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

发表时间: 2021-06-17 11:05:16

作者: 丹阳慧创医疗设备有限公司

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该研究设计了一个基于fNIRS的实验来比较各种危险识别任务组合的分类准确率。在模拟建筑环境中执行八项危险识别任务时,收集了48名参与者的血液动力学反应(即氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血红蛋白浓度的变化)。使用具有10×10倍交叉验证的线性判别分析(LDA),来估计根据Fisher标准选择的每个通道组合的所有可能的危险对的分类精度。

实验包括四个阶段:初始阶段,参与者被告知实验程序,并完成一份自我报告的问卷(10分钟)。第二阶段佩戴眼动仪和近红外(fNIRS)设备,在收集数据之前,被试有1分钟的准备时间(5分钟)。第三阶段,每个参与者走进实验室,要求在指定路线上,观察周围的环境,以识别尽可能多的危险,一旦参与者发现了危险,他们被要求用激光笔圈出被认为有危险的部件。参与者在5分钟内按照自己的节奏完成危险识别任务。第四阶段,参与者离开实验室,观看一段他们实验过程的录像,在录像中,他们被要求描述他们圈出来的危险,并对其进行分类(5分钟)。一般来说,每个参与者完成四个实验阶段的时间为25分钟。每个试验的数据都进行了测试,以确保在连续模式下正确记录。实验采用慧创近红外的NirSmart来记录数据,共20个通道


该实验中,选择最合适的方式来记录大脑信号,需要考虑的几个因素包括:时间分辨率、空间分辨率、商业可用性和便携性。fMRI和MEG的成本较高且便携性较差,因此受限于临床应用。脑电图在脑机接口实验中应用最为广泛,特别是在高时间分辨率方面,但它容易受到来自环境和心理来源的电干扰,在建筑工地是不现实的。相反,NIRS不受外部电气设备、眼部和肌肉伪影的干扰。并且,近红外不需要导电凝胶,更容易操作,适用范围更为广泛。此外,近红外成像的高空间分辨率能够识别关键的脑区。


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