UCL可穿戴高密度脑成像系统

LUMO是英国UCL大学研制开发的一款高密度可穿戴式近红外脑成像系统。LUMO系统配置包含32个光源，48个tanceqi(可选18个光源，24个tanceqi)，可同时获得高达1728个通道的数据；特有的扩散光学层析成像技术（DOT）能以接近fMRI功能性核磁共振成像的空间分辨率显示血红蛋白浓度变化结果。

LUMO系统具有重量轻、可穿戴的特点，不需要光纤，可适用于任何年龄和各种真实自然环境；六边形传感器可以在不同帽子和通道组合之间灵活调整与升级配置，通过允许跨传感器的多距离光源-tanceqi形成测量通道，提高数据质量，提供连续、均匀高密度的到脑覆盖范围，形成高密度fNIRS或漫射光学层析成像(DOT)阵列。

功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)使用光来监测人脑功能。该技术通过将近红外光传输到头皮，然后在几厘米远的地方检测散射回头皮的光，可以测量大脑中氧合和脱氧血红蛋白浓度的变化。由于脑活动和局部血流之间存在密切的联系，血红蛋白浓度的这些变化提供了脑功能的可靠度量。

相比其他脑功能成像技术，近红外脑功能成像技术具有良好的空间分辨率、较高的采样率、更多的测量指标、良好的舒适性和较低的成本等优点，在认知神经科学和临床研究中有着较为广泛的应用；同时由于其抗运动干扰性强、便携可穿戴等特点，系统在运动科学、脑机接口等领域的价值也逐渐被研究者所认识。具体应用案例包括驾驶员的认知负荷研究、多模态脑机接口研究、操作人的情绪状态研究等。

二、产品特点

LUMO系统的核心优势：瓦片传感器设计所形成的高密度采样。

• 增大了测量的脑区范围：瓦片传感器的设计，允许在传感器之间进行数据采集，使得采样区域更加密集而均匀，大大增加了大脑测量范围，避免了错过某个大脑皮层的可能性；

• 更加可靠的脑功能数据：研究表明，高密度采样较传统的fNIRS采样方式能够获取更加可靠的脑功能数据结果。只进行某一固定间距(30mm)的测量方式极易受到来自头皮的信号污染的影响；LUMO 对每个光源和tanceqi均提供了多个短距离的通道，这些通道可以用来检测、分离和移除头皮信号的干扰。只有采用高密度采样，用户才能真正确定所采集的数据来源于大脑；

• 灵活的配置：LUMO突破性的模块化设计使研究人员可以随时在不同的帽子和阵列配置之间切换，从而节省了宝贵的实验时间；

• 可扩展的设计：LUMO系统是完全模块化的，这意味着用户可以从少量传感器开始，并在预算允许的范围内建立自己的LUMO系统。

将瓦片传感器与特制的LUMOCAP帽子结合，用户可以快速创建高密度的fNIRS阵列，实现可与fMRI分辨率媲美的3D脑功能成像。