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经颅电神经调控(经颅电刺激)

发表者:爱生  发布时间:2017-11-18

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一、系统特色:

1.  多种刺激模式:

  电刺激类型为tDCS/tACS/tPCS可选

2.  电刺激与脑电采集同步:

     电流刺激与脑电记录集成于一套系统,可选择任意电极组合同步进行刺激和记录;刺激的同时,可以通过脑电记录来监控大脑活动或评估调控效果

3.  精确定位兴趣脑区 

    GTEN可依据GeoSource溯源结果精确地选择要刺激的兴趣脑区,同时最大程度地避开无关脑区,使得刺激方案更加精确、有效

4.  真实个体头模型

    利用分辨率达1mm的磁共振影像数据,将大脑分割为头皮、颅骨、脑脊液、灰质、白质、空气和眼球7种组织,并采用有限差分模型(FDM)算法来建立更加真实的头模型

5.  深部刺激:

     经过科学计算、优化电极位置和刺激强度,可以实现皮层外部局部沟回区域的刺激,也可以实现深部刺激,    如扣带回等较深脑区

6.  作用电极动态调节

    注入电流的电极组合可以根据需要实现动态调节,引导电流根据预设走向目标脑区,同时对多个脑区进行不同强度的刺激或抑制

7.  高效的刺激计划与验证:

    基于精确头模型模拟产生激活的脑电信号与真实电刺激激活的脑电信号相验证,确保电刺激精度和有效性

8.安全控制:

     通过软硬件的多重控制,将单电极电流限制在200µA和总电流1mA水平以内

二、系统构成及介绍:

Ø  高密度网状电极

Ø Net Amps 放大器

Ø 控制主机

Ø Net Station 脑电采集分析软件

Ø GTEN经颅电调控软件

Ø GeoSource源成像分析软件(精确个体头模融合)

Ø GPS光学电极坐标定位系统

Ø E-Prime视/听刺激工作站(选配)

1.高密度网状电极——脑电应用领域新纪元

EGI公司研发的以氯化钾溶液作为导电媒介的高密度网状电极,可以同时记录脑电数据和输出电刺激,拓展了脑电应用领域

真正的高导联——网状电极的创新设计使得高密度电极的使用成为可能

全头颅电极覆盖——满足了精确源成像所需的硬件环境,并为电刺激方案设计提供了最大的灵活性 

佩戴舒适——佩戴高密度网状电极不需要头皮处理和涂抹导电膏,采用海绵与皮肤接触,被试在实验后无需洗                        头,因此该产品可适用于儿童和其它特殊人群的认知和心理发展研究领域

简便省时——佩戴过程简单迅速,256导联不超过15分钟,缩短了实验准备时间,提高了工作效率

2. Net Amps 400放大器

技术性能:

A/D转换:  24 bits                                

采样速率:  20KHz(256通道)                    

带宽:        4000Hz

采样范围:  ±300 mV

输入阻抗:  1GΩ

可以同步输出电刺激和记录脑电信号(256通道)

具有32通道双极导联接口(心电、肌电等)      

3.Net Station 数据采集分析软件

Net Station软件可以采集、标注、回放和分析256通道的EEG/ERP数据,具有功能强大、操作简捷、界面友好的特性:

Ø 能够同步显示和回放被试视频图像

Ø 可以自动检测电极阻抗

Ø 对大量的作业可形成批处理文件

Ø 可同时显示和保存EEG与行为数据

Ø JTF(Joint Time-Frequency)联合时频分析工具综合时间和脑电频率对任意导联进行分析

Ø 自动区分棘波并将其单独保存,包括棘波位置、幅度和时间信息

Ø FFT(Fast Fourier Transform)工具提供近乎实时的频谱数据显示

Ø 多种方式的数据回放:图表、网格、拓扑图、摘要图和2D拓扑图        

Ø 2D或3D影像方式回放拓扑图

Ø 可将文件以二进制、列表文本、MATLAB和Persyst格式输出

4.GeoSource源成像分析软件

   GeoSource是由EGI公司开发的新一代源成像分析软件,为GTEN神经调控提供了精确定位支持。与传统的偶极子分析方法不同,它整合了目前最佳的线性逆解方法(LORETAsLORETA和LAURA),将大脑三维分割为2400多个体素,通过运算获得每一个体素的电流强度和方向,从而得到大脑活动时所有脑皮层的完整特征描述。

真正完整的头模——EGI公司与俄勒冈神经信息中心合作开发了有限差分模型(FDM)。第一次对公共头模(Atlas Man)进行精确重建,得到了精确的大脑几何构造,配合EGI公司的高密度网状电极、光学电极定位系统,能够生成更为精确的结果。软件自带六个公共头模,包含三个成人、两个儿童和一个婴儿头模。该软件同时能够结合个体影像学数据,测算灰质、白质、脑脊液、头骨、皮肤和眼球的厚度和电阻率,得到精度1mm的个体头模型。

5. GTEN经颅电调控软件

GTEN是基于NetStation软件平台开发的经颅电调控软件,借助于GeoSource精确源成像技术,用户可以达到精确调控脑活动的目的。

Ø 灵活选取256通道电极的任意组合进行tDCS/tACS/tPCS神经调控和脑电记录

Ø 刺激的同时,可以通过脑电记录来监控大脑活动或评估调控效果

Ø 双向脑电流可视化环境中计算合理的刺激电极组合

Ø 3D图像方式来呈现模拟的正负向的皮层径向电流密度分布,用户据此来评估和修订刺激方案

Ø 轻松创建不同时长、波形、频率和脉冲时长的刺激方案

Ø 创建可用于对照的虚拟刺激方案

Ø 基于精确头模型模拟产生激活的脑电信号与真实电刺激激活的脑电信号相验证,确保电刺激精度和有效性

Ø 同时对多个脑区进行不同强度的刺激或抑制

Ø 注入电流的电极组合可以根据需要实现动态调节

6.光学电极定位系统

光学电极定位系统是根据测地学原理设计,通过11个数字相机瞬时曝光,采集电极在头颅上的分布图像,在Net Station 软件中生成三维坐标图。之后将电极位置文件输出到 GeoSource软件中进行精确源定位。

 

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