UCL可穿戴近紅(hong)外腦功(gong)能(neng)成(cheng)像系統(tong)

（LUMO高(gao)密度近(jin)紅外腦(nao)成像系統）

一(yi)、產品概述

英國UCL大學(xue)最新研制開發了LUMO高密度可穿(chuan)戴式(shi)近紅外腦(nao)成(cheng)像(xiang)系(xi)統。LUMO系統(tong)具(ju)有重量輕、可穿戴的(de)特點，不需要光(guang)纖，可適用于任(ren)何年(nian)齡和(he)各種(zhong)真實自然環境；獨創的(de)六邊形傳感器可以在(zai)不同帽子和(he)通道組(zu)合之間靈活調整與升級配置，通過允許跨傳感器的(de)多距離光(guang)源-探測器形(xing)成測量通道(dao)，提高(gao)數據質量，提供連續(xu)、均(jun)勻高(gao)密度(du)的到腦覆蓋范(fan)圍(wei)，形(xing)成高(gao)密度(du)fNIRS或漫射光學(xue)層析成(cheng)像(DOT)陣列。

LUMO系統(tong)配置包含36個光源，48個探測器(可選18個光源，24個探測器)，可同(tong)時獲得(de)高達42-1728個通道的數據；特(te)有的擴散(san)光學層析(xi)成(cheng)像技術（DOT）能以接(jie)近fMRI功能性(xing)核磁(ci)共振成像的空間分辨(bian)率顯示血紅蛋白濃度變(bian)化結果。

功能性近紅外光譜成像技術(fNIRS)使用光來監測人腦功能。該技術通過將近紅外光傳輸到頭皮，然后在幾厘米遠的地方檢測散射回頭皮的光，可以測量大腦中氧合和脫氧血紅蛋白濃度的變化。由于腦活動和局部血流之間存在密切的聯系，血紅蛋白濃度的這些變化提供了腦功能的可靠度量。

相(xiang)比其(qi)他腦(nao)功能(neng)成像技(ji)術，近紅外腦(nao)功能(neng)成像技(ji)術具有(you)良好的空間分辨率(lv)、較高的采樣(yang)率(lv)、更多的測量指標、良好的舒適性和(he)較低的成本(ben)等(deng)優點，在認知神經科(ke)學和(he)臨床研究(jiu)(jiu)中有(you)著較為廣泛的應用；同時由于其(qi)抗運動干擾性強、便(bian)攜(xie)可(ke)穿(chuan)戴等(deng)特點，系(xi)統在運動科(ke)學、腦(nao)機(ji)接口等(deng)領域的價(jia)值(zhi)也逐漸被研究(jiu)(jiu)者(zhe)所認識。具體應用案例包括駕駛員(yuan)的認知負荷(he)研究(jiu)(jiu)、多模(mo)態(tai)腦(nao)機(ji)接口研究(jiu)(jiu)、操作人的情緒狀態(tai)研究(jiu)(jiu)等(deng)。

二(er)、產(chan)品特點

LUMO系統的核心優勢：瓦片傳感器設計(ji)所形(xing)成的高密(mi)度采(cai)樣。

• 增(zeng)大了測量的腦區(qu)范圍：瓦(wa)片傳(chuan)感器的設計，允許在傳(chuan)感器之間進行數(shu)據采集(ji)，使得采樣區(qu)域(yu)更加密集(ji)而均勻，大(da)大(da)增加了(le)大(da)腦測(ce)量范圍，避(bi)免了(le)錯過(guo)某個大(da)腦皮層的可能性；

• 更加可(ke)靠的(de)腦功能數據：研究表明，高(gao)密度采樣較傳統(tong)的(de)fNIRS采樣方式能(neng)夠獲取更(geng)加可靠的(de)腦功能(neng)數據結果。只(zhi)進行某一固(gu)定(ding)(ding)間距(30mm)的(de)測(ce)(ce)量方式極(ji)易受到來(lai)自頭皮的(de)信號污(wu)染的(de)影響；LUMO 對每個光源(yuan)和(he)探測(ce)(ce)器均提供了多個短距離的(de)通(tong)道(dao)，這(zhe)些通(tong)道(dao)可以用來(lai)檢(jian)測(ce)(ce)、分離和(he)移除頭皮信號的(de)干擾。只(zhi)有(you)采用高(gao)密度采樣，用戶才能(neng)真正確定(ding)(ding)所采集的(de)數據來(lai)源(yuan)于大腦；

• 靈(ling)活的配置：LUMO突破性(xing)的模(mo)塊化設計(ji)使研究(jiu)人(ren)員可以(yi)隨時在(zai)不同的帽子和陣(zhen)列配置之間(jian)切(qie)換(huan)，從而節省(sheng)了寶貴的實(shi)驗時間(jian)；

• 可擴展的(de)設計：LUMO系統(tong)是完全模塊化的，這意味(wei)著(zhu)用戶可以從少量傳感器開(kai)始，并在(zai)預(yu)算(suan)允(yun)許的范圍內建立自己的LUMO系統(tong)。

將(jiang)瓦片傳(chuan)感器與(yu)(yu)特制的LUMOCAP帽子(zi)結合(he)，用戶可以快速創建高密度的fNIRS陣列，實(shi)現可與(yu)(yu)fMRI分辨率媲美的3D腦功(gong)能成像。

三、功能應用

●1、fNIRS Hyperscanning腦(nao)功能超掃描系統(tong)：LUMO提供了fNIRS Hyperscanning腦功能超(chao)掃描解決方案(an)，LUMO fNIRS超掃(sao)描系統的模塊化設(she)計可以(yi)提供2人以上實(shi)時同(tong)步進行腦功能超掃(sao)描(miao)測試(shi)使用并支持(chi)完全的數據同(tong)步。LUMO腦(nao)功能(neng)超掃描(miao)系統支持有線和無(wu)線兩(liang)種運(yun)行模式(shi)，單人(ren)可達48-1728通道(dao)。符合人(ren)體工程學的六邊(bian)形傳感(gan)(gan)器設計，通過允許跨傳感(gan)(gan)器的多(duo)距(ju)離光(guang)源-探測器形成測量通道(10-50mm)，提(ti)供了連續、均勻的(de)大腦覆蓋(gai)范圍，系統提(ti)供的(de)平均皮(pi)層敏(min)感性是傳統fNIRS的100倍。LUMO fNIRS腦功能超掃(sao)描系統操作方便、不(bu)受(shou)空(kong)間限(xian)制(zhi)、不(bu)受(shou)眼動(dong)活動(dong)等(deng)的影響(xiang)，故常被用(yong)于生態效度較高的環境中進行數據的收(shou)集(ji)。fNIRS超掃描技(ji)術(shu)提供了比fMRI超(chao)掃描技(ji)術更為(wei)真實的實驗(yan)環境、比EEG超掃描技術更(geng)好的(de)空間精度，正成為認知與行為研究中(zhong)的(de)重(zhong)要研究工具(ju)。

●2、EEG-fNIRS多模態腦(nao)功能測試系統：UCL高密度(du)近(jin)紅外腦功能成像系統可以和NeurOne高精(jing)度腦電測量系統(tong)搭配使用，將EEG和fNIRS進行整合發揮二者的優勢(shi)，EEG的(de)時間分辨率高，但是空間分辨率低(di)；fNIRS的(de)(de)時間分辨率低，實時性(xing)較差，但是空間分辨率高(gao)。為(wei)了(le)準確、全面、實時的(de)(de)測量大腦在認(ren)知過程中的(de)(de)活動，實現全面、實時的(de)(de)腦成像方(fang)式無(wu)疑是一種更好的(de)(de)策(ce)略(lve)。結(jie)合EEG與fNIRS的多模態(tai)腦(nao)成像技術在(zai)認知神(shen)經科學研(yan)究中(zhong)有著(zhu)很好的應用前景，同時(shi)還可搭建(jian)多模態(tai)腦(nao)-機(ji)接口系統。

四、系統(tong)組(zu)成

LUMO系統主要(yao)由三部分組成：LUMOTILE瓦片傳感(gan)器、LUMOCAP帽(mao)子和LUMOHUB集成器。

●LUMOTILE瓦(wa)片傳感器：LUMO系統的核心部件，是一(yi)個(ge)(ge)六邊形瓦片狀(zhuang)傳(chuan)感器(qi)。每個(ge)(ge)傳(chuan)感器(qi)包(bao)含(han)三個(ge)(ge)近紅外光源和(he)四個(ge)(ge)探(tan)測器(qi)。可以(yi)在瓦片傳(chuan)感器(qi)內部和(he)傳(chuan)感器(qi)之間(jian)進行(xing)數據測量；使用兩(liang)個(ge)(ge)LUMO瓦片傳感器最多可(ke)以產生48個fNIRS通道；具(ju)有防光(guang)管設計；高品質光(guang)學過濾器(qi)，最大(da)限度地抑制周圍(wei)環境光(guang)線干擾；瓦片傳感器(qi)內部光(guang)源與探測器(qi)間(jian)距(ju)為10mm和20mm，瓦片傳感器之間的光源與(yu)探(tan)測器間距為50mm；符合(he)人體工(gong)程學特點，帽(mao)子連接簡單(dan)快捷；可與(yu)3D定位系統配合使用；重量小于6g。

●LUMOCAP帽(mao)子(zi)：由氯(lv)丁(ding)橡膠制成不同尺寸的(de)帽(mao)子(zi)，每個(ge)帽(mao)子(zi)都包含一組(zu)基座(zuo)，可(ke)將瓦(wa)片傳感器插入其中，采用(yong)印制電路板將多(duo)個(ge)基座(zuo)組(zu)合在一起，使帽(mao)子(zi)可(ke)以拉伸和適應各種頭(tou)型；與頭(tou)皮接觸(chu)的(de)光導管可(ke)拆卸，可(ke)適用(yong)于各種發(fa)質(zhi)和人群。

●LUMOHUB集成器：可在有線或無線模式(shi)下(xia)運行，有線模式(shi)下(xia)使用線纜(lan)將帽(mao)子(zi)與(yu)HUB集成器連(lian)接，再將HUB集成(cheng)器通過USB線與筆記本電腦(nao)連接(jie)。每個HUB集(ji)成器(qi)可同時連接多達三頂LUMOCAP，以(yi)便同步(bu)采集(ji)。LUMOHUB AIR無線集成(cheng)器(qi)可佩(pei)帶在上臂或塞進口袋里(li)，適(shi)用于無線神經成(cheng)像(xiang)應用領域(yu)，包括運動領域(yu)、自然環境(jing)領域(yu)和嬰兒(er)日常環境(jing)中的相關研究。

五、技術規格

六(liu)、同步方案(an)

    UCL全(quan)系(xi)列(lie)功能(neng)性(xing)近(jin)紅(hong)(hong)外腦(nao)成(cheng)像(xiang)(xiang)系(xi)統(tong)通過結合ErgoLAB人(ren)(ren)(ren)機(ji)環境(jing)同(tong)步(bu)(bu)云(yun)平臺可(ke)以實現在不同(tong)實驗環境(jing)下對(dui)裝備(bei)及系(xi)統(tong)進行主觀和客觀定量的(de)人(ren)(ren)(ren)機(ji)交互(hu)測(ce)試、人(ren)(ren)(ren)因與(yu)工(gong)效學分析與(yu)評價(jia)：通過ErgoLAB人(ren)(ren)(ren)機(ji)環境(jing)同(tong)步(bu)(bu)云(yun)平臺與(yu)廣泛(fan)的(de)數據同(tong)步(bu)(bu)，將近(jin)紅(hong)(hong)外腦(nao)成(cheng)像(xiang)(xiang)數據與(yu)廣泛(fan)的(de)數據同(tong)步(bu)(bu)，包括常(chang)用(yong)的(de)生(sheng)理數據GSR皮(pi)膚電，呼吸和心率等、EEG腦(nao)電，眼動、fNIRS近(jin)紅(hong)(hong)外腦(nao)成(cheng)像(xiang)(xiang)，人(ren)(ren)(ren)體(ti)(ti)動作，行為觀察、面部(bu)表情、生(sheng)物(wu)力學、人(ren)(ren)(ren)機(ji)交互(hu)。實現極(ji)低延遲的(de)同(tong)步(bu)(bu)水(shui)平同(tong)時(shi)確保您的(de)整體(ti)(ti)方(fang)案的(de)便攜性(xing)。

如果研究人員希望得到比實時(shi)觀察(cha)(cha)更深入(ru)、全(quan)面(mian)的(de)結論， ErgoLAB可(ke)(ke)(ke)提供數(shu)據(ju)后(hou)期分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)強大(da)工(gong)具。ErgoLAB人機環(huan)境(jing)同步云平臺綜合統計分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)模塊包含多(duo)維度人-機-環(huan)境(jing)數(shu)據(ju)綜合分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EEG腦電(dian)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)與(yu)(yu)(yu)可(ke)(ke)(ke)視化、眼動分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)與(yu)(yu)(yu)可(ke)(ke)(ke)視化、行為(wei)觀察(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、面(mian)部(bu)表情分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、動作姿態傷害評(ping)估與(yu)(yu)(yu)工(gong)效學分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、交互行為(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、時(shi)空(kong)行為(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、車輛與(yu)(yu)(yu)駕駛行為(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)（ErgoLAB駕駛版本）、HRV心率變異性分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EDA/GSR皮電(dian)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、RESP呼(hu)吸分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EMG肌電(dian)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、General通用(yong)信(xin)(xin)號(hao)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)（如SKT皮溫分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EOG眼電(dian)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)以(yi)及(ji)(ji)其他環(huan)境(jing)與(yu)(yu)(yu)生物力學信(xin)(xin)號(hao)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)）。系統具備專門的(de)信(xin)(xin)號(hao)處(chu)理(li)模塊以(yi)及(ji)(ji)開放式信(xin)(xin)號(hao)處(chu)理(li)接(jie)(jie)口，可(ke)(ke)(ke)以(yi)直接(jie)(jie)導(dao)出可(ke)(ke)(ke)視化分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)報(bao)告(gao)以(yi)及(ji)(ji)原始數(shu)據(ju)，支持第三方(fang)集(ji)成與(yu)(yu)(yu)定制(zhi)開發。

七、廠(chang)家(jia)介(jie)紹(shao)

北京津發(fa)(fa)科技(ji)(ji)股份有(you)限(xian)公司是國(guo)(guo)(guo)家級(ji)高新(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)業、科技(ji)(ji)部認(ren)定的科技(ji)(ji)型中(zhong)小企(qi)業和(he)中(zhong)關(guan)村高新(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)業，具(ju)備(bei)軍(jun)工國(guo)(guo)(guo)防武(wu)器裝備(bei)科研(yan)生產保(bao)密資質，具(ju)備(bei)自主進出口經營權(quan)；自主研(yan)發(fa)(fa)的人因工程(cheng)與工效學(xue)相(xiang)關(guan)技(ji)(ji)術(shu)、產品與服務榮獲多(duo)項省(sheng)部級(ji)科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)獎勵(li)、國(guo)(guo)(guo)家發(fa)(fa)明專利、國(guo)(guo)(guo)家軟件(jian)著作權(quan)和(he)省(sheng)部級(ji)新(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)新(xin)(xin)產品（服務）認(ren)證；通過了歐洲 CE、美國(guo)(guo)(guo) FCC、歐盟(meng) RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多(duo)項國(guo)(guo)(guo)際認(ren)證和(he)國(guo)(guo)(guo)家防爆認(ren)證。

津發(fa)科技(ji)(ji)設立人(ren)(ren)因(yin)工(gong)程專業的(de)(de)學(xue)(xue)術科研團(tuan)(tuan)隊、技(ji)(ji)術團(tuan)(tuan)隊及研發(fa)團(tuan)(tuan)隊，并(bing)通(tong)過(guo)多(duo)年與(yu)(yu)科研機構及高校的(de)(de)產學(xue)(xue)研合作，積累了人(ren)(ren)因(yin)與(yu)(yu)工(gong)效學(xue)(xue)領域(yu)多(duo)項核(he)心(xin)(xin)技(ji)(ji)術，以及基于機器(qi)學(xue)(xue)習等人(ren)(ren)工(gong)智能算法的(de)(de)狀態(tai)識別和(he)人(ren)(ren)機工(gong)效評價技(ji)(ji)術與(yu)(yu)研究(jiu)方法等，是國內領先的(de)(de)人(ren)(ren)因(yin)工(gong)程技(ji)(ji)術創新中心(xin)(xin)！津發(fa)科技(ji)(ji)的(de)(de)實(shi)驗室(shi)規劃(hua)建設技(ji)(ji)術團(tuan)(tuan)隊提(ti)供全(quan)(quan)(quan)方位的(de)(de)技(ji)(ji)術支持及售后服務(wu)，從實(shi)驗室(shi)建設的(de)(de)規劃(hua)與(yu)(yu)布局，到(dao)設備(bei)的(de)(de)培(pei)訓與(yu)(yu)指導(dao)，全(quan)(quan)(quan)方位多(duo)角度的(de)(de)進行實(shi)驗室(shi)建設的(de)(de)全(quan)(quan)(quan)生命周期的(de)(de)服務(wu)。

英國UCL倫敦大學學院生物醫學光學研究實驗室（BORL）衍生了Gowerlabs。實驗室在過(guo)去(qu)30年中率先推(tui)廣了近紅(hong)外光譜腦功能(neng)成像技(ji)術。與(yu)UCL的一體化意味著Gowerlabs在fNIRS設備的設計、制造(zao)和應用方面擁有(you)無與(yu)倫比的經驗，并且始(shi)終站在開發新技(ji)術和新數(shu)據分(fen)析方法的最(zui)前沿(yan)。Gowerlabs（UCL）fNIRS系統已(yi)在四大(da)(da)(da)洲(zhou)的機構(gou)中使用，包括：劍橋大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)，牛津大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)，倫敦大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)院，瑞典哥德堡大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)，美國波士(shi)頓(dun)兒童醫院，美國普林斯頓(dun)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)和香(xiang)港(gang)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)。

英國倫敦(dun)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)院（UCL）是享(xiang)譽(yu)世(shi)界(jie)的(de)(de)頂尖綜合研(yan)究(jiu)型大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)，在(zai)多(duo)個(ge)世(shi)界(jie)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)排行榜上位居(ju)全(quan)球前十。UCL生(sheng)命科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)暨臨床科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)院擁有英國規(gui)模最大(da)(da)、最久負盛名(ming)的(de)(de)醫(yi)學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)生(sheng)命科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)聚合體(ti)，以(yi)尖端教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)及學(xue)(xue)(xue)(xue)術研(yan)究(jiu)享(xiang)譽(yu)全(quan)球。UCL腦科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)院在(zai)控制身體(ti)機能的(de)(de)神經(jing)通路、認知和(he)(he)心理等確定人類行為的(de)(de)研(yan)究(jiu)和(he)(he)教(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)領(ling)域(yu)處(chu)于世(shi)界(jie)領(ling)先地位，是全(quan)球公(gong)認的(de)(de)領(ling)導者。

UCL可穿戴(dai)近紅外(wai)腦功能成(cheng)像(xiang)系統(tong)

（LUMO高密度近紅外腦成(cheng)像系統）

一、產品概述

LUMO是英國UCL大學(xue)最新研制開發的一款高密度可(ke)穿戴(dai)式近(jin)紅(hong)(hong)外腦成像(xiang)系(xi)統。LUMO系(xi)統配置(zhi)包含32個(ge)光(guang)源，48個(ge)探測(ce)器(qi)(可(ke)選18個(ge)光(guang)源，24個(ge)探測(ce)器(qi))，可(ke)同時獲得(de)高達1728個(ge)通道的數據；特(te)有的擴散(san)光(guang)學(xue)層析成像(xiang)技(ji)術（DOT）能以接近(jin)fMRI功能性核磁(ci)共(gong)振成像(xiang)的空間分(fen)辨率顯示血紅(hong)(hong)蛋白濃度變化(hua)結果(guo)。

LUMO系統具有重量輕、可穿戴的特(te)點，不(bu)(bu)需要光纖，可適用于任何年齡和各種真實(shi)自然(ran)環境；獨創的六邊形(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)可以在不(bu)(bu)同帽(mao)子和通道(dao)組合(he)之間靈活(huo)調整與升級配置，通過允許跨傳(chuan)感(gan)器(qi)的多(duo)距離光源-探測器(qi)形(xing)成(cheng)測量通道(dao)，提高(gao)(gao)數據質量，提供連(lian)續、均(jun)勻高(gao)(gao)密(mi)度的到腦覆蓋范圍，形(xing)成(cheng)高(gao)(gao)密(mi)度fNIRS或漫(man)射光學層析(xi)成(cheng)像(xiang)(DOT)陣列。

功能性近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)成像(xiang)技術(shu)(fNIRS)使用光(guang)來監測人腦(nao)(nao)功能。該(gai)技術(shu)通過(guo)將近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)傳輸到頭皮，然后(hou)在(zai)幾厘米(mi)遠的地方(fang)檢測散射回(hui)頭皮的光(guang)，可(ke)以測量大腦(nao)(nao)中(zhong)氧合和(he)脫氧血(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白濃(nong)度的變化(hua)。由于腦(nao)(nao)活動和(he)局部(bu)血(xue)(xue)流之(zhi)間存在(zai)密切的聯系，血(xue)(xue)紅(hong)蛋(dan)白濃(nong)度的這(zhe)些變化(hua)提(ti)供了腦(nao)(nao)功能的可(ke)靠度量。

相比其他腦功能(neng)成像技術(shu)，近(jin)紅(hong)外腦功能(neng)成像技術(shu)具(ju)有(you)良(liang)好的(de)空間分(fen)辨率、較高的(de)采樣(yang)率、更多的(de)測量指標、良(liang)好的(de)舒適性和較低的(de)成本等優點，在認(ren)知(zhi)(zhi)神經(jing)科(ke)學(xue)和臨床研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中有(you)著(zhu)較為廣(guang)泛的(de)應用；同時由于其抗運動(dong)干擾性強、便攜可穿戴等特點，系統(tong)在運動(dong)科(ke)學(xue)、腦機接口等領域的(de)價值也逐漸被研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)所認(ren)識。具(ju)體應用案例包(bao)括駕駛員(yuan)的(de)認(ren)知(zhi)(zhi)負荷研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)、多模態腦機接口研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)、操作人(ren)的(de)情(qing)緒狀態研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)等。

二、產(chan)品特點

LUMO系統(tong)的(de)核心優勢(shi)：瓦片傳感(gan)器(qi)設計所形成的(de)高(gao)密度采樣。

• 增大了(le)測量的腦區(qu)范圍：瓦(wa)片傳感器的(de)設計，允許在(zai)傳感器之(zhi)間進行數(shu)據采(cai)集，使(shi)得采(cai)樣區域更加密集而均勻，大(da)(da)大(da)(da)增加了大(da)(da)腦測量范圍，避(bi)免(mian)了錯(cuo)過某個大(da)(da)腦皮(pi)層的(de)可能性；

• 更(geng)加(jia)可靠的腦功能數據(ju)：研(yan)究表明，高密度采樣(yang)較傳統的(de)(de)(de)fNIRS采樣(yang)方(fang)式能(neng)夠獲取(qu)更(geng)加可(ke)靠的(de)(de)(de)腦功能(neng)數據結(jie)果。只進行某(mou)一固定間距(ju)(ju)(30mm)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)方(fang)式極(ji)易受(shou)到來自頭皮(pi)的(de)(de)(de)信號污染的(de)(de)(de)影響；LUMO 對每個(ge)光源和探測(ce)(ce)器均提(ti)供了(le)多個(ge)短(duan)距(ju)(ju)離(li)的(de)(de)(de)通(tong)道(dao)，這些通(tong)道(dao)可(ke)以用(yong)來檢測(ce)(ce)、分(fen)離(li)和移(yi)除(chu)頭皮(pi)信號的(de)(de)(de)干擾。只有采用(yong)高密度采樣(yang)，用(yong)戶才能(neng)真正確(que)定所(suo)采集的(de)(de)(de)數據來源于大腦；

• 靈活的配置：LUMO突破性的模塊化(hua)設計使研究人員可以隨時(shi)在不同(tong)的帽子和陣(zhen)列配置(zhi)之(zhi)間(jian)切換(huan)，從(cong)而節省(sheng)了寶貴的實(shi)驗時(shi)間(jian)；

• 可擴展的(de)設計(ji)：LUMO系統(tong)是完全(quan)模塊化的，這意(yi)味著用戶可以從少量傳感器開始，并在預算允許的范(fan)圍內建立自己的LUMO系統(tong)。

將瓦片(pian)傳感(gan)器與特制的LUMOCAP帽(mao)子結合，用戶可以快速創建高密度的fNIRS陣(zhen)列，實現可與fMRI分辨(bian)率媲美的3D腦功能成(cheng)像。

三、功能應用(yong)

1. fNIRS Hyperscanning腦(nao)功(gong)能超掃描系統：LUMO提(ti)供(gong)了fNIRS Hyperscanning腦(nao)(nao)功(gong)能(neng)超掃(sao)描(miao)解(jie)決方案(an)，LUMO fNIRS超掃(sao)描(miao)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)模塊化(hua)設計(ji)可以(yi)提(ti)供(gong)2人(ren)(ren)以(yi)上實時同步進行(xing)(xing)腦(nao)(nao)功(gong)能(neng)超掃(sao)描(miao)測試使用并(bing)支持完(wan)全的(de)(de)(de)數(shu)據同步。LUMO腦(nao)(nao)功(gong)能(neng)超掃(sao)描(miao)系(xi)統(tong)支持有線和無線兩種運(yun)行(xing)(xing)模式，單人(ren)(ren)可達48-1728通(tong)道(dao)(dao)。符合人(ren)(ren)體工程學的(de)(de)(de)六邊形傳(chuan)感(gan)器(qi)設計(ji)，通(tong)過允許跨傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)多距離光(guang)源-探(tan)測器(qi)形成(cheng)測量通(tong)道(dao)(dao)(10-50mm)，提(ti)供(gong)了連續、均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)大腦(nao)(nao)覆蓋范圍，系(xi)統(tong)提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)平均(jun)皮層敏感(gan)性是傳(chuan)統(tong)fNIRS的(de)(de)(de)100倍。LUMO fNIRS腦(nao)(nao)功(gong)能(neng)超掃(sao)描(miao)系(xi)統(tong)操作方便(bian)、不受空間(jian)限制、不受眼(yan)動活動等的(de)(de)(de)影響(xiang)，故常被用于生態(tai)效度(du)(du)較(jiao)高的(de)(de)(de)環境(jing)中進行(xing)(xing)數(shu)據的(de)(de)(de)收集。fNIRS超掃(sao)描(miao)技(ji)術提(ti)供(gong)了比(bi)fMRI超掃(sao)描(miao)技(ji)術更(geng)為(wei)真實的(de)(de)(de)實驗(yan)環境(jing)、比(bi)EEG超掃(sao)描(miao)技(ji)術更(geng)好的(de)(de)(de)空間(jian)精(jing)度(du)(du)，正成(cheng)為(wei)認知(zhi)與(yu)行(xing)(xing)為(wei)研究(jiu)中的(de)(de)(de)重要(yao)研究(jiu)工具。

2. EEG-fNIRS多模態腦(nao)功(gong)能測試(shi)系(xi)統：UCL高密度(du)近(jin)紅外腦(nao)功能成像(xiang)系(xi)統可(ke)以(yi)和NeurOne高精(jing)度(du)腦(nao)電測量(liang)系(xi)統搭配使用，將EEG和fNIRS進行整合發揮二者的優勢，EEG的時(shi)間分(fen)辨(bian)率高，但(dan)(dan)是(shi)空(kong)(kong)間分(fen)辨(bian)率低(di)；fNIRS的時(shi)間分(fen)辨(bian)率低(di)，實時(shi)性較差，但(dan)(dan)是(shi)空(kong)(kong)間分(fen)辨(bian)率高。為了(le)準確(que)、全面(mian)、實時(shi)的測量(liang)大(da)腦(nao)在認(ren)知過(guo)程中的活動，實現全面(mian)、實時(shi)的腦(nao)成像(xiang)方式無(wu)疑是(shi)一種更好(hao)的策略。結(jie)合EEG與fNIRS的多模(mo)態腦(nao)成像(xiang)技術在認(ren)知神經科學研究中有(you)著很好(hao)的應用前(qian)景，同時(shi)還(huan)可(ke)搭建多模(mo)態腦(nao)-機接口(kou)系(xi)統。

四、系統組成

LUMO系(xi)統主要由(you)三(san)部(bu)分組成：LUMOTILE瓦(wa)片傳感器(qi)(qi)、LUMOCAP帽(mao)子和LUMOHUB集成器(qi)(qi)。

• LUMOTILE瓦(wa)片傳感器：LUMO系統(tong)的(de)(de)核心部件，是一(yi)個(ge)(ge)六邊(bian)形瓦片(pian)狀傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)。每個(ge)(ge)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)包含(han)三個(ge)(ge)近紅外光(guang)源(yuan)和四個(ge)(ge)探(tan)測器(qi)(qi)。可以(yi)在瓦片(pian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)內(nei)部和傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)之(zhi)間進(jin)行數據測量(liang)；使用兩個(ge)(ge)LUMO瓦片(pian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)最多可以(yi)產生48個(ge)(ge)fNIRS通道；具(ju)有防光(guang)管設計；高(gao)品(pin)質光(guang)學過濾(lv)器(qi)(qi)，最大限度地抑制周(zhou)圍環境光(guang)線干擾(rao)；瓦片(pian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)內(nei)部光(guang)源(yuan)與(yu)探(tan)測器(qi)(qi)間距(ju)(ju)為10mm和20mm，瓦片(pian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)之(zhi)間的(de)(de)光(guang)源(yuan)與(yu)探(tan)測器(qi)(qi)間距(ju)(ju)為50mm；符合人體工程學特點，帽子(zi)連接簡(jian)單(dan)快(kuai)捷；可與(yu)3D定位系統(tong)配合使用；重量(liang)小于6g。

• ?LUMOCAP帽子(zi)：由氯丁橡膠制成不同(tong)尺寸的帽(mao)子，每個(ge)帽(mao)子都包含一組基座(zuo)(zuo)，可將(jiang)瓦片傳感器(qi)插入(ru)其中，采用(yong)印制電路板將(jiang)多個(ge)基座(zuo)(zuo)組合在一起，使(shi)帽(mao)子可以拉(la)伸和適應各(ge)種頭型；與頭皮接觸的光導管可拆卸，可適用(yong)于各(ge)種發質和人群。

• ?LUMOHUB集成器(qi)：可在(zai)有線或無線模(mo)式(shi)下運行，有線模(mo)式(shi)下使用(yong)線纜將帽子與HUB集(ji)成(cheng)(cheng)器(qi)連接，再將HUB集(ji)成(cheng)(cheng)器(qi)通過USB線與筆記本電(dian)腦連接。每(mei)個HUB集(ji)成(cheng)(cheng)器(qi)可同(tong)時連接多(duo)達三(san)頂LUMOCAP，以便同(tong)步采(cai)集(ji)。LUMOHUB AIR無線集(ji)成(cheng)(cheng)器(qi)可佩帶在(zai)上臂或塞(sai)進口(kou)袋(dai)里(li)，適用(yong)于無線神(shen)經成(cheng)(cheng)像(xiang)應用(yong)領域(yu)，包括運動領域(yu)、自然(ran)環境領域(yu)和嬰兒日常環境中的相(xiang)關研究。

   

五、技術規(gui)格(ge)

六、同(tong)步方案

    UCL全系(xi)列(lie)功能(neng)性近紅外(wai)(wai)腦(nao)成(cheng)(cheng)像(xiang)系(xi)統(tong)通過結合ErgoLAB人機環境同(tong)(tong)步(bu)(bu)(bu)云平(ping)臺可以實(shi)現在不(bu)同(tong)(tong)實(shi)驗(yan)環境下對裝備及系(xi)統(tong)進行主觀(guan)和(he)客觀(guan)定量的(de)(de)人機交(jiao)互(hu)測試(shi)、人因與(yu)(yu)(yu)工效學(xue)(xue)分析與(yu)(yu)(yu)評價：通過ErgoLAB人機環境同(tong)(tong)步(bu)(bu)(bu)云平(ping)臺與(yu)(yu)(yu)廣泛的(de)(de)數據(ju)(ju)同(tong)(tong)步(bu)(bu)(bu)，將近紅外(wai)(wai)腦(nao)成(cheng)(cheng)像(xiang)數據(ju)(ju)與(yu)(yu)(yu)廣泛的(de)(de)數據(ju)(ju)同(tong)(tong)步(bu)(bu)(bu)，包括(kuo)常用的(de)(de)生理(li)數據(ju)(ju)GSR皮膚(fu)電，呼吸(xi)和(he)心率等(deng)、EEG腦(nao)電，眼動、fNIRS近紅外(wai)(wai)腦(nao)成(cheng)(cheng)像(xiang)，人體動作，行為觀(guan)察、面部表情、生物力學(xue)(xue)、人機交(jiao)互(hu)。實(shi)現極低延遲(chi)的(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu)(bu)水平(ping)同(tong)(tong)時確保您的(de)(de)整體方案的(de)(de)便攜性。

如(ru)果研究人員(yuan)希望(wang)得到比實時觀察更深入、全面的結論(lun)， ErgoLAB可(ke)(ke)提供數據后(hou)期分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的強大(da)工具。ErgoLAB人機環(huan)境(jing)同(tong)步(bu)云平(ping)臺綜(zong)合統(tong)計(ji)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)模(mo)塊包(bao)含多維度人-機-環(huan)境(jing)數據綜(zong)合分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EEG腦電分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)與可(ke)(ke)視化、眼動分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)與可(ke)(ke)視化、行(xing)(xing)為觀察分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、面部表情分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、動作姿態(tai)傷害(hai)評估與工效學分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、交(jiao)互行(xing)(xing)為分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、時空行(xing)(xing)為分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、車輛(liang)與駕駛行(xing)(xing)為分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)（ErgoLAB駕駛版本）、HRV心率變異(yi)性分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EDA/GSR皮電分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、RESP呼吸分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EMG肌電分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、General通用信(xin)(xin)號(hao)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)（如(ru)SKT皮溫(wen)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、EOG眼電分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)以及其他環(huan)境(jing)與生物(wu)力學信(xin)(xin)號(hao)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)）。系統(tong)具備專(zhuan)門(men)的信(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)理模(mo)塊以及開放式(shi)信(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)理接(jie)(jie)口(kou)，可(ke)(ke)以直(zhi)接(jie)(jie)導出可(ke)(ke)視化分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)報告以及原始數據，支持第三方集成與定(ding)制開發。

七、廠家介紹

北(bei)京(jing)津發(fa)科技(ji)(ji)股份有限公司是國(guo)(guo)家級高(gao)(gao)新(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)業(ye)、科技(ji)(ji)部認(ren)定的科技(ji)(ji)型中小企(qi)業(ye)和(he)中關村(cun)高(gao)(gao)新(xin)技(ji)(ji)術(shu)企(qi)業(ye)，具備(bei)軍工國(guo)(guo)防武器裝備(bei)科研(yan)(yan)生(sheng)產(chan)保密資質，具備(bei)自主進(jin)出口經營(ying)權；自主研(yan)(yan)發(fa)的人因工程與工效(xiao)學相關技(ji)(ji)術(shu)、產(chan)品與服務榮獲(huo)多項省(sheng)部級科學技(ji)(ji)術(shu)獎勵、國(guo)(guo)家發(fa)明(ming)專利(li)、國(guo)(guo)家軟件著作權和(he)省(sheng)部級新(xin)技(ji)(ji)術(shu)新(xin)產(chan)品（服務）認(ren)證；通(tong)過了歐洲 CE、美(mei)國(guo)(guo) FCC、歐盟 RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001 等多項國(guo)(guo)際(ji)認(ren)證和(he)國(guo)(guo)家防爆(bao)認(ren)證。

津發科技(ji)設(she)(she)立人(ren)因工(gong)(gong)(gong)程專(zhuan)業的(de)(de)(de)(de)學術(shu)(shu)(shu)(shu)科研團隊、技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)團隊及研發團隊，并通過多年與科研機(ji)構及高校的(de)(de)(de)(de)產(chan)學研合作(zuo)，積累了人(ren)因與工(gong)(gong)(gong)效學領域(yu)多項核心技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，如人(ren)機(ji)環(huan)境(jing)同步技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、生(sheng)理記錄與分(fen)(fen)析、眼(yan)動(dong)追蹤與眼(yan)控交(jiao)互、工(gong)(gong)(gong)效學分(fen)(fen)析與動(dong)作(zuo)姿態(tai)傷害(hai)評估(gu)、腦電測量與腦機(ji)交(jiao)互、行(xing)為觀(guan)察與面(mian)部表情分(fen)(fen)析、以及基(ji)于機(ji)器(qi)學習等(deng)人(ren)工(gong)(gong)(gong)智能(neng)算(suan)法(fa)的(de)(de)(de)(de)評價技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)與狀態(tai)識別研究方法(fa)等(deng)，是國(guo)內(nei)領先的(de)(de)(de)(de)人(ren)因工(gong)(gong)(gong)程技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)創新中心！津發科技(ji)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)團隊提供全(quan)方位(wei)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)及售后服務，從實(shi)驗室(shi)建設(she)(she)的(de)(de)(de)(de)規(gui)劃與布局(ju)，到設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)培訓與指導，全(quan)方位(wei)多角度的(de)(de)(de)(de)進行(xing)實(shi)驗室(shi)建設(she)(she)的(de)(de)(de)(de)全(quan)生(sheng)命周期的(de)(de)(de)(de)服務。

英國（UCL）倫(lun)敦大(da)學學院生(sheng)物(wu)醫學光(guang)學研究實驗室衍生(sheng)了(le)Gowerlabs。實驗室在(zai)過去30年中率先推廣(guang)了近紅外腦功能成(cheng)像技(ji)術。與UCL的(de)一體化意味著Gowerlabs在(zai)fNIRS設備的(de)設計、制造和(he)應用(yong)(yong)方面擁有無(wu)與倫比的(de)經驗，并且始終站在(zai)開發新技(ji)術和(he)新數據(ju)分析方法的(de)最前(qian)沿(yan)。Gowerlabs（UCL）fNIRS系統已在(zai)四大洲的(de)機構中使用(yong)(yong)，包括：劍橋大學(xue)，牛津大學(xue)，倫敦大學(xue)學(xue)院，瑞典哥德堡大學(xue)，美(mei)國波士頓(dun)兒童醫院，美(mei)國普林斯頓(dun)大學(xue)和(he)香港大學(xue)。

英國倫敦大學(xue)(xue)學(xue)(xue)院（UCL）是享譽世界的(de)頂(ding)尖綜合研(yan)究(jiu)型大學(xue)(xue)，在多個(ge)世界大學(xue)(xue)排行榜上位(wei)居(ju)全(quan)(quan)球前十。UCL生(sheng)命(ming)科(ke)(ke)學(xue)(xue)暨臨(lin)床科(ke)(ke)學(xue)(xue)研(yan)究(jiu)院擁(yong)有英國規模最大、最久負盛名的(de)醫學(xue)(xue)和生(sheng)命(ming)科(ke)(ke)學(xue)(xue)研(yan)究(jiu)聚合體，以尖端教(jiao)學(xue)(xue)及學(xue)(xue)術研(yan)究(jiu)享譽全(quan)(quan)球。UCL腦(nao)科(ke)(ke)學(xue)(xue)學(xue)(xue)院在控制身(shen)體機能的(de)神經通路、認知(zhi)和心理等確定人類行為的(de)研(yan)究(jiu)和教(jiao)學(xue)(xue)領域(yu)處于世界領先地(di)位(wei)，是全(quan)(quan)球公認的(de)領導者。