德国 Brain Products 脑电放大器 actiCHamp
actiCHamp 是 Brain Products GmbH 的模块化一体式实验室脑电放大器,由主机与最多 5 个 32 通道模块组成;2019 年底停售,由 actiCHamp Plus 替代。 它用每通道一个 24 位转换器将 actiCAP 主动电极与 AUX 传感器信号数字化,经 USB 传输到计算机。 最多 160 个 EEG + 8 个 AUX 通道,采样率最高 100 kHz,带宽 DC-7,500 Hz,输入噪声 2 µVpp,共模抑制比 100 dB,8 位 TTL 触发。 用于 EEG/ERP、BCI 与 ExG 研究以及外周生理信号(皮肤电、加速度、呼吸)记录。 由 BrainVision Recorder 记录数据;主机、模块、线缆、actiPOWER 电池与充电器及入门套件为标配,actiCAP 电极系统、TriggerBox、BIP2AUX 与各类传感器为选配。 产品为仅供科研使用的科学仪器,严禁用于医疗诊断与治疗。
仪器信息
| 品牌 | Brain Products |
|---|---|
| 型号 | actiCHamp |
| 分类 | 脑电仪 |
| 仪器编码 | germany-brain-products-eeg-amplifier-actichamp |
| 在售状态 | 停售 |
| 地区来源 | 德国 |
| 更新时间 | 2026-10-10 |
| 研究领域 | 神经科学、脑机接口 / 神经工程、神经人因工程与人机交互、音乐治疗与社会神经科学、康复工程 |
技术参数
共 130 条规格记录
| 整机型号与订货号 | actiCHamp 32 System BP-100-2107;actiCHamp 64 System BP-100-2115;actiCHamp 96 System BP-100-2125;actiCHamp 128 System BP-100-2135;actiCHamp 160 System BP-100-2145(actiCHamp 各通道数系统) |
|---|---|
| 整机型号与订货号 | actiCHamp Plus 32 System BP-100-2500;actiCHamp Plus 64 System BP-100-2510;actiCHamp Plus 96 System BP-100-2520;actiCHamp Plus 128 System BP-100-2530;actiCHamp Plus 160 System BP-100-2540(actiCHamp Plus 各通道数系统) |
| 产品修订版本 | Product revision 05(actiCHamp,文档版本 015(2022 年 3 月 9 日)所述产品修订版) |
| 产品修订版本 | Product revision 02(actiCHamp Plus,文档版本 015(2022 年 3 月 9 日)所述产品修订版) |
| 产品状态 | 已停产(2019 年底停止供应)(actiCHamp) |
| 官方替代型号 | actiCHamp Plus(actiCHamp 停产后的后继机型) |
| 系统构成 | 基础模块加 32 通道插装模块构成,经电极与传感器采集的信号放大、数字化后经 USB 传输至计算机显示与存储(actiCHamp) |
| 医疗器械属性 | 非医疗器械 |
| 可采集生理信号类型 | EEG(脑电)与辅助生理信号(AUX) |
| 可采集生理信号类型 | 对电生理信号(EEG、EMG、ECG、EOG)进行放大与数字化 |
| 测量对象范围 | 单一被试的神经/电生理信号 |
| 最大通道数 | 160 EEG + 8 AUX |
| 辅助(AUX)通道数 | 8 |
| 通道扩展模块形式 | 32 通道模块(用于将系统扩展至最多 160 个 EEG 通道) |
| 可加装扩展模块数量上限 | 最多 5 个(actiCHamp,加装于基础模块) |
| 扩展模块安装顺序要求 | 最靠近前面板的插槽用于通道 1–32,其后插槽依次用于第二个模块(通道 33–64),以此类推(actiCHamp / actiCHamp Plus 的 32 通道模块) |
| 采样率 | 100,000 Hz(32 EEG 通道 + 8 AUX 通道时) |
| 采样率 | 50 kHz(64 EEG 通道 + 8 AUX 通道时) |
| 采样率 | 25 kHz(96 EEG 通道 + 8 AUX 通道时) |
| 采样率 | 25 kHz(128 EEG 通道 + 8 AUX 通道时) |
| 采样率 | 25 kHz(160 EEG 通道 + 8 AUX 通道时) |
| 带宽 | DC–7,500 Hz(EEG 通道) |
| 带宽 | DC–20 kHz(AUX 通道,100 kHz 采样率时) |
| A/D 转换位数 | 24 bit,每通道一个转换器 |
| 电压分辨率 | 0.04883 μV/Bit(0.8192 V/(2^24 Bit))(EEG 通道) |
| 电压分辨率 | 0.596 μV/Bit(10 V/(2^24 Bit))(AUX 通道,Rev. 02 及以后) |
| 输入电压测量范围 | ±400 mV(EEG 通道) |
| 输入电压测量范围 | ±4.8 V(AUX 通道,Rev. 2、3、4) |
| 输入电压测量范围 | 0.3–4 V(AUX 通道,Rev. 1) |
| 输入噪声 | 2 μVpp(DC–35 Hz) |
| 共模抑制比 | 100 dB |
| 输入阻抗 | > 1,000 MΩ(EEG 通道(DC);actiCHamp Plus) |
| 输入阻抗 | 40 MΩ(AUX 通道;actiCHamp Plus,Rev. 01 起) |
| 电极阻抗测量功能 | 支持(三色 LED 显示,适用于主动电极)(actiCHamp) |
| 计算机通信接口 | USB 接口(type B 连接器) |
| 接地电极接口连接器形式 | 4 针(母) |
| AUX 接口连接器形式 | 5 针(母) |
| AUX 端口供电电流 | +5 V:50 mA;-5 V:20 mA(所有 AUX 通道合计)(actiCHamp/actiCHamp Plus) |
| AUX 通道电气隔离 | 电气隔离(galvanically isolated)(基础模块的 8 个 AUX 插座) |
| 触发输入位宽 | 8 bit |
| 触发输入信号电平 | TTL(LVTTL)信号,0 至 +5 V(+3.3 V),最大 10 mA |
| 触发输入连接器形式 | D-Sub 9(母) |
| 触发输入连接器形式 | DSub9(Trigger In 与 Trigger Out 端口) |
| 触发输入引脚分配 | 引脚 1–8 依次为 Bit 0–Bit 7,引脚 9 为 GND(actiCHamp 系列放大器的 Trigger In 端口) |
| 触发输出位宽 | 8 bit |
| 触发输出信号电平 | TTL 信号,0 至 +5 V,最大 10 mA |
| 触发输出连接器形式 | D-Sub 9(公) |
| 触发输出引脚分配 | 引脚 1–8 依次为 Bit 0–Bit 7,引脚 9 为 GND(actiCHamp 系列放大器的 Trigger Out 端口) |
| 触发输出使用限制 | 仅在 Digital Port Settings 窗口打开时可用,用于发送单个触发(actiCHamp) |
| 触发信号转发功能 | 支持(接收并转发来自/发往其他采集系统的触发)(actiCHamp Plus) |
| 最小触发脉冲宽度 | 100 Hz:20 ms;200 Hz:10 ms;250 Hz:8 ms;500 Hz:4 ms;1,000 Hz:2 ms;2,500 Hz:0.8 ms;5,000 Hz:0.4 ms;10,000 Hz:0.2 ms;25,000 Hz:0.08 ms;50,000 Hz:0.04 ms;100,000 Hz:0.02 ms(推荐最小值,随采样率变化) |
| 同步输出接口形式 | 3.5 mm 立体声插座 |
| 同步输出接口形式 | 立体声插头(母) |
| 同步输出信号电平 | TTL 信号,常开 |
| 同步输出时钟频率 | 10 kHz、50 kHz、100 kHz(基于 A/D 转换器时钟) |
| 多设备时间同步功能 | 支持时钟同步输出,便于与 TMS、EMG 等外部设备集成 |
| 配套电源配置 | actiPOWER BP-203-0001;actiPOWER 线缆 BP-203-0003;actiPOWER 充电器(含手册)BP-203-0002;电源线(国别)BP-308-0002(actiCHamp(actiPOWER 为推荐配置)) |
| 配套电源配置 | PowerUnit BP-215-2010;PowerUnit 线缆 BP-215-2015;PowerUnit 充电器(含手册与国别适配器)BP-215-1020(actiCHamp Plus(PowerUnit 为推荐配置)) |
| 电源输入接口形式 | 4 针电源插座,仅可连接 PowerUnit/actiPOWER |
| 电池类型 | 阀控式铅酸蓄电池(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池类型 | 锂离子电池(磷酸铁锂,LiFePO4)(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池额定电压 | 6 VDC(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池额定电压 | 6.6 V DC(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池额定容量 | 7,200 mAh(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池额定容量 | 13 Ah(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池额定容量 | 12.5 Ah(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源),文档版本 015(2022 年 3 月 9 日)) |
| 电池额定能量 | 85.8 Wh(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池额定能量 | 82.5 Wh(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源),文档版本 015(2022 年 3 月 9 日)) |
| 电池输出电流 | 最大 2 A(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池输出电流 | 最大 3 A(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池可供电放大器数量 | 1 台(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池续航时间 | 最长 6 小时(满电新电池)(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 电池续航时间 | 22 h(10 kHz、32 通道);7 h(25 kHz、160 通道)(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 充电时间 | 典型 4.5 小时(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源),空电池、室温) |
| 充电时间 | 典型 12 小时(FRIWO 充电器);典型 5 小时(Mascot 充电器)(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源),室温、空电池) |
| 充电时间 | 约 7 小时(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源),空电池、室温,文档版本 015(2022 年 3 月 9 日)) |
| 充电温度范围 | 10–30 °C(actiPOWER 电池充电) |
| 兼容电极类型 | 支持(actiCHamp) |
| 兼容电极类型 | 不支持(actiCHamp) |
| 兼容电极类型 | 支持(actiCHamp Plus) |
| 兼容电极类型 | actiCAP 主动电极(actiCHamp) |
| 兼容电极类型 | actiCAP 主动电极与被动电极系统(如 R-Net、BrainCap)(actiCHamp Plus) |
| 兼容电极帽型号 | actiCAP;actiCAP slim/actiCAP snap;actiCAP Xpress;actiCAP Xpress Twist(actiCHamp) |
| 故障电极更换方式 | 支持(从分线盒中移除)(actiCHamp) |
| 兼容传感器类型 | Respiration Belt;GSR Module;3D Acceleration Sensor;Photo Sensor;Temperature Sensor;Blood Pressure Sensor(actiCHamp / actiCHamp Plus) |
| 兼容硬件附件 | TriggerBox 与 TriggerBox Extension;EP-PreAmp;BIP2AUX;StimTrak(actiCHamp / actiCHamp Plus) |
| 标准配置清单 | actiCHamp 基础模块 BP-09100;actiCHamp Plus 32 通道模块(交付时已安装)BP-09110;USB 线缆(A/B)BP-09140;Trigger in 线缆(9/25 针)BP-01975(actiCHamp) |
| 标准配置清单 | actiCHamp Plus 基础模块 BP-200-1520;actiCHamp Plus 32 通道模块(交付时已安装)BP-200-1530;USB 线缆(A/B)BP-09140;Trigger 线缆 3m(9/25 针)BP-245-1550(actiCHamp Plus) |
| 可选配件 | Starter kit BP-09150,含预填电极膏注射器、钝针头、自粘环、软尺(仅 actiCHamp) |
| 可选配件 | BIP2AUX,订货号 BP-MCS-01(将被动电极接入 AUX 输入时需要) |
| 配套记录与控制软件 | BrainVision Recorder 1.21.0202 或更高版本(actiCHamp) |
| 配套记录与控制软件 | BrainVision Recorder 1.22.0001 或更高版本(actiCHamp Plus) |
| 软件安装介质 | Application Suite USB,订货号 BP-270-6010(含 Dongle) |
| 主机外形尺寸 | 160×68×187 mm(宽×高×深)(actiCHamp 放大器) |
| 主机外形尺寸 | 160×68×187 mm(宽×高×深)(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 主机外形尺寸 | 160×68×187 mm(宽×高×深)(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 主机重量 | 约 1.1 kg(actiCHamp 放大器) |
| 配套电池重量 | 约 1.2 kg(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 配套电池重量 | 约 1.7 kg(actiPOWER 电池(actiCHamp 推荐电源)) |
| 用户操作控件 | MY-Button,功能在记录软件中设定 |
| 状态指示灯 | 每个 32 通道模块配 Mode LED:绿色表示模块工作正常;上电或内部错误时红色;持续红色表示故障 |
| 状态指示灯 | Mode LED(基础模块连接计算机时闪绿);Ext. Sync LED(指示外部同步) |
| 工作温度范围 | 10–40 °C(放大器工作环境) |
| 工作相对湿度范围 | 25%–75%,无冷凝(放大器工作环境) |
| 工作大气压范围 | 700–1,050 hPa(放大器工作环境) |
| 存储与运输温度范围 | 0–60 °C(放大器储存与运输) |
| 存储与运输相对湿度范围 | 25%–85%,无冷凝(放大器储存与运输) |
| 存储与运输大气压范围 | 700–1,050 hPa(放大器储存与运输) |
| 电池工作温度范围 | 10–40 °C(actiPOWER / PowerUnit 电池工作) |
| 电池工作相对湿度范围 | 30%–80%,无冷凝(actiPOWER / PowerUnit 电池工作) |
| 电池存储与运输温度范围 | 0–40 °C(actiPOWER / PowerUnit 电池储存) |
| 电池存储与运输温度范围 | 0–60 °C(actiPOWER / PowerUnit 电池运输) |
| 电池存储与运输荷电状态要求 | 30%–80%(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电池存储与运输荷电状态要求 | < 30%(PowerUnit 电池(actiCHamp Plus 推荐电源)) |
| 电极帽工作温度范围 | 0–30 °C(actiCAP 电极与分线盒) |
| 液体与潮气防护限制 | 不得让液体进入外壳 |
| 磁共振环境适用性 | 不支持(不得在 MR 扫描室使用) |
| 电气安全设备分类 | 仅就 IEC 60601-1 电气安全测试的目的而言,可按 II 类设备处理 |
| 外接计算机安全标准要求 | IEC/EN 62368-1 或 IEC/EN 60950-1(与放大器连接的计算机) |
| 电磁兼容性符合标准 | EN 61326-1:2013(IEC 61326-1:2012) |
| 电磁兼容性符合标准 | Directive 2014/30/EU |
| RoHS 指令符合性 | Directive 2011/65/EU(含修订指令 (EU) 2015/863) |
| CE 认证 | Yes |
| 电子电气设备制造商注册号 | DE89975135(stiftung elektro-altgeräte register) |
| 废弃处置要求 | 不得按生活垃圾处置,须按国家法规处置或连同附件退回制造商 |
| 预期用途限制 | 仅供研究使用(INVESTIGATIONAL USE ONLY),禁止用于诊断、治疗等医疗用途 |
| 预期使用环境 | 研究机构等非医疗环境(含家庭);医院、诊所等医疗环境 |
| 使用环境限制 | MR 扫描环境、易爆气体附近、富氧环境、水下或可能大量进水的环境 |
| 操作人员资质要求 | 限心理学与神经生理学研究人员、医生及医学专家使用;不得由无资质人员使用 |
| 共模抑制比测试标准 | IEC 60601-2-26 |
相关实验室
以下机构来自本仪器关联论文的作者署名,不代表已确认采购或持有该仪器。
Zander Laboratories 有限公司
地区:德国
署名作者:戴安娜·E·格尔曼、托尔斯滕·O·赞德
研究方向:被动式脑机接口、大语言模型、错误加工、道德判断
关联论文 1 篇
勃兰登堡工业大学
地区:德国
署名作者:戴安娜·E·格尔曼、托尔斯滕·O·赞德
研究方向:被动式脑机接口、大语言模型、错误加工、道德判断
关联论文 1 篇
ValGRAI
地区:西班牙
署名作者:何塞·M·阿索林
研究方向:脑机接口、停止意图、外骨骼、脑电图
关联论文 1 篇
克雷姆斯 IMC 应用科学大学
地区:英国
署名作者:克莱门斯·迈德霍夫、约尔格·法赫纳
研究方向:音乐治疗、即兴、超扫描、脑电图
关联论文 1 篇
埃尔切工程研究所
地区:西班牙
署名作者:何塞·M·阿索林
研究方向:脑机接口、停止意图、外骨骼、脑电图
关联论文 1 篇
埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学
地区:西班牙
署名作者:维森特·基莱斯、何塞·M·阿索林
研究方向:脑机接口、停止意图、外骨骼、脑电图
关联论文 1 篇
安格利亚鲁斯金大学
地区:英国
署名作者:克莱门斯·迈德霍夫、约尔格·法赫纳
研究方向:音乐治疗、即兴、超扫描、脑电图
关联论文 1 篇
欧洲脑与技术大学
地区:西班牙
署名作者:何塞·M·阿索林
研究方向:脑机接口、停止意图、外骨骼、脑电图
关联论文 1 篇
实验方法
研究方向:基于脑电的运动意图检测与外骨骼控制、用于心理状态解码的被动式脑机接口、语言与道德判断过程中的事件相关电位、脑电超扫描与脑间同步、真实场景下的移动脑电记录
外骨骼辅助行走中基于脑电的停止意图实时检测实验
方法说明:使用 actiCHamp 放大器以 500 Hz 采样率记录 27 导联头皮脑电及 4 导联眼电,受试者穿戴 H3 下肢外骨骼行走,遇到障碍物出现时产生停止意图。通过 H∞ 眼动伪迹滤波与低频段状态变量滤波提取特征,采用两级串联卷积神经网络区分行走与停止意图并抑制误报,结合迁移学习与微调缩短个体校准时间,在健康受试者与不完全脊髓损伤患者中进行伪在线与闭环实时验证。
实验仪器:脑电放大器 actiCHamp;下肢外骨骼 H3;惯性测量单元
实验步骤
- 受试者准备与电极安放
说明:按 10-10 国际系统在头皮安放 27 个电极,并布置 4 通道眼电电极,佩戴 H3 下肢外骨骼。
关键点:电极位置遵循 10-10 系统,眼电用于后续 H∞ 伪迹去除
- 脑电信号采集
说明:使用 actiCHamp 放大器以 500 Hz 记录脑电,硬件设置 50 Hz 陷波与 0.1 Hz 高通以抑制工频与直流分量。
关键点:采样率 500 Hz,硬件 50 Hz 陷波,0.1 Hz 高通
- 行走任务与障碍物范式
说明:受试者在跑步机或外骨骼辅助下行走,障碍物出现时停止行走,利用惯性测量单元标记实际停止时刻。
关键点:IMU 提供停止事件标签,用于监督训练
- 信号预处理与特征提取
说明:以 EOG 为参考进行 H∞ 眼动伪迹滤波,采用四个二阶状态变量滤波器提取 0.4–3、2–4、3–6、5–8 Hz 频段特征。
关键点:低频段(<8 Hz)特征与运动准备电位相关
- 两级卷积网络分类
说明:NN1 区分行走与停止意图,NN2 对 NN1 输出进行二次判别以纠正误报。
关键点:串联双网络使每分钟误报从 31.8 降至 3.9
- 迁移学习与微调
说明:合并多受试者数据预训练模型,再用 20 次个体重复试次进行微调以缩短校准时间。
关键点:微调仅需少量个体数据
- 伪在线与闭环实时验证
说明:采用留一法交叉验证进行伪在线分析,并在外骨骼闭环控制下进行实时验证,包括健康受试者与不完全脊髓损伤患者。
关键点:指标包括真阳性率、每分钟误报数与无误报重复比例
实验数据
多通道连续脑电与眼电信号
数据来源:actiCHamp 放大器以 500 Hz 记录的 27 导联 EEG 与 4 导联 EOG
实验样本:27 通道 EEG 时间序列,采样率 500 Hz,硬件 50 Hz 陷波与 0.1 Hz 高通
数据呈现:时域波形图、频段滤波后特征曲线
停止意图检测性能指标
数据来源:伪在线留一法交叉验证及闭环实时测试结果
实验样本:跑步机测试每分钟误报由 31.8 降至 3.9,无误报正确检测率由 34.9% 升至 60.3%;闭环测试 3.8 次误报/分钟、准确率 49.3%;脊髓损伤患者准确率 37.9%、7.7 次误报/分钟
数据呈现:柱状图与表格比较不同网络结构与受试者组的指标
方法关联论文:基于迁移学习的脑机接口用于检测外骨骼辅助行走中障碍物的出现
基于被动式脑机接口的文本阅读心理状态(道德显著性与错误加工)单试次解码实验
方法说明:使用 64 个 actiCAP slim 凝胶主动电极与 actiCHamp 放大器以 500 Hz 记录脑电,13 名受试者在快速序列视觉呈现范式下逐词阅读道德判断语句与事实正误语句并按键作答。数据经 EEGLAB 预处理、AMICA 独立成分分析与 ICLabel 成分分类后,采用 200–800 ms 窗口均值特征与正则化线性判别分析进行五折交叉验证分类,并绘制 ERP 总平均与地形图,评估被动式脑机接口用于神经自适应聊天机器人的可行性。
实验仪器:脑电放大器 actiCHamp;主动凝胶电极 actiCAP slim;眼动仪
实验步骤
- 电极安放与阻抗准备
说明:按扩展 10–20 系统在电极帽上安放 64 个 actiCAP slim 凝胶主动电极。
关键点:64 导联主动凝胶电极,扩展 10–20 系统
- 脑电采集
说明:通过 actiCHamp 放大器以 500 Hz 采样记录脑电,并同步记录眼动数据,使用 Lab Streaming Layer 进行事件同步。
关键点:采样率 500 Hz,LSL 时间同步
- 道德判断范式
说明:受试者观看 16 段视频片段,随后以快速序列视觉呈现方式逐词阅读 160 条语句(80 条道德一致、80 条不一致),按键表示同意或不同意。
关键点:RSVP 逐词呈现,诱发道德显著性相关 ERP
- 错误加工范式
说明:呈现 160 条事实语句(80 条正确、80 条错误),受试者判断正确与否。
关键点:诱发对事实错误的错误加工反应
- 信号预处理
说明:在 EEGLAB 中去除伪迹、重采样至 250 Hz、FIR 滤波、坏道插值与共平均参考,随后进行 AMICA 独立成分分析并用 ICLabel 标记成分、DIPFIT 拟合偶极子。
关键点:区分全成分数据与脑成分数据两种输入
- 特征提取与分类
说明:在 200–800 ms 内取 12 个 50 ms 窗口的均值作为特征,采用正则化 LDA 进行五折交叉验证。
关键点:窗口均值特征 + 正则化 LDA
- ERP 可视化
说明:计算 ERP 总平均并绘制地形图,与已有文献中的 ERP 成分进行对照。
关键点:检验解码结果的神经生理合理性
实验数据
64 导联脑电数据
数据来源:actiCHamp 放大器以 500 Hz 记录的 actiCAP slim 凝胶电极信号
实验样本:64 通道 EEG 连续数据,13 名受试者,每范式 160 个试次
数据呈现:ERP 波形图、头皮地形图
单试次分类准确率
数据来源:正则化 LDA 五折交叉验证结果
实验样本:道德显著性解码平均校准准确率 78%(600 ms 数据窗);错误加工解码平均准确率 66%
数据呈现:准确率柱状图与个体分布图
方法关联论文:迈向神经自适应聊天机器人:一项可行性研究
即兴音乐治疗中痴呆患者与治疗师的双人脑电超扫描(hyperscanning)实验
方法说明:在真实音乐治疗场景中,使用 actiCHamp 放大器配合 MOVE 无线接口,以 500 Hz 同步记录音乐治疗师与一名痴呆患者各 32 导联 Ag/AgCl 主动电极脑电(以参与者 1 的 Cz 为参考),实现自由活动下的双人 EEG 记录。同时采集音视频并转换为 MIDI 以提取音符密度、脉冲清晰度与同步性等音乐特征;由三名治疗师标注鼓即兴中的兴趣时刻与非兴趣时刻,比较两类时刻间的脑内、脑间整合耦合指数与音乐特征差异。
实验仪器:脑电放大器 actiCHamp;无线脑电传输接口 MOVE;主动电极帽 actiCap;视频记录软件 BrainVision Video Recorder;脑电分析软件 BrainVision Analyzer 2.1.2
实验步骤
- 电极安放与参考设置
说明:为治疗师与患者各佩戴 32 导 actiCap 主动电极帽,按扩展 10–20 系统安放,参考电极为参与者 1 的 Cz。
关键点:双人共用一套放大器,统一参考
- 无线移动脑电采集
说明:通过 MOVE 无线接口与 actiCHamp 放大器以 500 Hz 记录,发射器固定于参与者肩背部以允许自由运动。
关键点:MOVE 无线传输保证真实治疗中的自由活动
- 音视频同步记录
说明:使用 BrainVision Video Recorder 同步录制视频,并记录鼓即兴的音频。
关键点:EEG 与音视频时间对齐
- 音乐特征提取
说明:用 Logic Pro 将音频转为 MIDI,在 ELAN 中校正,用 Matlab 与 Music Therapy Toolbox 以 6 秒滑窗提取音符密度、脉冲清晰度、同步性与模仿指标。
关键点:MIR 方法量化互动音乐行为
- 兴趣时刻标注
说明:三名音乐治疗师独立识别两段鼓即兴中的兴趣时刻(MOI)与非兴趣时刻(MONI)。
关键点:以临床专家标注定义比较条件
- 脑电预处理
说明:在 BrainVision Analyzer 中进行 1–40 Hz 巴特沃斯滤波、ICA 伪迹校正与目视检查;通过电流源密度变换与 FFT 计算额叶 alpha 不对称。
关键点:ICA 去除运动与眼动伪迹
- 脑内/脑间耦合分析
说明:采用复 Morlet 小波变换计算相位同步,计算整合耦合指数(ICI)评估电极对之间的时滞神经同步,并在 MOI 与 MONI 之间比较,统计用 SPSS 完成。
关键点:ICI 反映时滞神经同步及活动的先后关系
实验数据
双人 32 导联脑电数据
数据来源:actiCHamp + MOVE 以 500 Hz 记录的治疗师与患者脑电
实验样本:两名参与者各 32 通道 EEG,采样率 500 Hz,参考 Cz
数据呈现:耦合强度头皮拓扑图、时频图
音乐特征时间序列
数据来源:由音频转换的 MIDI 数据经 Music Therapy Toolbox 提取
实验样本:6 秒滑窗的音符密度、脉冲清晰度、同步性、模仿指标
数据呈现:特征随时间变化曲线
脑间耦合比较结果
数据来源:MOI 与 MONI 之间的 ICI 差异
实验样本:MOI 期间 2 Hz 脑间耦合增强且治疗师神经活动领先;患者额中央区脑内耦合在 MOI 更强,治疗师脑内耦合在 MONI 更强
数据呈现:电极对耦合矩阵与拓扑图
方法关联论文:痴呆患者即兴音乐治疗中的脑内与脑间耦合及活动动态:一项探索性脑电超扫描单案例研究
主要部件
暂未收录主要部件
相关论文
共 3 篇;当前显示第 1 页
基于迁移学习的脑机接口用于检测外骨骼辅助行走中障碍物的出现
原文题名:Brain-machine interface based on transfer-learning for detecting the appearance of obstacles during exoskeleton-assisted walking
发表年份:2023
作者:维森特·基莱斯;劳拉·费雷罗;爱德华多·亚涅斯;马里奥·奥尔蒂斯;安赫尔·希尔-阿古多;何塞·M·阿索林
刊源:Frontiers in Neuroscience
DOI 10.3389/fnins.2023.1154480查看论文摘要与书目信息
摘要 · 中文整理:本文提出一种基于脑电响应的脑机接口,用于检测行走过程中障碍物出现时的停止意图。在跑步机上对 5 名受试者进行测试,采用两个串联卷积神经网络将每分钟误报由 31.8 降至 3.9,无误报正确检测指标由 34.9% 提高到 60.3%。在下肢外骨骼闭环实时测试中,3 名健康受试者获得每分钟 3.8 次误报与 49.3% 的准确率。迁移学习技术缩短了校准时间;2 名不完全脊髓损伤患者获得 37.9% 的准确率与每分钟 7.7 次误报。
原文摘要:This work presents a brain-machine interface (BMI) that detects the intention to stop when an obstacle appears during walking, based on EEG responses. The interface was tested on a treadmill with five subjects; the use of two consecutive convolutional neural networks reduced false positives from 31.8 to 3.9 per minute and improved the metric of correct detections without false alarms from 34.9% to 60.3%. In real-time closed-loop tests with a lower-limb exoskeleton, three healthy subjects obtained 3.8 false positives per minute and 49.3% accuracy. Transfer-learning techniques allowed reducing the calibration time; two patients with incomplete spinal cord injury obtained 37.9% accuracy with 7.7 false positives per minute.
关键词:脑机接口、停止意图、外骨骼、脑电图、迁移学习、闭环
研究目标:解决外骨骼辅助行走中如何通过脑电实时、低误报地检测用户因障碍物出现而产生的停止意图,并缩短个体校准时间的问题。
主要结论:两级卷积网络结合迁移学习与微调可构建有效的实时停止意图脑机接口,显著降低误报,在健康受试者与脊髓损伤患者中均取得可接受的准确率,同时减少校准时间。
创新点:提出串联双卷积网络架构抑制误报;引入迁移学习与个体微调缩短校准;在外骨骼闭环环境及脊髓损伤患者中完成实时验证。
后续建议:扩大健康受试者与患者样本量以提升模型泛化能力;引入注意力机制或时空图网络进一步提升检测准确率;结合肌电或惯性信号做多模态融合以降低误报;研究长期使用中的模型自适应与在线增量学习;优化电极数量以实现更轻量化的日常可穿戴系统
APA 引文:Quiles, V., Ferrero, L., Iáñez, E., Ortiz, M., Gil-Agudo, Á., & Azorín, J. M. (2023). Brain-machine interface based on transfer-learning for detecting the appearance of obstacles during exoskeleton-assisted walking. Frontiers in Neuroscience, 17, 1154480. https://doi.org/10.3389/fnins.2023.1154480
仪器引用:The EEG signal was recorded at 500Hz and amplified using the actiCHamp (Brain Products GmbH, Germany). ... a hardware notch filter at 50Hz ... hardware also filtered the signal over 0.1Hz to mitigate the DC component.
痴呆患者即兴音乐治疗中的脑内与脑间耦合及活动动态:一项探索性脑电超扫描单案例研究
原文题名:Intra- and inter-brain coupling and activity dynamics during improvisational music therapy with a person with dementia: an explorative EEG-hyperscanning single case study
发表年份:2023
作者:克莱门斯·迈德霍夫;维克托·米勒;奥利维耶·拉尔蒂约;卡特·阿格雷斯;乔迪·布洛斯卡;浅野理惠;海伦·奥德尔-米勒;约尔格·法赫纳
刊源:Frontiers in Psychology
DOI 10.3389/fpsyg.2023.1155732查看论文摘要与书目信息
摘要 · 中文整理:针对应用于多种临床人群的即兴音乐治疗,其潜在神经动力学的真实场景研究极为缺乏。本单案例研究探讨了一次音乐治疗过程中痴呆患者(PwD)与音乐治疗师之间音乐特征及脑内与脑间耦合的会话内差异。记录了音乐治疗师与一名痴呆患者(男性,31 岁)的双人脑电。从音视频数据中提取音符密度、脉冲清晰度与同步性。三名音乐治疗师在两段鼓即兴中识别出兴趣时刻与非兴趣时刻(MOI/MONI)。比较了 MOI 与 MONI 之间反映时滞神经同步的整合耦合指数及音乐特征。MOI 期间 2 Hz 活动的脑间耦合增强,并显示治疗师神经活动的领先性。患者在 MOI 期间来自额区与中央区的脑内耦合更强,而治疗师的脑内耦合在 MONI 期间更强。音乐特征差异表明二者在 MOI 期间的音乐行为更为相似。神经同步与音乐特征的会话内差异凸显了音乐治疗的动态性。研究结果有助于更好地理解真实音乐治疗过程中特定时刻的大脑社会与情感加工及(互动性)音乐行为,可能为此类时刻在关系治疗过程中的作用提供启示。
原文摘要:Real-life research into the underlying neural dynamics of improvisational music therapy, used with various clinical populations, is largely lacking. This single case study explored within-session differences in musical features and in within- and between-brain coupling between a Person with Dementia (PwD) and a music therapist during a music therapy session. Dual-EEG from a music therapist and a PwD (male, 31 years) was recorded. Note density, pulse clarity and synchronicity were extracted from audio-visual data. Three music therapists identified moments of interest and no interest (MOI/MONI) in two drum improvisations. The Integrative Coupling Index, reflecting time-lagged neural synchronization, and musical features were compared between the MOI and MONI. Between-brain coupling of 2 Hz activity was increased during the MOI, showing anteriority of the therapist's neural activity. Within-brain coupling for the PwD was stronger from frontal and central areas during the MOI, but within-brain coupling for the therapist was stronger during MONI. Differences in musical features indicated that both acted musically more similar to one another during the MOI. Within-session differences in neural synchronization and musical features highlight the dynamic nature of music therapy. The findings contribute to a better understanding of social and affective processes in the brain and (interactive) musical behaviors during specific moments in a real-life music therapy session. This may provide insights into the role of such moments for relational-therapeutic processes.
关键词:音乐治疗、即兴、超扫描、脑电图、音乐信息检索
研究目标:探究真实即兴音乐治疗场景中痴呆患者与治疗师在治疗性兴趣时刻与非兴趣时刻之间脑内、脑间神经同步及音乐互动特征的差异。
主要结论:兴趣时刻期间 2 Hz 脑间耦合增强且治疗师活动领先,患者额中央区脑内耦合更强,音乐行为更为相似,提示神经同步动态支持音乐治疗中的关系过程。
创新点:在真实治疗场景中结合 MOVE 无线 actiCHamp 双人脑电超扫描、音乐信息检索特征与治疗师标注的兴趣时刻,采用整合耦合指数刻画时滞神经同步。
后续建议:扩展至多名痴呆患者的群体研究以验证单案例结论;增加治疗次数进行纵向追踪以考察疗效相关的神经同步变化;引入自动化兴趣时刻识别以减少人工标注主观性;结合生理信号(心率、皮电)进行多模态同步分析;采用源空间分析减少容积传导对脑间耦合估计的影响
APA 引文:Maidhof, C., Müller, V., Lartillot, O., Agres, K., Bloska, J., Asano, R., Odell-Miller, H., & Fachner, J. (2023). Intra- and inter-brain coupling and activity dynamics during improvisational music therapy with a person with dementia: an explorative EEG-hyperscanning single case study. Frontiers in Psychology, 14, 1155732. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2023.1155732
仪器引用:The EEG was recorded with 500 Hz from 32 Ag/AgCl active electrodes (ActiCap, Brain Products GmbH, Germany) for each participant, placed according to the extended 10–20 system ... referenced to Cz of participant 1. To enable free movements of the participants, we used the MOVE interface in combination with an ActiCHamp amplifier (Brain Products GmbH, Gilching, Germany). This system enables wireless EEG data transmission by connecting electrode cables to transmitters that were attached to the shoulders/back of the participants.
使用资料与操作视频
为ActiCHamp配置Chronos
简介:为ActiCHamp配置Chronos。
发布时间:2020-02-28T10:07:09Z
R-Net和actiCHamp Plus的使用
简介:介绍 R-Net和actiCHamp Plus的操作。
发布时间:2020-02-28T10:01:45Z
Unboxing actiCHamp Plus and R-Net
简介:Unboxing actiCHamp Plus and R-Net
发布时间:2020-02-24T06:54:05Z
Toucas de eletrodos para ActiCHamp
简介:Toucas de eletrodos para ActiCHamp
发布时间:2020-02-24T06:46:57Z
Getting started with R-Net and actiCHamp Plus
简介:Getting started with R-Net and actiCHamp Plus
发布时间:2020-02-24T06:35:31Z