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事件相关电位(ERP)系统

2011-02-17 00:27阅读:
一、公司简介
广州市润杰医疗器械有限公司是一家集科研、生产、销售为一体的新型现代化企业,是国内一家自主研发大脑神经电生理医疗产品的高新技术企业。长期以来润杰秉承着一流的产品、优质的服务,在业界赢得了良好的口碑。公司下设研发中心、生产中心和营销中心等,2005年公司顺利通过医疗器械质量体系认证ISO9001:2000和ISO13485:2003,保证了产品质量的有效控制。
创新,是企业之灵魂;科技,是企业之根本,润杰坚持以科技为导向,汇集了一批具有丰富经验和技术含量的专业人才,不断探索创新,致力于研发国内乃至国际最先进或空白的大脑神经电生理医疗产品,至今已获得了脑指纹测谎仪、事件相关电位仪、大脑生物反馈治疗仪等多项国际国内发明专利。目前,正在研发的心瘾戒毒仪,更是走在国际前沿,这将为润杰开启一座新的里程碑。
本着'健康自在科技'的企业理念,润杰在业界建立了稳定的市场,范围遍及全国,上至哈尔滨,下抵广东,西接新疆,东达上海。并与中国科学院深圳分院、江苏省人民医院、广东省公安干部管理学院、青岛市公安局、深圳市戒毒所等多家科研机构建立了项目合作关系。
2010年是润杰全面崛起的品牌年。坚持自主创新、树立民族品牌是润杰的长期发展战略。现阶段家用医疗产品将陆续上市,同时也成功吸入风险投资基金,预计三到五年内上市。凭着雄厚的资本优势和领先的科学技术,润杰以气拔山河之势屹立于医疗器械行业,支撑起医疗器械行业的半壁江山。
鲲鹏展翅,志在千里。展望未来,润杰将依托科技带给大众更多的新产品,让科技更好的为人类健康服务,用科技实现健康生活。








二、产品结构原理性能特点
事件相关电位仪硬件构成包括前置放大器、主机系统、刺激系统、键盘及显示器等部分组成。产品结构的基本原理是:受测者由视觉和听觉从显示器接受信息刺激,引发大脑认知活动的改变
,继之有脑电波的变化。自头部按脑电图国际标准10/20系统接受脑波的改变经前置放大器,A/D转换和平均叠加后进入主机系统。经过电子计算机软件的处理获得事件相关电位(P300、N400、MMN、CNV、ANT等)。其中P300,是比较两种刺激(靶刺激和非靶刺激)所引出的波幅和波面积,最后完成操作;N400是利用语句或成语设计靶词,根据其能否和启动词句的语意匹配而引出的电位。P300和N400均以其波幅、波面积和潜伏期的变化来判别结果,从而完成对大脑认知活动的研究……
主机系统:各项检测最终以潜伏期、波幅、波面积等结果完成。同时按年龄、文化、性别等项目对结果的存储、便于检索、统计和比较以分别完成检测。主机系统可显示实时叠加波形图,实时监视叠加情况,对受试者的配合程度、及周围情况作出判断,有利于整个实验的成功进展;同时可以观察到受试者对非靶的认识,从陌生到成熟的过程。

刺激系统:是通过多媒体方式对受测者进行刺激,如图象、言语、声音、文字等。具体的素材分为靶刺激和非靶刺激,可由受测者自己所知的客观环境提取信息构成尽量仿真的模拟刺激,满足大脑高级功能多方面研究的需要。


事件相关电位刺激发生系统







刺激序列的播放
辅助管理
刺激信息的管理





1) 受试者信息管理
2) 媒体数据库管理
3) 刺激序列的编排
4) 反应时间的记录

完成事件相关电位
处理
1) 时间日期管理
2) 系统联机帮助
3) 系统信息
P300、N400、MMN、CNV、ANT等波形、波幅、波面积、潜伏期









(分析系统结构图)
本操作过程:首先是选择含有不同信息内容的刺激给受试者。根据不同情况选择探测刺激和无关刺激(靶刺激和非靶刺激),组成刺激序列。嘱受试者在接受刺激时立即作按键或默计靶的数目也可作否定应答,同时由前置放大器按脑电图国际标准10/20记录脑电波。经电子计算机软件处理平均叠加,获得事件相关电位(P300、N400、MMN、CNV、ANT等)。如P300是比较两种刺激引出的波幅和波面积,最后完成操作过程;N400检测受试者的语言功能根据设计的靶词能否和启动语句语义场匹配而引起的负向电位的波幅和波面积来完成操作过程。P300和N400两种不同方法可以任由研究者选择。

刺激记录数选择
刺激显示方式选择
CNV刺激
刺激间隔及间隔波动范围选择
屏幕
P300刺激
声影匹配刺激
MMN刺激
MMN
N400刺激



















(刺激系统结构图)




三.作用和机理
从环境而来的信息被受后都是以表征(representation)的形式存储在大脑的庞大的信息库中,成为记忆的内容。接受新的刺激信息后,新信息在认知加工时受到与其有关旧表征的作用,并被整合到原有的表征中去形成新的表征。全部与新信息有关的表征被称为“场合”(context)。新信息加工过程也就是修正了原有的场合,更新了信息库,也就是增加和更新了记忆的内容。和场合有关的认知加工过程产生了P300,其波幅的大小代表了场合修正的量。刺激引出P300的波幅愈大,内容被记住的可能性也愈大。N400则是以刺激的靶词是否匹配于语句或成语的语义场而有波幅、潜伏期等的改变。
人类的大脑在认知过程中会产生生物电,主要是来自大脑皮层。可以在头皮上记录到电位。不同个体或同一个体在不同情况下脑电波的各项参数均会不同。由视觉接受信息刺激进入大脑,引起认知过程的变化,与此同时脑电波也发生变化。自头皮上电极记录脑电波的变化,经前置放大器和A/D转换后,进入计算机经特殊编制软件处理后产生P300、N400、MMN、CNV、ANT等,以达到研究的目的。


受试者
刺激编排系统



结果判定

前置放大器



电子计算机
主机分析系统


ERP脑波分析软件
(P300、N400、MMN、CNV、ANT等)










(事件相关电位原理框图)

















、适应范围
1. ERP与临床:P300主要用于各种原因引起认知障碍的病人,它可以为智能障碍及障碍程度提供神经电生理的依据。如脑血管意外、颅脑外伤、Parkinson’s病、脑肿瘤、代谢性脑病等;也可用于对智能障碍进展程度的监护和追踪观察。P300亦用于精神病领域以查明这类病患者认知加工过程的异常,如精神分裂症、躁狂抑郁症、Alzheimer’s病、酒精中毒等。临床上应用ERP的主要目的不是为某一疾病提供诊断根据以便确定诊断,而是要对患者的认知障碍或智能障碍有所判定。其中N400可用以检查有言语机能障碍的患者而用于Alzheimer’s病、酗酒者、精神分裂症、婴儿脑瘫患者。CNV用于年龄老化、各类智能障碍患者、精神分裂症、躁狂抑郁症、神经症、人格异常症、局灶性脑损害等。还有将其用于神经精神药物的药效学和药理学指标。可见ERP的主要用于研究以认知功能为主的心理过程,它不能作为确诊某个疾病的绝对依据。

2. ERP与测谎:ERP测谎时采用的刺激序列为Paradigm序列。阳性内容照片做靶刺激,阴性内容照片做非靶刺激,分别平均叠加。在研究后期,我们采用了多媒体技术,在显示照片做刺激时,同步给予语言刺激或短声刺激做干扰。对结果的判定标准依照从头颅表面CZ和PZ两个记录部位所得的P300的波幅和波面积共四个数值做指标。如靶刺激照片引出的四项指标均大于非靶刺激者为肯定阳性,三项指标大于非靶者为阳性,两项指标以下者为阴性。
比较项目 ERP测谎 Polygraph
测试刺激 照片显示有关内容 口头询问有关内容
判定指标 大脑的生物电位 心理引起的生理改变
心理活动对指标 无影响 有影响
受试者干扰实验 很小 较大
阳性率 85-100% 37-95%
假阴性率 0-15% 26-31%
假阳性率 0% 26-64%













五、技术参数及配置
(一)、软件参数
1. 多媒体P50编辑刺激软件
2. 多媒体P300编辑刺激软件
3. 多媒体N400编辑刺激软件
4. 多媒体MMN编辑刺激软件
5. 多媒体声影匹配编辑刺激软件
6. 多媒体CNV编辑刺激软件(选购)
7. 多媒体ANT编辑刺激软件(选购)
8. 具有强大的逻辑分析系统软件
A.可计算潜伏期波幅和波面积等参数
B.实时监控反应时和波形的叠加等
C.可截取各导联数据在相对应导联位置上缩小显示,同时可以任意选择一导联数据放大显示
D.可产生对应叠加波形图的间隔15毫秒的二维时域分析地形图
E.可产生对应叠加波形图的间隔20毫秒可720度旋转的三维时域分析地形图,直观了解脑功能的变化部位的变化
F.可实时通过波幅、波面积、潜伏期进行靶与非靶的比较、分析、判断
G.可通过差异波,实现对大脑高级功能的分析。
9. 提供各类视频、音频的图形、照片、文字、语言、音乐(单音、双音)的刺激系统软件.
(二) (1)信息处理、分析服务系统:采用流水线、多处理器、多任务处理方式。
A、 系统组成模块:
①事件相关信息刺激处理系统:采用实时监控方
式,查询外部事件信息刺激信号,捕捉信号、辨
别信号、处理信号;
②脑电前置放大器控制系统:通过友好中文界面,
设置外置放大器的各项技术参数;
③脑电信号实时采集系统:实时脑电信号采集和
处理系统;
④脑电信号的二次处理系统:匹配脑电采集系统
和事件信息刺激系统,并实时对信息进行采段
和叠加处理;
⑥脑电信号的智能处理系统:采用神经网络理论
对采集信号进行处理和学习,达到逼近的判别;
如对当前信息作靶刺激或非靶刺激等作相关的逼近分析和判别;
⑦信号的存储、回顾和数据管理系统;
B、软件性能描述:各种软件模块都采用现代先进算法和处理方式进行优化设计。
(2) 事件信息刺激系统:采用多种多媒体刺激方式模拟人体各种事件感知刺激信息,透过视觉 、听觉刺激人体。
A、系统组成:
1)图像处理软件:对外部场景采集后的图像进行角度
和清晰度的处理和加工;
2)P300素材编辑软件:对P300刺激素材进行自动和手动方式进行参数设置和编排;
3)N400素材编辑软件:提供常用词语词库,方便N400的素材选择;
4)MMN素材编辑软件:提供丰富的MMN刺激素材,方便操作的选择;
5)声影匹配素材编辑软件:提供丰富的各自声音和影像库,方便刺激素材的选择;
6)CNV素材编辑软件(选购):
7)通用刺激参数的自动和手动设置系统(选购):
通过友好的中文界面,进行刺激参数的合适更改和设置。
软件性能描述:刺激素材库丰富、编排方式多样,不仅适合P300和N400等事件信息刺激,同时可以采用其它自创的刺激方式有目的性的进行刺激、诱发。

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