仪器仪表学报

作者：王语珂，朱闻睿，张丽敏，高峰，刘东远

单位：王语珂,天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072,wangyukebme@163.com,朱闻睿,天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072,,张丽敏,天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072,,高峰,天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072,,刘东远,天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072,liudongyuan@tju.edu.cn,

关键词：功能性近红外光谱成像;脑电图;全并行采样

基金：国家自然科学基金(62075156,62205239)、中国博士后自然科学基金(2023M732600)项目资助

近年来,功能性近红外光谱成像(fNIRS)和脑电图(EEG)已经广泛应用于建立自然和社会交互场景下的神经认知响应与精神状态的脑功能测量与分析。尽管已有一些fNIRS?EEG双模态研究,但多为分立设备实现,数据存在测量通道有限、灵敏度低、数据不同步等诸多问题。为了更好地在日常情境下探索大脑的神经电生理变化过程,发展了一种轻量型fNIRS-EEG双模态成像系统,实现了覆盖全脑的fNIRS(80通道)和EEG(32通道)的同步采集、实时传输以及结果可视化。首先通过一系列的性能评估实验验证了系统的性能:就fNIRS测量而言,多源并行测量模式下系统波动程度0.99,可以准确探测10mm深度下20%的波动变化;就EEG测量而言,系统输入参考噪声<1μV,信噪比可达52dB(输入信号100μV),共模抑制比可达112dB;就一体化测量而言,系统可实现20Hz(fNIRS)和500Hz(EEG)的高信效度全并行采样以及传输,并提供基于终端时钟的时间戳信息,以实现同步触发超扫描监测。进一步地,利用稳态视觉诱发实验验证了所发展系统的在体监测能力。综上,系统可以实现在同一时间标准下大脑神经电信息与血氧活动信息一体化动态采集,为日常情境脑感知和认知监测提供了新的仪器平台。

来源：2025年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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