北京泰和利康医疗技术开发有限公司

皮层BCI研究
BCI & ECoG
皮层BCI研究解决方案

皮层生物电信号采集介绍

从大脑皮层记录生物信号,相较EEG而言,它有更高的空间分辨率(微型或针状电极),更大频宽(0-500Hz),更高的特征幅度,而且不容易收到外部干扰例如伪迹和环境噪声等影响。虽然皮层生物信号采集具有侵入性,但使用这些不穿透皮层的电极可以把良好的信号保真度和长时间稳定性结合起来。


g.tec皮层生物电信号采集优势

1.可同步式有线生物电信号采集系统,具备CE,FDA认证。

2.可侵入式的g.Estim PRO‍ SWITCHING UNIT,可用于配置电刺激参数,开关单元模块用于选择刺激通道。当进行皮层电刺激时,开关单元断开g.HIamp,在刺激后它切换回采集模式。

3.在g.HIsys模块中,支持对ECoG的数据采集,提供对ECoG分析的模块。



g.tec皮层生物电信号采集的同步方案介绍

名称        内容
提供在线侵入式脑功能区映射系统(cortiQ)cortiQ使用皮层脑电图(ECoG),能够进行快速功能区的皮层映射。在对癫痫或其他病情进行术前评估的时候,它能为医生提供实时结果。

   cortiQ允许用户在大脑示意图上采用电极网格来定位(从cortiQ网格库中选择)。病人完成不同的任务时(例如,使用Ritaccio范例),对所有电极来说,High-Gamma行为以红色圆圈的形式表示。红色圆圈表示,相应的电极被放置在一个大脑区域,这个区域由于执行任务而处于高度活跃的状态下。

high-gamma信号采集分析与识别g.tec根据皮层电位的high-gamma信号进行识别应用,High-gamma活动让医生能够更好的确定大脑功能区相对位置。通过High-gamma映射也可以用于实时解码。在这个范式中,Ogawa博士(日本Asahikawa医科大学)向植入ECoG的患者展示了不同的面孔、汉字和阿拉伯文字(高分辨率的ECoG位于左右半球的颞部)。病人只是观察图像,脑机接口系统解码ECoG电极的High-gamma 活动。脑机接口可以获取到受试者的High-gamma数据,反馈相关脑功能区位置。


g.tec皮层生物电信号采集图示

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高伽马映射和控制

大多数的脑机接口范式依赖于非侵入式脑电(EEG)采集,但基于侵入式脑电(ECoG)采集的BCI范式也引起了脑科学工作者的关注。基于ECoG的的脑机接口范式有许多优势,包括:

(i)更高的空间分辨率;

(ii)更高的频率范围

(iii)更少的人工干扰

(iv)不需要为每次BCI使用准备用户,这通常需要刮皮肤和涂抹电极凝胶。

科学研究表明,ECoG不仅可以改善脑机接口范式,还可以帮助我们解决神经科学的基本问题。最近,科学家通过ECoG映射人脑的“语言皮层”,当人们在开口讲话时,通过ECoG映射了大脑的语言区域。


在进行人脑运动皮层”绘制时,研究发现非侵入式的运动想象识别频域(ERD/ERS:8-12Hz),并不能完全代表运动想象的功能变化。ECoG的研究表明,运动想象还影响到了更高的频带,在70- 200hz之间,这是非侵入式方法无法检测到的。这个更高的频带更集中,通过ECoG可以获取更准确的脑功能活动变化。


通过使用侵入式脑机接口,语言功能区和运动功能区的映射准确率均高于非侵入式的脑机接口,并基于此研发了更多的BCI应用。

高伽马人脸识别

High-gamma活动让医生能够更好的确定大脑功能区相对位置。通过High-gamma映射也可以用于实时解码。在这个范式中,Ogawa博士(日本Asahikawa医科大学)向植入ECoG的患者展示了不同的面孔、汉字和阿拉伯文字(高分辨率的ECoG位于左右半球的颞部)。病人只是观察图像,脑机接口系统解码ECoG电极的High-gamma 活动。脑机接口可以获取到受试者的High-gamma数据,反馈相关脑功能区位置。


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皮质间诱发电位

记录皮质间诱发电位Cortico-cortical evoked potential(CCEP),需在布洛卡区进行双极刺激,在运动皮层和听觉皮层上诱发ccep。

在运动皮层上显示EP的电极通道显示的是说出单词和句子所需的语言功能区。听觉皮层上的EPs指示了电极的位置,代表了负责听力和理解的区域,例如:提问区(韦尼克区,接受语言区)。

CCEP程序允许医生快速绘制出整个功能皮层网络,这为神经外科和脑机接口应用提供了重要的信息。




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