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    Hazard differentiation embedded in the brain: A near-infrared spectroscopy-based study

    發表時間: 2021-06-17 11:05:16

    作者: 丹陽慧創醫療設備有限公司

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    該研究設計了一個基于fNIRS的實驗來比較各種危險識別任務組合的分類準確率。在模擬建筑環境中執行八項危險識別任務時,收集了48名參與者的血液動力學反應(即氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和總血紅蛋白濃度的變化)。使用具有10×10倍交叉驗證的線性判別分析(LDA),來估計根據Fisher標準選擇的每個通道組合的所有可能的危險對的分類精度。

    實驗包括四個階段:初始階段,參與者被告知實驗程序,并完成一份自我報告的問卷(10分鐘)。第二階段佩戴眼動儀和近紅外(fNIRS)設備,在收集數據之前,被試有1分鐘的準備時間(5分鐘)。第三階段,每個參與者走進實驗室,要求在指定路線上,觀察周圍的環境,以識別盡可能多的危險,一旦參與者發現了危險,他們被要求用激光筆圈出被認為有危險的部件。參與者在5分鐘內按照自己的節奏完成危險識別任務。第四階段,參與者離開實驗室,觀看一段他們實驗過程的錄像,在錄像中,他們被要求描述他們圈出來的危險,并對其進行分類(5分鐘)。一般來說,每個參與者完成四個實驗階段的時間為25分鐘。每個試驗的數據都進行了測試,以確保在連續模式下正確記錄。實驗采用慧創近紅外的NirSmart來記錄數據,共20個通道。


    該實驗中,選擇最合適的方式來記錄大腦信號,需要考慮的幾個因素包括:時間分辨率、空間分辨率、商業可用性和便攜性。fMRI和MEG的成本較高且便攜性較差,因此受限于臨床應用。腦電圖在腦機接口實驗中應用最為廣泛,特別是在高時間分辨率方面,但它容易受到來自環境和心理來源的電干擾,在建筑工地是不現實的。相反,NIRS不受外部電氣設備、眼部和肌肉偽影的干擾。并且,近紅外不需要導電凝膠,更容易操作,適用范圍更為廣泛。此外,近紅外成像的高空間分辨率能夠識別關鍵的腦區。


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