fNIRS (Functional near-infrared spectroscopy)
- Доступнее фМРТ, нет ограничений по среде использования
- Мобильные варианты исполнения
Наш мозг нуждается в постоянном притоке кислорода, снабжение которым происходит через кровь. Этот процесс называется оксигенацией, и происходит при помощи клеток гемоглобина, отвечающих за перенос кислорода в крови.
Различают два типа гемоглобина: оксигемоглобин (HbO2) – с кислородом и дезоксигемоглобин (HHb) – без кислорода.
Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) – современная, неинвазивная технология для измерения концентрации окси-, дезоксигемоглобина и общего гемоглобина.
Технология основывается на двух главных принципах:
- Ткани человека относительно прозрачны для света в ближнем ИК-диапазоне.
- Гемоглобин – самый крупный абсорбент света в ближнем ИК-диапазоне. В этом диапазоне HbO2 и HHb демонстрируют кислородзависимую абсорбцию, при этом она отличается для волн разной длины.
Для NIRS вам необходимы по крайней мере один приемник и один передатчик, чтобы образовать канал. Передатчик передает свет с двумя разными длинами волн. Измерения происходят на уровне капилляров, там, где происходит кислородный обмен. Данные отображают относительную концентрацию, то есть вы не знаете начальное значение, но измеряете изменение в концентрации.
Функциональная NIRS (fNIRS) – использование NIRS в целях функциональной нейровизуализации. С помощью fNIRS активность мозга измеряется через гемодинамические реакции, связанные с нейроактивностью.
Индекс насыщения тканей (ИНТ), Tissue Saturation Index (TSI), параметр являющийся прямым индикатором процентного содержания насыщенного кислородом Hb в ткани непосредственно под сенсором. Это достоверный и быстрый параметр, позволяющий вам измерять у испытуемых оксигенацию тканей головного мозга.
Производители fNIRS
Artinis Medical Systems – инновационная голландская компания, занимающаяся разработкой устройств ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS).
OxyMon
OxyMon – настраиваемая многоканальная NIRS. На данный момент это самая быстрая, самая чувствительная и надежная NIRS на рынке.
Она подходит для измерения как ИНТ (индекс насыщения тканей, TSI), так и относительных изменений концентрации окси-, дезокси- и общего гемоглобина в тканях мозга и мышц.
Уникальность OxyMon в том, что в ней используются стабилизированные по температуре детекторы и лазерные диоды. Лазеры – более точные по длине волн и имеют более высокую интенсивность, чем, например, светодиоды. Их стабильная температура гарантирует постоянную длину волн у источников света и меньше помех у детекторов. Другая уникальная особенность заключается в том, что частоту OxyMon можно настроить от стандартных 50Гц до 250Гц. Частота не зависит от количества используемых каналов.
OxyMon имеет массу вариантов настройки. Мы предлагаем системы с количеством каналов от 1 до 112, держатели разных конфигураций, шапочки разных размеров и широкий выбор кабелей.
| Описание | |
| Технология | Ближняя ИК-спектроскопия с постоянными волнами с использованием модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера |
| Измеряет | Изменения в окси-, дезоксигемоглобине и при необходимости местный индекс насыщения тканей (ИНТ) с помощью пространственно-разрешенной спектроскопии |
| Программа анализа данных | Oxysoft, доступно 3D расширение |
| Операционная система | Windows 7, 8, 10 |
| Источники света | Стабилизированные по температуре импульсные лазеры (класс l лазерной безопасности согласно IEC-60825-1) |
| Держатели для оптодов | Возможны разные расстояния для мышц или головы, многоканальное устройство настраивается под потребности клиента |
| Расстояние между оптодами | Зависит от области применения. На лбу вплоть до 6 см при сохранении видимости артериальной пульсации. Для фNIRS рекомендовано 3-4 см. |
| Условия применения | Температура использования ок 10-27̊с. Источник и детектор стабилизированы по температуре. Высота: 0-5750 м. |
| Параметры | Вес: от 7 до 8кг, ширина/глубина/высота: 37х30х9 см |
| Каналы | От 1 до 112 |
| Память | В реальном времени, безлимитное хранилище данных |
| Внешние входы | Опционально 8 дополнительных аналоговых входа по 50 Гц (опционально 250 Гц), ± 4 Вт |
| Датчики | Стабилизированные по температуре и охлажденные лавинные фотодиоды с защитой от рассеянного света |
| Длина волн | Стандартная номинальная 765 и 855 нм, возможны другие |
| Помехи | прибор можно использовать внутри МРТ установки с кабелями совместимыми с ЯМР. ЭЭГ/ЭКГ не создают помех оптическому сигналу |
| Мощность | Самонастраиваемая: 110-240 Вольт, ок 40 ватт |
Brite23
Brite23 – самонастраиваемое, портативное NIRS устройство, практически сразу готовое к работе. Оно работает с многоканальными светодиодами, обеспечивающими постоянную и оперативную обратную связь с помощью программы анализа данных, которая входит в комплект с устройством. Оно работает с частотой 100 Гц.
С Brite23 у Вас появляется возможность отслеживать активность мозга без применения больших неудобных сканеров. Пакет для исследований Brite23 делает изучение оксигенации проще и доступнее. Вы так же можете без проблем провести hyperscanning (одновременное исследование нескольких испытуемых), так как наше программное обеспечение позволяет подключать разные устройства NIRS к одному потоку данных. Мягкая неопреновая шапочка и портативность системы особенно удобны для проверки оксигенации мозга у пожилых, детей и слабых пациентов.
Испытуемые даже могут быть физически активны, например, гулять, бегать, заниматься спортом, в то время как устройство транслирует и записывает данные. Brite23 имеет встроенный 9-осевой датчик движения. Он прекрасно сочетается с другими нашими портативными NIRS-устройствами, например, для измерения оксигенации мышц.
| описание | |
| Технология | Ближняя ИК-спектроскопия с постоянными волнами с использованием модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера |
| Измеряет | Окси-, дезокси- и общий гемоглобин и насыщение тканей |
| Программа анализа данных | Oxysoft |
| Операционная система | Windows 7, 8, 10 |
| Источник света | Светодиоды: 11х2 длина волн |
| Длина волн | Стандартно 760 и 850 нм, возможны другие |
| Каналы | 23 канала |
| События | наличие онлайн и оффлайн событий |
| Датчики | 7 фотодиодов с защитой от рассеянного света |
| Расстояние между оптодами | 35 мм |
| Мощность | Аккумулятор с быстрой зарядкой, до 3 часов работы без подзарядки |
| Общий вес | 300 грамм, включая аккумулятор |
| Размер | Корпус аккумулятора: 75х75х30 мм, шапочки разных размеров |
| Условия применения | Диапазон температур: ок 10-35 ̊С |
| Помехи | Не создает помех ЭЭГ, ЭКГ или ЭМГ |
OctaMon
OctaMon – портативное 8-канальное fNIRS устройство для измерения уровня оксигенации в мозге. Это единственное полностью портативное fNIRS устройство на рынке, с идеально подходящим дизайном для исследований префронтальной коры. Расстояние между приемниками и передатчиками – 35 мм.
OctaMon мало весит и очень удобен для носки. Он легко и быстро настраивается. Специальная шапочка надевается менее, чем за минуту, а аккумулятор помещается в карман. OctaMon собирает данные онлайн через беспроводное соединение, что позволяет участнику отдаляться на расстояние до 100 метров от ноутбука. Все эти характеристики делают OctaMon идеальным для фиксирования мозговой активности, оставляя испытуемому возможность заниматься повседневной деятельностью, в том числе, спортом.
OctaMon mini обладает теми же преимуществами, что и OctaMon. Он имеет 8 каналов, идеально садится на лоб, удобен и очень прост в использовании. Единственное отличие – более компактная шапочка и более короткое расстояние между оптодами. Его размер и простота в использовании делают OctaMon mini идельным для педиатрических исследований.
| описание | |
| Технология | Ближняя ИК-спектроскопия с постоянными волнами с использованием модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера |
| Измеряет | Окси-, дезокси- и общий гемоглобин и насыщение тканей |
| Программа анализа данных | Oxysoft |
| Операционная система | Windows 7, 8, 10 |
| Источник света | Светодиоды: 11х2 длина волн |
| Длина волн | Стандартно 760 и 850 нм, возможны другие |
| Каналы | 23 канала |
| События | наличие онлайн и оффлайн событий |
| Датчики | 7 фотодиодов с защитой от рассеянного света |
| Расстояние между оптодами | 35 мм |
| Мощность | Аккумулятор с быстрой зарядкой, до 3 часов работы без подзарядки |
| Общий вес | 300 грамм, включая аккумулятор |
| Размер | Корпус аккумулятора: 84х54х20 мм, провод: 1,3 м повязки разных размеров: XS (OctaMon Mini) 48-50 см, S 52 см. Доступны другие размеры. |
| Условия применения | Диапазон температур: ок 10-35 ̊С |
| Помехи | Не создает помех ЭЭГ, ЭКГ или ЭМГ |
OctaMon +
OctaMon M
PortaLite
PortaLite – портативное NIRS устройство для измерения оксигенации в тканях мышц и мозга. Оно оснащено гибким сенсором для удобства использования на изгибах головы и с небольшими мышцами. PortaLite имеет 3 канала в одном месте и таким образом не только фиксирует относительную концентрацию гемоглобина, но и ИНТ (индекс насыщения тканей).
Расстояние между приемниками и тремя их передатчиками составляет 30, 35 и 40 мм, таким образом, глубина измерений PortaLite – от 15 до 20 мм. При весе в 88 грамм и размерах датчика 58х28х6 мм PortaLite – одно из самых компактных NIRS-устройств на рынке. Несмотря на маленький размер, оно имеет поразительную частоту измерений в 50 Гц. Такое сочетание делает его по-настоящему уникальным.
PortaLite может собирать данные двумя способами: беспроводным и c помощью внутренней памяти. Благодаря этому он идеально подходит как для измерений в лабораторных, так и в полевых условиях. Вы так же можете хранить данные в приложении для Android.
PortaLite mini обладает теми же преимуществами, что и PortaLite. Оно легкое, портативное и может измерять как относительную концентрацию гемоглобина, так и ИНТ в мышцах и мозге. Единственное отличие – более компактный сенсор (34 х 20 х 5 мм). Его размеры делают PortaLite mini идеальным для измерений на голове младенцев или на мелких мышцах, например, на шее.
| Описание | |
| Технология | Ближняя ИК-спектроскопия с постоянными волнами с использованием модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера |
| Измеряет | Окси-, дезокси- и общий гемоглобин и насыщение тканей |
| Программа анализа данных | Oxysoft |
| Операционная система | Windows 7, 8, 10 |
| Источник света | Светодиоды: 3х2 длина волн |
| Длина волн | Стандартно 760 и 850 нм, возможны другие |
| Каналы | 1 канал для измерения абсолютного процентного содержания оксигенированного гемоглобина, 3 канала для измерения относительной концентрации |
| События | наличие онлайн и офлайн событий |
| Датчики | фотодиод с защитой от рассеянного света |
| Расстояние между оптодами | Используется три варианта расстояния между приемником и передатчиками: 30, 35 и 40 мм. |
| Мощность | До 8 часов работы с одним сменным аккумулятором. Может быть увеличено до 16 часов. |
| Общий вес | 88 грамм включая аккумулятор |
| Размер | Корпус аккумулятора: 84х54х20 мм, провод: 1,3 м, Датчик: 58х28х6 мм. |
| Условия применения | Диапазон температур: ок 10-35 ̊С |
| Помехи | Не создает помех ЭЭГ, ЭКГ или ЭМГ |
PortaMon
PortaMon – портативное NIRS-устройство, специально разработанное для измерения оксигенации в мышечной ткани. В настоящий момент оно является эталоном для научных исследований. Имеет три канала в одном месте и таким образом способно измерять не только относительную концентрацию гемоглобина, но и ИНТ.
Расстояние между приемниками и тремя их передатчиками составляет 30, 35 и 40 мм, таким образом, глубина измерений PortaMon – от 15 до 20 мм.
PortaMon может собирать данные тремя разными способами. Для измерений в режиме онлайн, он использует беспроводные способы передачи данных. Вы можете отойти от ноутбука на расстояние до 150 метров, что очень удобно, когда испытуемый, например, находится на беговой дорожке.
На более значительной дистанции PortaMon может проводить измерения в офлайн и хранить до 50 часов данных в памяти. Данные легко скачать после эксперимента. Так же вы можете хранить данные в приложении для Android.
| Oписание | |
| Технология | Ближняя ИК-спектроскопия с постоянными волнами с использованием модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера |
| Измеряет | Окси-, дезокси- и общий гемоглобин и насыщение тканей |
| Программа анализа данных | Oxysoft |
| Операционная система | Windows 7, 8, 10 |
| Источник света | Светодиоды: 3х2 длина волн |
| Длина волн | Стандартно 760 и 850 нм, возможны другие |
| Каналы | 1 канал для измерения абсолютного процентного содержания оксигенированного гемоглобина, 3 канала для измерения относительной концентрации |
| События | наличие онлайн и офлайн событий |
| Датчики | фотодиод с защитой от рассеянного света |
| Расстояние между оптодами | Используется три варианта расстояния между приемником и передатчиками: 30, 35 и 40 мм. |
| Мощность | До 8 часов работы с одним сменным аккумулятором. Может быть увеличено до 16 часов. |
| Общий вес | 75 грамм включая аккумулятор |
| Размер | 83,8 х 42,9 х 17,2 мм |
| Условия применения | Диапазон температур: ок 10-35 ̊С |
| Помехи | Не создает помех ЭЭГ, ЭКГ или ЭМГ |
Oxysoft
Все NIRS устройства оснащены программным обеспечением OxySoft. Программа разработана Artinis и настраивается под индивидуальные потребности клиента. OxySoft в режиме реального времени предоставляет данные об относительной концентрации окси-, дезокси- и общего гемоглобина, а так же ИНТ, абсолютное содержание оксигенированного гемоглобина в процентах. Она может быть подключена максимально к семи приборам NIRS одновременно. Все данные синхронизируются и хранятся в одном файле.
fNIRS + EEG
- Одновременное измерение электрических потенциалов в тканях головного мозга и изменений в оксигенации мозговой ткани и объеме крови.
- Комбинированные шапочки ЭЭГ / NIRS.
- До 112 каналов fNIRS и 128 каналов EEG для полного охвата головы.
- Отсутствие помех для сигнала ЭЭГ. Измерения ЭЭГ и NIRS в одном и том же месте.
- Доступны портативные решения.
- Объедините OxyMon, PortaLite, OctaMon или Brite с системой ЭЭГ.
- Высокое качество данных ЭЭГ и NIRS.
fNIRS + EEG + tDCS
Набор fNIRS+tDCS+EEG объединяет в себе лучшие решения в области: Neuroelectrics® StarStim (транскраниальная стимуляция мозга + ЭЭГ) и Artinis OctaMon. Это портативное устройство, способное к использованию вне лаборатории. Он позволяет измерять электрическую активность мозга и уровень насыщения тканей кислородом до, во время и после транскраниальной стимуляции.
![Starstim+fNIRS+kit[1]](https://usabilityin.ru/wp-content/uploads/2018/03/StarstimfNIRSkit1.jpg "Starstim+fNIRS+kit[1]")
Дополнения
Portasync
Polhemus
AD Box
Tobii
AD Board
![ad+board_zoom[1]](https://usabilityin.ru/wp-content/uploads/2018/03/adboard_zoom1.jpg)
E-Prime/Matlab
