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    NI前沿案例系列 | 基于NI PXIe-4309搭建全球首個OPM-EEG-fNIRS 多模態(tài)神經影像系統(tǒng)

    作者: 時間:2024-07-22 來源:NI 收藏

    為了賦能前沿應用領域,通過產學研合作的方式,與領先的大學研究團隊攜手合作,為半導體、汽車和下一代通信技術等前沿應用提供軟硬件解決方案。在 “前沿案例系列” 中,我們將拆解前沿案例,與產學研屆的研究者一起探索創(chuàng)新密碼。

    本文引用地址:http://www.ekcard.cn/article/202407/461229.htm

    第一期主題為 基于 -4309搭建全球首個OPM-EEG-fNIRS多模態(tài)。

    院校: 北京大學

    科研團隊: 北京大學醫(yī)學物理高家紅教授團隊

    研究背景

    腦疾病是目前人類健康的重大負擔,診療腦疾病和神經疾病是全球面臨的重大挑戰(zhàn)。隨著醫(yī)學成像技術的進步,多模態(tài)腦成像技術在腦科學研究和臨床實踐中變得越來越重要。多模態(tài)神經影像結合了腦磁圖(MEG) 、 腦電圖(EEG) 和功能性近紅外光譜(fNIRS) 等多種非侵入性技術, 用于同步測量大腦的電生理活動和血流動力學反應。這些技術在神經科學研究中具有重要意義, 因為它們能從不同角度揭示大腦活動的復雜性,提供更全面的腦功能圖譜,推動神經血管耦合、可穿戴神經影像、 超掃描和腦機接口等研究領域的發(fā)展。


    北京大學醫(yī)學物理的高家紅教授團隊專注于多模態(tài)神經影像技術的開發(fā)和應用, 全球首次實現了原子磁強計腦磁圖、 腦電圖和近紅外光譜技術信號的同步采集平臺搭建和試驗研究, 并發(fā)表高水平論文。
    *Multimodal neuroimaging with optically pumped magnetometers: A simultaneous MEG-EEG-fNIRS
    acquisition system, NeuroImage, 2022.


    為了搭建高精度和高同步性的多模態(tài), 科研工作者們面臨如下挑戰(zhàn):

    • 信號采集精度: 需要高分辨率的設備來捕捉微弱的生理信號,確保數據的準確性和可靠性。

    • 信號同步: 必須確保來自不同傳感器 (OPMMEG、 EEG和fNIRS) 的數據能夠同步采集,以便進行有效的整合和分析。

    • 系統(tǒng)靈活性: 需要一個能夠靈活配置的系統(tǒng),以適應不同實驗需求和個體頭部形狀的傳感器布局。


    *圖片引用自:Multimodal neuroimaging with optically pumped magnetometers: A simultaneous MEG-EEG-fNIRS acquisition system


    解決方案

    科研工作人員基于NI -4309成功搭建出了多模態(tài) ,實現了多種微弱生理信號的同步采集,系統(tǒng)組成如下:



    -4309 非常適合科學級用戶。在我們實驗室開發(fā)先進傳感器的過程中,我們只需將輸出模擬電壓連接到 PXIe-4309,后續(xù)的信號調理(如抗混疊濾波、放大和模擬到數字轉換)都可以由 4309 進行良好處理,使我們能夠更加專注于自己的研究。

    ——茹星語博士,北京大學




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