)測量(liang)。系統可實時(shi)檢測并顯示腦皮質功(gong)能(neng)活動(dong)，多(duo)通道(dao)(dao)同時(shi)檢測多(duo)處所需部位，無創(chuang)傷、無束(shu)縛感。

●技術參數

同時測量的通道數： 22通道

信號采集方式：中心頻率變頻調節（可全通(tong)道同時計測）

光源波長： 2波長（695nm,830nm)

探測器： APD（雪崩光電倍增管）

SFDA注冊證：有

四、產(chan)品功能

●1、fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描系統：日立Hitachi提供了fNIRS Hyperscanning腦功能超掃描解決方案，日立Hitachi超掃描系統的模塊化設計可以提供2人以上實時同步進行腦功能超掃描測試使用并支持完全的數據同步。fNIRS超掃描技術提供了比fMRI超掃描技術更為真實的實驗環境、比EEG超掃描技術更好的空間精度，正成為(wei)認知與(yu)行為(wei)研(yan)究中的重要研(yan)究工具(ju)。

●2、EEG-fNIRS多模態腦功能測試系統: 日立Hitachi近紅外腦功能成像系統可以和NeurOne高精度腦電測量系統搭配使用，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、強大的分析功能：

①提供“一站式”解決方案系統軟件，從實驗設計到檢測，從原始數據到分析，ETG-4100“一站式”解決(jue)方案提供各種工具。

②實驗設計中提供“Event”和“Stim”(block設計)兩種檢測模式。

③提供多數據分析（相同Block加算平均、組間數據分析含計算組內數據平均值、組間差異比較、t檢驗(yan)等）、波形(xing)分(fen)析(xi)(xi)（興趣區域(yu)數據(ju)分(fen)析(xi)(xi)）、主成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)(xi)在線(xian)分(fen)析(xi)(xi)軟件(jian)，并可(ke)將原始(shi)數據(ju)導出進(jin)行(xing)線(xian)下軟件(jian)分(fen)析(xi)(xi)。

六、同(tong)步方案

    日立HITACHI全(quan)系列功(gong)能性近(jin)紅(hong)外(wai)腦(nao)(nao)成(cheng)像系統通(tong)過結合ErgoLAB人機(ji)環(huan)境(jing)同步云平臺可以(yi)實(shi)現(xian)在不同實(shi)驗環(huan)境(jing)下(xia)對裝(zhuang)備及系統進行主觀(guan)和(he)客觀(guan)定量的人機(ji)交互測試(shi)、人因與工效(xiao)學分析與評(ping)價：通(tong)過ErgoLAB人機(ji)環(huan)境(jing)同步云平臺與廣泛的數據(ju)同步，將近(jin)紅(hong)外(wai)腦(nao)(nao)成(cheng)像數據(ju)與廣泛的數據(ju)同步，包括常(chang)用(yong)的生理(li)數據(ju)GSR皮膚(fu)電(dian)，呼吸和(he)心率(lv)等、EEG腦(nao)(nao)電(dian)，眼動、fNIRS近(jin)紅(hong)外(wai)腦(nao)(nao)成(cheng)像，人體動作，行為觀(guan)察(cha)、面部表情(qing)、生物力學、人機(ji)交互。實(shi)現(xian)極低延(yan)遲的同步水(shui)平同時確保您的整體方(fang)案的便攜(xie)性。

如果研究人員(yuan)希望得到比實時(shi)觀(guan)察更深(shen)入(ru)、全面的(de)結論， ErgoLAB可提供數(shu)據后期(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)強大工具。ErgoLAB人機環(huan)境同步云平臺綜合(he)(he)統計分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)模塊包含多維度(du)人-機-環(huan)境數(shu)據綜合(he)(he)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、EEG腦電分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)與(yu)可視(shi)化(hua)、眼動分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)與(yu)可視(shi)化(hua)、行(xing)(xing)為(wei)(wei)觀(guan)察分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、面部表(biao)情分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、動作(zuo)姿態傷(shang)害評(ping)估與(yu)工效學分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、交互(hu)行(xing)(xing)為(wei)(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、時(shi)空行(xing)(xing)為(wei)(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、車輛與(yu)駕駛行(xing)(xing)為(wei)(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)（ErgoLAB駕駛版本）、HRV心率(lv)變異性分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、EDA/GSR皮電分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、RESP呼吸分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、EMG肌電分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、General通用信(xin)號分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)（如SKT皮溫分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、EOG眼電分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)以(yi)(yi)(yi)及(ji)其他環(huan)境與(yu)生物力學信(xin)號分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)）。系統具備專門的(de)信(xin)號處理(li)模塊以(yi)(yi)(yi)及(ji)開放式信(xin)號處理(li)接口(kou)，可以(yi)(yi)(yi)直接導出可視(shi)化(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)報告以(yi)(yi)(yi)及(ji)原始數(shu)據，支持第三方(fang)集成與(yu)定制(zhi)開發。

七、廠(chang)家介紹

北京津發科(ke)(ke)技(ji)(ji)股份(fen)有限公司是國家級(ji)(ji)高新(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)(qi)業(ye)、科(ke)(ke)技(ji)(ji)部(bu)認(ren)定的科(ke)(ke)技(ji)(ji)型中(zhong)(zhong)小(xiao)企(qi)(qi)業(ye)和(he)中(zhong)(zhong)關(guan)村高新(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)(qi)業(ye)，具備(bei)軍(jun)工國防(fang)武器(qi)裝備(bei)科(ke)(ke)研生產保密(mi)資質，具備(bei)自(zi)主(zhu)進出口經(jing)營權(quan)；自(zi)主(zhu)研發的人(ren)因(yin)工程與(yu)工效(xiao)學相關(guan)技(ji)(ji)術(shu)、產品與(yu)服務榮獲多項省部(bu)級(ji)(ji)科(ke)(ke)學技(ji)(ji)術(shu)獎勵、國家發明專利、國家軟件著作權(quan)和(he)省部(bu)級(ji)(ji)新(xin)技(ji)(ji)術(shu)新(xin)產品（服務）認(ren)證(zheng)(zheng)；通過了歐洲 CE、美國 FCC、歐盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多項國際認(ren)證(zheng)(zheng)和(he)國家防(fang)爆認(ren)證(zheng)(zheng)。

津發科技(ji)(ji)設(she)(she)立人因(yin)(yin)工(gong)程專業的(de)(de)學(xue)(xue)術(shu)科研(yan)(yan)團隊、技(ji)(ji)術(shu)團隊及(ji)研(yan)(yan)發團隊，并通過多(duo)年與(yu)科研(yan)(yan)機(ji)構及(ji)高校的(de)(de)產學(xue)(xue)研(yan)(yan)合作，積(ji)累了人因(yin)(yin)與(yu)工(gong)效學(xue)(xue)領域多(duo)項核心(xin)技(ji)(ji)術(shu)，以及(ji)基于機(ji)器學(xue)(xue)習(xi)等人工(gong)智能算法(fa)的(de)(de)狀態識(shi)別(bie)和人機(ji)工(gong)效評價技(ji)(ji)術(shu)與(yu)研(yan)(yan)究方(fang)法(fa)等，是國(guo)內領先(xian)的(de)(de)人因(yin)(yin)工(gong)程技(ji)(ji)術(shu)創新中心(xin)！津發科技(ji)(ji)的(de)(de)實(shi)驗(yan)室(shi)規劃(hua)建設(she)(she)技(ji)(ji)術(shu)團隊提供全(quan)方(fang)位的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)支持及(ji)售(shou)后服(fu)務(wu)，從實(shi)驗(yan)室(shi)建設(she)(she)的(de)(de)規劃(hua)與(yu)布(bu)局，到(dao)設(she)(she)備的(de)(de)培(pei)訓(xun)與(yu)指導，全(quan)方(fang)位多(duo)角度的(de)(de)進行實(shi)驗(yan)室(shi)建設(she)(she)的(de)(de)全(quan)生命周期(qi)的(de)(de)服(fu)務(wu)。