Nahinfrarotspektroskopie-System / funktionales Neuro-Imaging NIRS Ultra | NIRS Revo | Actus Pro | Actus Lab | HemoX Pro | HemoX Lab

Produktübersicht
YINGCHI fNIRS (Near‑Infrared Functional Brain Imaging System) ist eine tragbare optische Neuroimaging‑Lösung, die neuronale Aktivität durch Messung zerebraler hämodynamischer Veränderungen ableitet. Entwickelt für Laborforschung, naturalistische Umgebungen, Stationsuntersuchungen und klinische Funktionsbewertungen des Gehirns, mit Fokus auf einfache Bedienung, Kosteneffizienz, robuste Störfestigkeit und hohe Kompatibilität.

Produktfamilien / Varianten

• NIRS Ultra
• NIRS Revo
• Actus Pro
• Actus Lab
• HemoX Pro
• HemoX Lab

Wesentliche Merkmale

• Hohe Kanalanzahl: unterstützt bis zu 224 Kanäle; Konfigurationen bis zu 64 Quellen × 64 Detektoren für flexible Ganzhirnabdeckung.
• Echtzeit‑Spektralüberwachung: verifiziert physiologische Spektral‑Fingerprints (kardial ~1 Hz, respiratorisch ~0,25 Hz) zur Unterstützung einer robusten Signalqualitätsbewertung.
• Kurzdistanzkanäle: dedizierte Kurzdistanzmesskanäle zur Entfernung oberflächlicher Störungen und Wiedergewinnung kortikaler Signale.
• Gleichzeitige multimodale physiologische Aufzeichnung: zeichnet Atemfrequenz, Pulsoximetrie (PPG), Herzratenvariabilität (HRV), Sauerstoffsättigung (SpO₂), Temperatur, galvanische Hautreaktion (GSR) und bipolare Eingänge für EMG/ECG auf, um Gehirnfunktion im physiologischen Kontext zu interpretieren.
• APD‑Detektoren (Avalanche‑Photodioden): ermöglichen stabile Detektion schwacher hämodynamischer Signale aus tiefen kortikalen Regionen und bei Aufgaben mit geringer Aktivierung.
• Dual‑Head‑Optoden‑Design: jeder Optode verfügt über zwei Kontaktpunkte zur Haartrennung und für guten Schädeldkontakt, was die Vorbereitungszeit reduziert.
• Adaptive dreistufige optische Sonden: passen sich automatisch an unterschiedliche Haarbedingungen an, um Signalqualität unabhängig von Haardichte sicherzustellen.
• Integrierte Trägheitssensorik: >9‑Achsen‑IMU (3 Beschleuniger + 3 Gyroskope + 3 Magnetometer) zur Erfassung von Kopfbewegungen und zur Verbesserung der Datenvalidität in naturalistischen und klinischen Populationen.
• 3D Diffuse Optical Tomography (DOT): rekonstruiert dreidimensionale hämodynamische Veränderungen über verschiedene kortikale Tiefen.
• Lab Streaming Layer‑Kompatibilität: liefert hochpräzise zeitliche Ausrichtung für multimodale Bildgebung und BCI‑Anwendungen.
• Erfassungs‑ und Analysesoftware: benutzerorientierte Bedienung mit Echtzeitvisualisierung, One‑Click‑Reporting und effizienter Datenverwaltung.
• Wissenschaftlich entwickelte Paradigmen: enthält integrierte klassische Paradigmen und unterstützt parallele Tests sowie adaptive Aufgabenanforderungen zur flexiblen Experimentanpassung.
• Open‑Source‑Software‑Kompatibilität: Datenexport und direkter Zugriff für Drittanbieter‑Open‑Source‑Analyseplattformen.
• Multimodale Integration: synchronisierte fNIRS + EEG‑Erfassung und fNIRS + TMS‑Kompatibilität für Stimulation‑Antwort‑Studien und Closed‑Loop‑Protokolle.
• Hyperscanning‑Support: synchronisierte Mehrgeräteerfassung für Zwei‑ oder Mehrpersonenversuche zur Untersuchung inter‑brain‑Kopplung und sozialer Interaktion.
• Tragbares, nicht‑invasives Design geeignet für pädiatrische und klinische Patientengruppen.

Technische Anwendungen

• Brain‑Computer Interface (BCI) und Echtzeit‑Neurofeedback (motorische Vorstellung, Aufmerksamkeitsmodulation, Emotionsregulation).
• Kognitive Neurowissenschaften: Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis, Sprachverarbeitung und Exekutivfunktionen.
• Klinische Überwachung und dynamisches Tracking funktioneller Erholung.
• Entwicklungs‑ und Verhaltensbewertungen: Bewertung von Aufmerksamkeit, Emotionsregulation und sozialer Kognition bei Kindern und Jugendlichen; Unterstützung von Interventionen bei Erkrankungen wie ADHS und ASS.
• Verhaltens‑, Trainings‑ und Leistungsstudien: Integration psychologischer und verhaltensbezogener Messungen zur Erstellung einer vollständigen Evidenzkette vom Gehirn zum Verhalten.

Was ist fNIRS?
Functional near‑infrared spectroscopy (fNIRS) ist eine nichtinvasive, tragbare Neuroimaging‑Technik, die zerebrale hämodynamische Veränderungen erfasst, die mit neuronaler Aktivität verbunden sind, indem sie Konzentrationsänderungen von oxy‑Hämoglobin (HbO) und deoxy‑Hämoglobin (HbR) in der kortikalen Mikrozirkulation mittels nahinfrarotem Licht (typischerweise 650–950 nm) quantifiziert. Sie bietet eine räumliche Auflösung im Zentimeterbereich und eine zeitliche Auflösung von Sekunden, wodurch sie sich für naturalistische und klinische Anwendungen eignet, in denen andere Modalitäten unpraktisch sind.

Wie fNIRS funktioniert

• Lichtemission & Propagation: optische Quellen auf der Kopfhaut emittieren nahinfrarotes Licht bei zwei Wellenlängen, das Schädel und Cortex durchdringt.
• Differenzielle Absorption: HbO und HbR haben unterschiedliche Absorptionsspektren; Änderungen der Absorption spiegeln Konzentrationsänderungen dieser Chromophore wider.
• Lichtdetektion: Detektoren (typischerweise APDs) erfassen gestreutes Licht, das den Kopf bei bekannten Quellen‑Detektor‑Abständen verlässt (z. B. ~3 cm für Standardkanäle, ~1 cm für Kurzdistanzkanäle).
• Signalrekonstruktion: das modifizierte Beer‑Lambert‑Gesetz wandelt Dämpfungsänderungen bei mehreren Wellenlängen in relative HbO‑ und HbR‑Konzentrationsänderungen über die Zeit um, die als Indikatoren regionaler neuronaler Aktivierung dienen.
• Räumliche Abbildung: die Anordnung mehrerer Quellen‑Detektor‑Paare ermöglicht 2D‑Topographiekarten oder 3D‑DOT‑Rekonstruktionen der kortikalen Aktivierung.

Technische Spezifikationen

• Maximale Kanäle: bis zu 224 Kanäle (z. B. Unterstützung von Konfigurationen bis zu 64 Quellen × 64 Detektoren).
• Quellen‑Detektor‑Geometrie: Standardkanäle (~3 cm), Kurzdistanzkanäle (~1 cm) zur Eliminierung oberflächlicher Signale.
• Detektoren: Avalanche‑Photodioden (APD) für hohe Sensitivität.
• Optoden‑Design: Dual‑Head‑Optoden für verbesserten Hautkontakt und Haartrennung.
• Optische Sonden: adaptive dreistufige Sonden zur Anpassung an unterschiedliche Haarbedingungen.
• Bewegungserfassung: integrierte >9‑Achsen IMU (3 Beschleuniger + 3 Gyroskope + 3 Magnetometer).
• Physiologische Kanäle: Atmung, PPG, HRV, SpO₂, Temperatur, GSR, bipolare EMG/ECG‑Eingänge.
• Tomographie: unterstützt 3D‑DOT‑Rekonstruktion über kortikale Tiefen.
• Datenalignment: Lab Streaming Layer‑kompatibel für präzise multimodale Synchronisation.
• Software: Echtzeitvisualisierung, One‑Click‑Reporting, integrierte Paradigmen und Unterstützung für Open‑Source‑Analysewerkzeuge.
• Multimodale Unterstützung: synchronisierte fNIRS + EEG‑Erfassung; kompatibel mit TMS zur Überwachung stimulierter hämodynamischer Reaktionen.
• Hyperscanning: unterstützt synchronisierte Mehrgeräteerfassung für sozialwissenschaftliche Experimente.