导联婴幼儿脑电采集分析系统论证报告.doc

大型仪器设备购置论证汇报

仪器设备名称
事件有关电位仪
项目名称
64导联婴幼儿脑电采集分析系统
项目负责人
汪俊
填表日期
10月23日

试验室管理处制
填表阐明

1．单价10万元及以上仪器设备申购均需填写此表，并与申购计划一起上报有关部门。
2．所在学院（部门）组织3—7人单数技术专家进行论证，并告知项目经费管理、设备管理等部门参与论证。申请单一来源采购需3人以上单数非本校专家参与论证；未列入全省统一论证进口产品范围进口产品需5人以上单数非本校专家参与论证。
3．论证会由专家组组长主持，重要程序为：申购人汇报、现场考察、专家质询与讨论、专家组形成论证意见并签名。
4．专家论证同意，经学院（部门）、项目经费管理部门签字并盖章后，报本科教学部（试验室管理处）网上公告一周无异议后实行。
5．此表一式1份（如设备为进口设备，请提交2份）。

设备名称
中文
64导联婴幼儿脑电采集分析系统
英文
64 channel infant EEG/ERP system
规格型号
GES 400
申购数量
1套
现行单价
人民币
60万（免税价）
美元
89500（免税价）
购置经费
来源
重点高校建设(心理学) ZZ08
运行经费来源
重点高校建设(心理学) ZZ08
重要技术指标与功能
一、设备重要性能规定：
（一）64导联脑电放大器技术规定：
1、A/D转换：≥20 bits
2、输入阻抗：≥100MΩ
3、采样速率：≥15KHz（64通道同步采样）
4、采样范围：≥±100 mV
5、放大器噪声：≤ 1.0µV
6、频带宽度：0-3000Hz
共模克制比： 90db
7、放大器可以升级到整体256导联，保证高导联信号采集同步性，可以提供有关技术支撑资料
8、提供放大器专用隔离电源和拉杆箱
9、具有32通道双极导联接口可用于采集心电、肌电和皮温等生理信号
10、可升级同步经颅直流电刺激功能，可以提供有关技术支撑资料
（二）64导联电极帽技术规定：
1、电极可浸泡于水中，可采用氯化钾溶液作为电极与头皮间导电媒介
2、佩戴迅速，5分钟内可以完毕32导联电极安放；
3、采用海绵与头皮接触，佩戴舒适，适合小朋友等特殊被试人群；
4、采用网状电极，电极与电极之间连接材质为透明橡胶，受力均匀，佩戴舒适；
5、电极帽与放大器接口为专用军工整体接口，无需使用者对单个电极与放大器连接进行操作；
6、每个电极帽包括64导联电极线和1个64通道接口；
7、包括成人中电极帽一种；小朋友型号电极帽3个，共4个;
（三）)脑电采集分析软件基本功能规定：
1、可以同步记录分析32至256导联脑电信号
2、数据采集过程中所有事件均自动检测并记录，反应代码和刺激代码可有效分离
3、简洁显示界面并能任意调整界面状态，如显示比例和采样率等
4、被试行为数据可以实时在线观测并同步储存为用于离线分析文献
5、放大器、刺激生成系统、脑电采集同步由系统自动校准，使刺激与记录严格同步
6、根据试验和研究需求进行数据滤波（从傅氏变换到小波变换）、数据重组、清除眼电干扰及伪迹剔除
7、自动辨别棘波并将其单独保留，包括棘波位置、幅度和时间信息
8、联合时频分析工具综合时间和脑电频率对任意导联进行分析
9、检测并标识坏导联并用差值法等多种措施替代
10、对单个文献和多种被试成果做平均处理
11、可以用ASCII码读入和输出数据，可以便对导入数据重新标识
12、具有文献自动批处理功能
（四） 刺激展现系统：
1、 采用国际通用E-Prime软件进行试验设计和刺激展现，并提供与采集分析软件之间接口程序，被试响应盒；
2、提供刺激展现与脑电数据采集实现毫秒级同步方案；
3、刺激与采集系统之间通过网线通信；
4、提供光课时钟校正装置用于检测刺激展现与刺激事件在脑电采集系统同步标识误差；
5、刺激展现主机：双核2.8G以上CPU，8G内存，1T硬盘，DVD刻录光驱， 15英寸显示屏 （规格有误，与供应商确认）
（五） 脑电采集主机：
四核2.6G以上CPU，4G内存，256G硬盘，DVD刻录光驱， 15寸液晶显示屏
二、 系统构成
1、 64通道脑电放大器1台（含电源隔离器、便携式拉杆箱、数据线等）；
2、 2个64导电极帽及电极帽佩戴工具1套；
3、 专用64通道电极转接臂及延长线1套；
4、 EEG/ERP采集分析软件 1套；
5、 采集工作站1台, 四核2.6G以上CPU，4G内存，256G硬盘，DVD刻录光驱， 15寸液晶显示屏；
6、 视听觉刺激工作站；
7、 含一种E-Prime软件许可，响应盒及适配器，麦克风，分屏器，单精度时钟，刺激展现工作站（双核2.8G以上CPU，2G内存，300G硬盘，DVD刻录光驱， 15寸液晶显示屏）；
三、其他规定：
1、培训时间不少于三个工作日；
2、整机保修1年；
3、对顾客第一种试验项目免费进行现场指导，协助顾客顺利开展研究；
4、长期提供试验定位、试验设计、试验展开、数据处理等征询服务。
注：*号为必须满足项，不满足做废标处理。

用房状况
地 点
面积
辅助设施配置
与否
需改建
贯彻
状况
2幢
48
试验桌、隔间等
不需要
已贯彻
管理和使用技术人员配置
姓 名
职称
专管
或兼管
与否
使用过
纯熟
程度
与否
需培训
汪俊
专家
专管
是

纯熟

否

重要用途和合用学科范围
事件有关脑电位(ERP)采集和分析系统，凭借其精度高、抗干扰性强、操作简便、功能多样等长处，成为ERP分析有效工具，是国际和国内科学研究和临床应用方面目前最为流行研究技术之一；并已被应用到认知心理学、精神病学、运动医学、临床医学、人体工学等领域，ERP技术目前已逐渐在生命科学各个领域应用。重要包括在如下某些方面：
1.科学研究：视听加工ERP研究，注意ERP研究，脑信息自动加工ERP研究，记忆ERP研究，语言加工ERP研究，大脑机制及功能研究，在多种不一样条件下，脑电图成分研究，大脑功能溯源分析研究，情感研究。
2.临床应用：癫痫诊断，小朋友大脑发育评估，大脑外伤患者，认知功能评估，弱智、精神障碍患者辅助诊断，视、听障碍辅助诊断，司法测谎。
购置必要性
认知神经科学重要是运用现代认知神经科学理论、措施、技术手段，结合心理学和教育学等学科领域，共同来探索有关学习认知与脑机制, 并根据研究成果设计愈加有效教学, 指导教育政策制定。近年来，脑电图（EEG）技术及事件有关电位（ERP）技术显示了其在小朋友心理研究、自闭症小朋友等特殊群体初期诊断研究方面独特优势。相对于老式问卷和行为学测量技术，脑电技术为这些领域研究提供了更为客观、精确成果。尽管PET、fMRI等脑成像技术也可以提供较为精确生理学指标，不过它们不适合针对小朋友、病人等特殊群体开展研究。通过EEG和ERP技术，可以实时监控小朋友在完毕多种活动中心理活动，并为其心理和认知功能发展提供生理学论据；通过EEG和ERP技术，可认为自闭症小朋友等特殊群体患者疾病诊断提供初期生理指标，从而最大程度地尽早提供人工干预、防止病情恶化。
与我校已经有脑电设备不一样，本次欲采购美国EGI企业生产脑电采集分析系统为64导脑电采集分析系统，该系统脑电帽采用以氯化钾溶液作为导电媒介网状电极，不需要头皮处理和涂抹导电膏，而用导电膏进行64导电极帽处理时，需要很长时间，至少是40分钟。同步使用导电膏做导电介质电极帽都是全覆盖布质，也无法看见电极在头皮表面状况，因此使用导电膏做为导电介质脑电系统，调整起来难度也较大。而用氯化钾做导电介质，只需在1%氯化钾溶液中浸泡五分钟左右即可佩戴，可以基本消除被试因电极佩戴不适导致紧张不安；此外网状电极帽采用海绵与皮肤接触，增长了舒适度。由于可以合用于小朋友EEG/ERP数据采集。因此该系统能最大程度上满足小朋友心理学、教育学、认知神经科学领域科学研究需求，是本领域内十分理想研究仪器。
本校与否有同类设备、数量及不能共享理由
本校既有一套此类脑电设备，为同品牌和旧型号，是购置，已经到了报废年限。脑电设备对我校重点建设学科心理学发展具有重要作用。在省内有关高校中，杭州师范大学心理系有脑电设备3套，浙工大3套，浙理工3套。外省高校中，如西南大学心理学院有10套脑电设备。辽宁师范大学心理系有3套。北京师范大学，中科院心理所，北京大学则拥有脑电设备更多。已经有脑电设备运用率很高，常年高负荷运转，因此也是引进新设备原因之一。已经有设备已共享，但应首先满足学科组员科研任务需要。
安装场地满足条件（水、电、气等与否齐全）、安全保护措施贯彻状况、与否波及放射源物品和剧毒品等危险性材料

2幢4楼试验室能满足此设备水电气等需要。
此设备没有反射源，是对人体安全试验设备。
国内外同类设备、品牌、规格、性能、技术指标、特色、附件、价格、售后服务、应用支持等比较
同类仪器性能价格比较（至少两种）：
在事件有关电位系统领域，重要有EGI、Neuroscan、ANT等几种产品。
1、可操作性比较
ERP设备目前可由32导～256导构成。各企业几乎都可以提供顾客所需要导联数，但除美国EGI产品外，都存在在试验前需要被试洗头发、涂导电膏问题；导联数越多，所需时间越长。一般64导单人操作要1小时左右，且试验完毕后被试要洗头。需要注意是，对于有试验，由于被试情绪影响会使数据可靠性减少。EGI由于不用导电膏，64导单人操作可在5-10分钟内完毕，更合用于小朋友和自闭症等特殊人群。
2、电极比较
目前，电极分为两种。一种是老式涂导电膏电极；另一种是不涂导电膏网状电极。后者是EGI发明专利。是一种革命性创新，使过去不能用脑电研究领域成为也许。如飞行员驾驶、潜水艇、汽车驾驶、新生儿脑电检测等。尽管有企业也有盐水电极，但由于放大器在最初设计时没有考虑接触电阻容许在50-70 KΩ，噪声很大，几乎不能使用。网状电极长处：
（1）与老式电极相比有本质区别—电极覆盖整个头部，包括颈部和面部，更适合做源定位分析。其他企业电极一般在耳部以上，诸多信号没有采集到。类似地震信号捕捉，震源在地球任何一侧都可以测到。这是最新脑电分析理论。
（2）佩戴时间短。64导仅用5分钟。
（3）被试感觉舒适。合用于特殊人群。
（4）便于清洗；试验后被试不用洗头。
（5）由于是网状，主试可以看到电极与头皮接触状况，易于调整。
3、设备性能/参数比较
由于工程参数较为复杂，尤其是有参数没有措施验证和检测，应以实际使用调研成果和可见事实为根据，防止偏听偏信。
一种放大器设计优劣不取决于某个指标或参数，而是将每个参数进行有效整和。如增益越高在将信号放大同步，噪声也在放大；输入阻抗越大，信号失真也在增大等，关键是要到达或满足使用规定。假如只做EEG 分析采样率1000Hz足够了，由于脑波变化只有几十赫兹，根据采样定率只要被采信号2倍就能复原，十倍足够了；而要做听觉短潜伏期研究，如：耳蜗听觉诱发电位在给声刺激后1ms左右就会引出，采样频率就要几千赫兹。
充足阐明放大器品质好坏不只是某一两个参数决定，并非某个参数越大越好，而是多种参数整合，是高科技结晶。因此，在比较各企业放大器参数时，很难从某个指标上下结论，而应看它与否有应用成果，与否有创新和先进性。
仅就重要参数进行阐明：
（1）采样率和带宽
在ERP试验中，会碰到大量低频信号。像与听觉刺激有关电位就属于此类低频信号。而低频信号采集依赖于放大器性能，尤其是放大器采样率和带宽。例如，要采集到听觉脑干诱发电位，就至少需要10000Hz采样率，及3000Hz以上频带宽度。EGI放大器目前采样率为20KHz。
（2）输入阻抗
输入阻抗高下也仅仅是衡量放大器性能一种指标，并非唯一指标。理论上可以说输入阻抗越高，放大器提取信号过滤噪声能力就越强。但在一定数值以上其功能并没有发挥，会产生其他电路问题。因才EGI将输入阻抗设为200MΩ，可以接受50-70KΩ电极皮肤接触阻抗，且保持采集脑电信号精确稳定。其他厂家将输入阻抗做很高，却不能得到应有效果。
通过比较，NEUROSCAN、ANT与EGI在采样率、A/D转换率、信号同步性、敏捷度等方面相似，在带宽、输入噪声和设备与计算机连接上EGI优于NEUROSCAN、ANT。
（3）可升级性和便携性
256通道 EGI 300型放大器体积约为30X30X10，具有很好便携性。假如购置64或128通道放大器，未来升级到256只需在放大器内加装DSP处理器。而其他品牌是64通道一种放大器，并且体积较大，假如256通道就需要4个放大器，便携性很差。
4、售后服务比较
事件有关电位系统是一项“人机结合、以人为主”专业化设备。试验人员培养是设备能否发挥效能重要原因，因此，售后服务不应仅仅包括安装、培训、维修，更重要要有对应理论及科研支持。考察各品牌售后服务，将从服务经验结合顾客访谈综合比较。
服务经验方面，顾客数量是一种重要指标。顾客越多，客户问题就越多，对企业服务规定也越高，售后服务经验就越丰富；同步，顾客数量也可以从一种侧面反应当品牌信誉度。从国际市场占有状况看，EGI在近十年中有300多家顾客， 并且EGI在市场比重不停增长。
在顾客访谈方面，EGI 企业在国外拥有两个256导联试验室，目前正在筹建中国试验室。并且EGI企业可将脑电ERP设备与Eyelink眼动设备（拥有世界领先Hz采样率）结合起来，同步使用。并聘任在美国使用过EGI设备回国学者或北师大等ERP研究中心专家，作为顾问为新购置设备单位做指导。
在试验初期，企业会提供全程跟踪服务。从试验定位、试验设计、试验展开、数据处理、论文把关具有专人指导，从而协助客户克服畏难情绪，提高运动ERP设备自信心。此外， EGI企业每年都会举行1-2届理论培训班，重要探讨ERP前沿进展、试验设计、研究定位、数据处理等内容。
5、后期费用比较
EGI设备采用氯化钾溶液，只需用优化纯氯化钾配蒸馏水即可。一瓶这样氯化钾只需20元，可用于上百个被试。而其他设备采用导电膏，一桶为几千元，只能用于几十个被试。
如下为各品牌对比表
EGI 、ANT、 NeuroScan 差异对比表
参数
EGI
(GES 300)
Neuroscan
(SynAmps 2)
ANT
(eego)
最大导数
32-256
32-256
32-256
最高采样率/导数
20KHz/256导
20KHz/256导
16KHz/256导
采样方式
Simultaneously
Simultaneously
Simultaneously
A/D转换精度
24Bit
24Bit
24Bit
输入阻抗
1GΩ
10GΩ
1GΩ
共模克制比
90dB
108dB
100dB
隔离模克制比
120
127
不详
输入噪声
1.4 uVpp 
4Vpp(0.01-100Hz)
150–1000 mVPP
带宽

4000Hz
3500Hz
1500Hz
低通滤波（最大值）
4 KHz
3.5KHz
2KHz
高通滤波（最小值）
DC
DC
DC
输入范围（DC模式）
±200 mV
±200mV
±200mV
输入范围（AC模式）

±995mV

敏捷度 （DC模式）
24nV/bit
24nV/bit
100nV/bit
敏捷度 （AC模式）

3nV/bit

数字化（TTL）输入
32 bits
8 bit
8 bit
高电位输入
±5v
±5V
不详
皮肤接触阻抗测量
1Ω-1MΩ
1-50KΩ
1-30KΩ
电脑与设备连接
光纤（优于USB）
USB2
USB2
安全等级
Class II
Class II
Class II
本单位、本校既有同类仪器设备数量，使用率、完好率状况：
Neuroscan 64导大概68万元人民币，ANT 64导大概63万元人民币，EGI 64导大概60万元。

使用效益预测及风险分析
该仪器用于心理学与认知神经科学等学科科研任务，具有较高采样精度，是目前国际主流认知神经类科研设备。此设备购置将为学科师生高质量科研项目和任务提供强有力技术支持，进而为重点高校建设和学科发展发挥重要支撑作用。

开放共享实行方案和共享承诺

承诺为全校学生和教师提供共享服务，为教师提供课程开设、管理服务，为学生提供学习平台。

项目负责人签字：李伟健
专
家
论
证
意
见

事件有关电位仪（脑电仪）是心理学与认知神经科学重要研究仪器，该仪器在国内外研究领域已被广泛推广和使用。此套64导联婴幼儿脑电采集分析系统不仅能弥补我校心理学与认知神经科学试验室目前针对小朋友发展研究设备空白，也可作为其他对应研究补充。因此同意购置该仪器。

组长签字：梁宁建

11月4日
专
家
组
成
员
姓 名
职称或职务
单 位
签 名
梁宁建
专家
华东师范大学

傅世敏
专家
清华大学

高定国
专家
中山大学

吴艳红
专家
北京大学

郭春彦
专家
首都师范大学

龚平原
专家
西北大学

傅小兰
专家
中科院心理所

所
在
学
院
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日
项
目
经
费
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日
设
备
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日