英国UCLウェアラブル近赤外脳イメージングシステム

一、製品の概要

イギリスUCL の大学生物医学光学研究実験室（ボール）最新の開発設備高密度ウェアラブル近赤外脳イメージングシステム。設備システムは軽量でウェアラブルな特徴があり、光ファイバを必要とせず、任意の年齢と各種のリアルな自然環境に適応することができる、六角形センサーは、センサーをまたぐ多距離光源を可能にすることで、異なる帽子とチャンネルの組み合わせの間で柔軟に配置を調整し、アップグレードすることができます-検出器は測定チャンネルを形成し、データ品質を高め、連続的で均一な高密度の脳被覆範囲を提供し、高密度を形成するfNIRSまたは拡散光学トモグラフィー（DOT）アレイ。

設備システム構成に含まれる36個の光源、48個の検出器(オプション18個の光源、24個の検出器)を選択し、同時にガンダムを取得することができます42-1728個のチャンネルのデータ拡散光学トモグラフィー技術（ドット）に近づくことができるfMRI機能性核磁気共鳴イメージングの空間分解能はヘモグロビン濃度変化の結果を示した。

機能性近赤外分光イメージング技術（fNIRS）光を用いて人間の脳機能を監視する。この技術は近赤外光を頭皮に伝送し、それから数センチ離れた場所で振り返った皮を散乱した光を検出することで、脳中の酸素化とデオキシヘモグロビン濃度の変化を測定することができる。脳活動と局所血流との間に密接な関係があるため、ヘモグロビン濃度のこれらの変化は脳機能の信頼性のある測定を提供する。

他の脳機能イメージング技術に比べて、近赤外脳機能イメージング技術は良好な空間分解能、高いサンプリング率、より多くの測定指標、良好な快適性と比較的に低いコストなどの利点を有し、認知神経科学と臨床研究において比較的に広範な応用がある、同時に、その抗運動妨害性が強く、携帯型ウェアラブルなどの特徴により、システムの運動科学、脳マシンインタフェースなどの分野における価値も研究者に認識されつつある。具体的な応用例としては、運転者の認知負荷研究、多モード脳機インタフェース研究、操作者の情緒状態研究などがある。

二、製品の特徴

LUMOシステムのコアメリット：タイルセンサ設計による高密度サンプリング。

• 脳領域の測定範囲を拡大：タイルセンサの設計により、センサ間でデータ収集を行うことができ、サンプリング領域をより密集かつ均一にし、脳測定範囲を大幅に増加させ、ある大脳皮質を逃す可能性を回避した、

• より信頼性の高い脳機能データ：研究によると、高密度サンプリングは従来のfNIRSサンプリング方式よりも信頼性の高い脳機能データの結果を得ることができる。ある一定間隔（30 mm）だけの測定方法は頭皮からの信号汚染の影響を受けやすい、LUMOは、頭皮信号の干渉を検出、分離、除去するために使用できる複数の短距離チャネルを各光源および検出器に提供する。高密度サンプリングを採用してこそ、ユーザーは収集されたデータが脳に由来することを真に確定することができる、

• 柔軟な構成：LUMOの画期的なモジュラー設計により、研究者は異なる帽子とアレイの配置をいつでも切り替えることができ、貴重な実験時間を節約することができます。

• 拡張性の高い設計：LUMOシステムはモジュール化されています。これは、ユーザーが少量のセンサーから始め、予算の許す範囲内で独自のLUMOシステムを構築できることを意味します。

瓦センサーと特製のLUMOCAP帽子を組み合わせることで、ユーザーは高密度のfNIRSアレイを迅速に作成し、fMRIの解像度に匹敵する3 D脳機能イメージングを実現することができる。

三、機能応用

●1、fNIRS ハイパースキャン脳機能超走査システム：設備提供fNIRS ハイパースキャン脳機能超スキャンソリューション、LUMO fNIRS超スキャンシステムのモジュラー設計により提供可能2人以上がリアルタイムで同期して脳機能超スキャンテストを行い、データの同期をサポートした。設備脳機能超走査システムは有線と無線の2種類の動作モードをサポートし、一人で48-1728通路。人間工学に適した六角形センサ設計で、センサをまたぐ多距離光源を許可することにより-プローブ形成測定チャネル（10-50mm）、連続的で均一な脳のカバー範囲を提供し、システムが提供する平均皮質感受性は伝統的であるfNIRSの100倍になる。LUMO fNIRS脳機能超走査システムは操作が便利で、空間制限を受けず、眼動活動などの影響を受けないため、生態効率の高い環境でデータの収集によく用いられる。fNIRS超走査技術は比を提供するfMRI超走査技術のより現実的な実験環境、比EEG超走査技術のより良い空間精度は、認知と行動研究における重要な研究ツールとなっている。

●2、EEG-fNIRS多モード脳機能試験システム：UCL の高密度近赤外脳機能イメージングシステムは、ニュールワン高精度脳電気測定システムを組み合わせて使用し、EEG和fNIRS統合を行って両者の強みを発揮し、EEGの時間分解能は高いが、空間分解能は低い。fNIRSの時間分解能は低く、リアルタイム性は悪いが、空間分解能は高い。脳の認知過程における活動を正確、全面、リアルタイムで測定するために、全面、リアルタイムの脳イメージング方式を実現することは間違いなくより良い戦略である。結合EEGとfNIRSの多モード脳イメージング技術は認知神経科学研究において良好な応用の将来性があり、同時に多モード脳を構築することができる-機械インタフェースシステム。

四、システム構成

設備システムは主に3つの部分から構成されています。Lumotileタイルセンサ、LUMOCAP は帽子とルモフブインテグレータ。

●Lumotileタイルセンサー：設備システムのコアコンポーネントは、六角形の瓦状センサーです。各センサは3つの近赤外光源と4つの検出器を含む。タイルセンサ内部とセンサ間でデータ測定が可能、2つ使用設備タイルセンサーは最大で生成可能48個fNIRS通路防光管設計を有する、高品質光学フィルタ、周囲の環境光線干渉を最大限に抑制する、タイルセンサ内部の光源と検出器の間隔は10mm和20mm、タイルセンサ間の光源と検出器の間隔は50mm;人間工学の特徴に符合し、帽子の接続が簡単で迅速である、とも3D位置決めシステムの併用重量未満6グラム。

●LUMOCAP は帽子：クロロプレンゴムから作られた異なるサイズの帽子で、それぞれの帽子には1組のベースが含まれており、瓦センサーを挿入することができ、プリント回路基板を用いて複数のベースを組み合わせ、帽子を様々なヘッドタイプに伸張させ、適応させることができる。頭皮に接触するライトガイドは取り外し可能で、さまざまな髪質や人の群れに適しています。

●ルモフブインテグレータ：有線モードまたは無線モードで動作でき、有線モードではケーブルを使用して帽子とハブインテグレータ接続、ハブインテグレータパスUSB のケーブルはノートパソコンに接続されています。各ハブインテグレータは最大3つまで同時に接続可能LUMOCAP はを使用して同期して取得できます。LUMOHUB エアワイヤレスインテグレータは、運動分野、自然環境分野、赤ちゃんの日常環境に関する研究など、ワイヤレスニューラルイメージングの応用分野に適しており、上腕に装着したりポケットに入れたりすることができます。

五、技術規格