如何为您的研究选择合适的放大器(下)

时间:2024-12-16 编辑:瀚翔脑科学 浏览数:171

在上一篇文章当中,我们主要介绍了“什么是脑电的放大器”,以及“Brain Products 各型号放大器的优势”。本篇文章将继续前文内容,为大家讲解如何根据设备的技术特点、可用性特性,以及具体的应用方向来为您的研究选择合适的EEG放大器。


技术特点

时间分辨率和采样率(SR)

这些特征定义了连续脑电图信号的数据点被获取的规则时间间隔。

采样率决定每秒可以记录多少个数据点,并影响记录的脑电图信号中可用的频率内容。时间分辨率不足会导致重要信息的丢失,或者出现混叠效应(即采样时无法正确区分两个不同的信号)。混叠导致在记录的数据中出现不属于原始信号的虚假内容。

根据奈奎斯特定理,要想获得感兴趣的频率内容,应该至少使用比其高两倍的采样率(Nyquist, 1928),最合适的方案是用至少比感兴趣的信号高5 - 10倍的采样率来获取数据(Weiergräber et al., 2016)。例如,要正确记录频率范围在1hz和50hz之间的事件相关电位,应该使用>250 - 500hz的采样率。

根据EEG信号的频率内容,您可能需要一个时间分辨率比较高的设备。在这些情况下,actiCHamp Plus是您的最佳选择,因为它可以使用高达100 kHz的不同采样率记录数据(取决于通道总数)。例如,25 kHz的采样率将能够最大限度地减少经颅磁刺激对记录的EEG数据的影响(即,减少振铃伪迹),从而提高记录的整体质量。为了获得更准确的信号,在研究听觉诱发电位时,也建议使用25 kHz和50 kHz的高采样率。

如果您的研究不需要很高的采样率,仍然可以选择actiCHamp Plus,因为它还有更多的优势(见下文)。如果您不确定您想要设置的频率,选择高采样率的放大器能够给您的研究提供更多机会。



可用性特征

01 可扩展性和设置复杂性

如果您不需要太多的通道数,actiCHamp Plus是你的选择。实际上,您可以从32个通道开始,然后通过自己添加更多通道模块来扩展。此外,8个 AUX通道可以采集多种生理信号,将给您的研究带来更多的可能性。

如果您需要非常多的通道数(>160通道),所有的BrainAmp系列系统都可以很好地完成任务:实际上,您可以从一个32通道单元开始,最终升级到8个单元,总共256个通道(在实验室环境中)。但是,如果您想要将外周生理信号与EEG信号一起记录,则需要专用的BrainAmp ExG单元。同时,如果您有一个多通道BrainAmp系统,您也可以把它分成完全独立的系统。例如,一个128通道的BrainAmp也可以在四个不同的32通道设置中使用(需要额外的配件)。

如果您需要的是比较少的的通道数,LiveAmp 8通道版本可能是一个比较好的选择。然后系统可以升级到64通道,并通过STE扩展到包括8个AUX输入。例如,假设您想要设置最先进的移动场景:在这种情况下,您的设置将包括两个LiveAmp 32通道单元(形成一个LiveAmp 64),一个STE和一个通用USB充电宝。由于每一个单元都很轻便小巧,受试者可以很容易地在移动设置中进行佩戴。

另外,CGX解决方案也是一种选择。不仅设计简约,还可以通过添加AIM生理记录仪轻松扩展您的设置并进行外周生理测量。


02 与不同电极的兼容性

使用具有非常高输入阻抗的放大器具有很多的优势:良好的电极阻抗和放大器阻抗的结合比单独考虑两者更具优势,能够获得更好的数据质量。遵循这一原则,具有高输入阻抗的放大器可以使用任何类型的电极(例如,盐水电极,干电极)。由于BP所有型号放大器的高输入阻抗值和新技术的发展,现在可以将它们与任何类型的电极技术相结合。

如果您想在实验室中使用主动电极,那么actiCHamp Plus就是您的最佳选择。您可以通过专用连接器将我们的actiCAP slim/snap(凝胶型)或actiCAP Xpress Twist(干式电极)电极帽直接连接到放大器。

同时,actiCHamp Plus还可以灵活地切换到被动电极。如果您想要对婴儿的脑电进行研究,并希望获得更舒适的解决方案:我们可以为您提供用于actiCHamp Plus的R-Net(盐水电极)。


如果您想要进行EEG-TMS实验,我们也能够提供适用于TMS的电极:BrainCap TMS(凝胶电极)。

LiveAmp也能为您提供与actiCHamp Plus相同的功能。LiveAmp可以使用主动电极(actiCAP slim/snap和actiCAP Xpress Twist都可以提供特定的连接器)和被动电极(例如LiveCap)。当然,如果您计划采集敏感人群的脑电信号,我们也可以为您提供带有专用连接器的R-Net盐水电极帽。


如果您想要研究脑电图-功能磁共振成像的多模态应用,我们将会为您提供被动电极和BrainAmp系列放大器。BrainAmp的BrainCaps (MR)和R-Net (MR)电极可以通过专用连接器直接连接到放大器。对于MR环境以外的应用,您也可以通过将我们的actiCAP帽与actiCAP ControlBox II(需要专用的免费actiap ControlSoftware)相结合来使主动电极,使BrainAmp成为一种高度通用的放大器。



应用


如果您计划进行常规的认知神经科学研究,那么我们推荐您使用actiCHamp Plus,因为它具有先进的技术,通道数的可扩展性,并能够兼容多种电极。

但是,有些应用领域可能需要其他解决方案,例如:


1、EEG-fMRI

推荐BrainAmp MR或BrainAmp MR plus两种解决方案。两者都是MR条件(即在核磁下使用),但它们也可以在核磁外用于常规的研究。更重要的是,如果您计划进行EEG-fMRI记录和实验室测量,BrainAmp MR plus可能是最合适的选择,因为它能够根据记录环境改变分辨率、测量范围和频率。


2、EEG-MEG

与脑磁图(MEG)的兼容性取决于放大器的电磁发射,这与系统的ADC卡数量有关。BrainAmp系列放大器仅配备一个ADC卡,因此在电磁发射方面几乎没有噪音。BrainAmp MR和BrainAmp MR plus是与MEG环境最佳兼容的推荐解决方案。


3、EEG-fNIRS

可以选择actiCHamp Plus进行实验室测量,选择LiveAmp进行移动测量。


4、EEG和眼动追踪

推荐用于实验室测量的actiCHamp Plus或方便移动的LiveAmp。


5、EEG-TMS

BrainAmp DC和BrainAmp MR plus已广泛应用于TMS-EEG研究。配备的帽子是专门为TMS-EEG研究特制的BrainCap TMS。此外,由于actiCHamp Plus的高采样率、与主动或被动凝胶电极技术相结合的灵活性,以及实时脑状态依赖性刺激设置的可能性,actiCHamp Plus目前也是一个比较好的选择。


6、TMS-EEG闭环和实时应用

如果您对TMS-EEG的脑状态依赖性研究(例如,刺激,神经反馈等)感兴趣,可以通过actiCHamp Plus与TurboLink的结合来实现。实际上,我们所有的放大器都可以通过RDA或LSL将数据从BrainVision Recorder通过数据流的形式传输到任何第三方应用程序。TurboLink访问actiCHamp系列放大器记录的数据,通过以太网在不到1.5毫秒的时间内将其传输到任何兼容的在线信号处理器(例如,sync2brain的bosdevice RESEARCH)。


7、移动研究(MoBI和运动科学)

如果您想研究实验室外甚至是运动过程中的神经过程,LiveAmp是一种比较推荐的方案。由于LiveAmp的无线通信协议,它可以自由移动,同时也能够通过数据流的方式传输到记录计算机。此外,设备内置存储卡,能够将数据保存在本地,并确保不会因为意外的通信问题而丢失数据。LiveAmp能够与actiCAP纤薄电极相结合,即使在跑步或骑自行车等场景下也能确保采集到高质量的数据。

如果您需要高密度的解决方案,那么CGX mobile系统会是一个不错的选择,可以为您提供72或128通道。此外,如果您的测量内容包括微小的运动,您也可以考虑CGX Quick系统。


8、脑机接口和神经反馈

如果这是您的研究领域,并且您的实验设计对时间要求不高,那么您很可能会需要简单且易于处理的解决方案,并可选择通过数据流的方式传输到其他在线处理软件。

在这个领域中,BP所有的放大器都可以进行数据采集,但LiveAmp是最合适的,特别是与准备时间较短的电极技术相结合(例如,R-Net盐水电极帽或干电极actiCAP Xpress Twist)。因此,CGX快速系统也是一个很好的选择。即使是在真实的环境下,这两种解决方案都能够让您在较短的时间内记录较多受试者的数据。


9、睡眠

在测量睡眠期间的大脑活动时,应该尽可能让受试者感到舒适。因此,LiveAmp是一个很好的选择:体积小且可穿戴,可以保证受试者进行更自然的睡眠,并且通过将其连接到外部电源,能够获得更长的记录时间。

此外,如果您需要超过64通道的电极或更高的采样率,actiCHamp Plus就是一种比较合适的选择。


10、超扫描

如果您想同时记录多个受试者的神经活动,BrainAmp系列将为您提供最简单方便的设置:每个受试者连接到专用放大器,该放大器传输到BUA, BUA同步数据并将其发送到记录计算机,无需进一步离线重新校准数据。

CGX是无线超扫描的理想选择:每个放大器将数据流传输到专用的记录计算机,并且可以通过无线刺激触发器向每个单元发送相同的触发信号来获得同步。此外,您可以使用actiCHamp Plus和LiveAmp的触发输出端口的镜像模式,通过单独的放大器单元转发触发信号(每个受试者连接一个放大器)。

此外,我们所有的放大器都允许远程数据访问,并可以将数据流传输到第三方应用程序,如LSL,记录和同步来自不同放大器的数据流。