NI前沿案例系列 | 基于NI PXIe-4309搭建全球首個OPM-EEG-fNIRS 多模態神經影像系統
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為了賦能前沿應用領域，NI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 “NI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新密碼。
本文引用地址：http://www.j9360.com/article/202407/461229.htm第一期主題為 基于NI PXIe-4309搭建全球首個OPM-EEG-fNIRS多模態神經影像系統。
院校： 北京大學
科研團隊： 北京大學醫學物理高家紅教授團隊
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。隨著醫學成像技術的進步，多模態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展。
北京大學醫學物理的高家紅教授團隊專注于多模態神經影像技術的開發和應用， 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神經影像系統， 科研工作者們面臨如下挑戰：
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。
系統靈活性： 需要一個能夠靈活配置的系統，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
科研工作人員基于NI PXIe-4309成功搭建出了多模態神經影像系統 ，實現了多種微弱生理信號的同步采集，系統組成如下：
PXIe-4309 非常適合科學級用戶。在我們實驗室開發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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