大型仪器设备购置论证报告.docx

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大型仪器设备购置论证报告

仪器设备名称

事件相关电位仪

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

2016年10月23日

实验室管理处制

填表说明

1．单价10万元及以上仪器设备的申购均需填写此表，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，并通知项目经费管理、设备管理等部门参加论证。

申请单一来源采购的需3人以上单数非本校专家参加论证；未列入全省统一论证进口产品范围的进口产品需5人以上单数非本校专家参加论证。

3．论证会由专家组组长主持，主要程序为：

申购人报告、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（实验室管理处）网上公示一周无异议后实施。

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

64channelinfantEEG/ERPsystem

规格型号

GES400

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）ZZ323205*********018

运行经费来源

重点高校建设（心理学）ZZ323205*********018

主要技术指标与功能

一、设备主要性能要求：

（一）64导联脑电放大器技术要求：

1、A/D转换：

≥20bits

2、输入阻抗：

≥100MΩ

3、采样速率：

≥15KHz（64通道同时采样）

4、采样范围：

≥±100mV

5、放大器噪声：

≤1.0µV

6、频带宽度：

0-3000Hz

共模抑制比：

90db

7、放大器能够升级到整体256导联，保证高导联信号采集同步性，能够提供相关技术支撑资料

8、提供放大器专用隔离电源和拉杆箱

9、具备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，能够提供相关技术支撑资料

（二）64导联电极帽技术要求：

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的导电媒介

2、佩戴迅速，5分钟内可以完成32导联电极的安放；

3、采用海绵与头皮接触，佩戴舒适，适合儿童等特殊被试人群；

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的连接进行操作；

6、每个电极帽包含64导联电极线和1个64通道接口；

7、包含成人中电极帽一个；儿童型号电极帽3个，共4个;

（三））脑电采集分析软件基本功能要求：

1、可以同时记录分析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、简洁的显示界面并能任意调节界面状态，如显示比例和采样率等

4、被试的行为数据可以实时在线观察并同时储存为用于离线分析的文件

5、放大器、刺激生成系统、脑电采集的同步由系统自动校准，使刺激与记录严格同步

6、根据实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、去除眼电干扰及伪迹剔除

7、自动区分棘波并将其单独保存，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、检测并标记坏导联并用差值法等多种方法替换

10、对单个文件和多个被试的结果做平均处理

11、可以用ASCII码读入和输出数据，可方便的对导入数据重新标记

12、具有文件的自动批处理功能

（四）刺激呈现系统：

1、采用国际通用的E-Prime软件进行试验设计和刺激呈现，并提供与采集分析软件之间的接口程序，被试响应盒；

2、提供刺激呈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、提供光学时钟校正装置用于检测刺激呈现与刺激事件在脑电采集系统同步标记的误差；

5、刺激呈现主机：

双核2.8G以上CPU，8G内存，1T硬盘，DVD刻录光驱，15英寸显示器（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寸液晶显示器

二、系统组成

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寸液晶显示器；

6、视听觉刺激工作站；

7、含一个E-Prime软件许可，响应盒及适配器，麦克风，分屏器，单精度时钟，刺激呈现工作站（双核2.8G以上CPU，2G内存，300G硬盘，DVD刻录光驱，15寸液晶显示器）；

三、其他要求：

1、培训时间不少于三个工作日；

2、整机保修1年；

3、对用户的第一个实验项目免费进行现场指导，帮助用户顺利开展研究；

4、长期提供实验定位、实验设计、实验展开、数据处理等咨询服务。

注：

*号为必须满足项，不满足做废标处理。

用房情况

地点

面积

辅助设施配备

是否

需改建

落实

情况

2幢

实验桌、隔间等

不需要

已落实

管理和使用技术人员配备

姓名

职称

专管

或兼管

是否

使用过

熟练

程度

是否

需培训

汪俊

教授

专管

是

熟练

否

主要用途和适用学科范围

事件相关脑电位（ERP）采集和分析系统，凭借其精度高、抗干扰性强、操作简便、功能多样等优点，成为ERP分析的有效工具，是国际和国内科学研究和临床应用方面目前最为流行的研究技术之一；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技术目前已逐步在生命科学的各个领域应用。

主要包括在如下一些方面：

1.科学研究：

视听加工的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，在各种不同条件下，脑电图成份研究，大脑功能溯源分析研究，情感研究。

2.临床应用：

癫痫诊断，儿童大脑发育评估，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

认知神经科学主要是利用现代认知神经科学理论、方法、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的认知与脑机制,并依据研究成果设计更加有效的教学,指导教育政策的制定。

近年来，脑电图（EEG）技术及事件相关电位（ERP）技术显示了其在儿童心理研究、自闭症儿童等特殊群体早期诊断研究方面的独特优势。

相对于传统的问卷和行为学测量技术，脑电技术为这些领域的研究提供了更为客观、准确的结果。

尽管PET、fMRI等脑成像技术也可以提供较为准确的生理学指标，但是它们不适合针对儿童、病人等特殊群体开展研究。

通过EEG和ERP技术，可以实时监控儿童在完成各种活动中的心理活动，并为其心理和认知功能的发展提供生理学的论据；通过EEG和ERP技术，可以为自闭症儿童等特殊群体患者的疾病诊断提供早期的生理指标，从而最大程度地尽早提供人工干预、避免病情的恶化。

与我校已有的脑电设备不同，本次欲采购的美国EGI公司生产的脑电采集分析系统为64导脑电采集分析系统，该系统的脑电帽采用以氯化钾溶液作为导电媒介的网状电极，不需要头皮处理和涂抹导电膏，而用导电膏进行64导的电极帽处理时，需要很长的时间，至少是40分钟。

同时使用导电膏做的导电介质的电极帽都是全覆盖布质的，也无法看见电极在头皮表面的情况，因此使用导电膏做为导电介质的脑电系统，调整起来难度也较大。

而用氯化钾做的导电介质，只需在1%的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造成的紧张不安；另外网状电极帽采用海绵与皮肤接触，增加了舒适度。

由于可以适用于儿童EEG/ERP数据的采集。

因此该系统能最大程度上满足儿童心理学、教育学、认知神经科学领域科学研究的需求，是本领域内十分理想的研究仪器。

本校是否有同类设备、数量及不能共享的理由

本校现有一套此类脑电设备，为同品牌和旧型号，是2004年购买，已经到了报废的年限。

脑电设备对我校重点建设学科心理学的发展具有重要作用。

在省内相关高校中，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，北京大学则拥有的脑电设备更多。

已有的脑电设备利用率很高，常年高负荷运转，因此也是引进新设备的原因之一。

已有设备已共享，但应首先满足学科成员的科研任务需要。

安装场地满足条件（水、电、气等是否齐全）、安全保护措施落实情况、是否涉及放射源物品和剧毒品等危险性材料

2幢4楼的实验室能满足此设备的水电气等的需要。

此设备没有反射源，是对人体安全的实验设备。

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、应用支持等的比较

同类仪器性能价格比较（至少两种）：

在事件相关电位系统领域，主要有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导组成。

各公司几乎都可以提供用户所需要的导联数，但除美国EGI的产品外，都存在在实验前需要被试洗头发、涂导电膏的问题；导联数越多，所需时间越长。

通常64导单人操作要1小时左右，且实验完成后被试要洗头。

需要注意的是，对于有的实验，由于被试情绪的影响会使数据的可靠性降低。

EGI由于不用导电膏，64导的单人操作可在5-10分钟内完成，更适合用于儿童和自闭症等特殊人群。

2、电极比较

目前，电极分为两种。

一种是传统的涂导电膏的电极；另一种是不涂导电膏的网状电极。

后者是EGI的发明专利。

是一种革命性的创新，使过去不能用脑电的研究领域成为可能。

如飞行员驾驶、潜水艇、汽车驾驶、新生儿脑电检测等。

尽管有的公司也有盐水电极，但由于放大器在最初设计时没有考虑接触电阻允许在50-70KΩ，噪声很大，几乎不能使用。

网状电极的优点：

（1）与传统的电极相比有本质的区别—电极覆盖整个头部，包括颈部和面部，更适合做源定位分析。

其它公司的电极通常在耳部以上，很多信号没有采集到。

类似地震信号的捕捉，震源在地球的任何一侧都可以测到。

这是最新的脑电分析理论。

（2）佩戴时间短。

64导仅用5分钟。

（3）被试感觉舒适。

适用于特殊人群。

（4）便于清洗；实验后被试不用洗头。

（5）因为是网状，主试能够看到电极与头皮接触情况，易于调节。

3、设备性能/参数比较

由于工程参数较为复杂，特别是有的参数没有办法验证和检测，应以实际使用调研结果和可见的事实为依据，避免偏听偏信。

一个放大器设计的优劣不取决于某个指标或参数，而是将每个参数进行有效的整和。

如增益越高在将信号放大的同时，噪声也在放大；输入阻抗越大，信号失真也在增大等，关键是要达到或满足使用的要求。

如果只做EEG分析采样率1000Hz足够了，因为脑波的变化只有几十赫兹，根据采样定率只要被采信号的2倍就能复原，十倍足够了；而要做听觉短潜伏期的研究，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。

充分说明放大器品质的好坏不只是某一两个参数决定的，并非某个参数越大越好，而是多种参数的整合，是高科技的结晶。

因此，在比较各公司放大器参数时，很难从某个指标上下结论，而应看它是否有应用成果，是否有创新和先进性。

仅就重要的参数进行说明：

（1）采样率和带宽

在ERP实验中，会遇到大量的低频信号。

像与听觉刺激相关的电位就属于这类低频信号。

而低频信号的采集依赖于放大器的性能，尤其是放大器的采样率和带宽。

比如，要采集到听觉脑干诱发电位，就至少需要10000Hz的采样率，及3000Hz以上的频带宽度。

EGI放大器目前的采样率为20KHz。

（2）输入阻抗

输入阻抗的高低也仅仅是衡量放大器性能的一个指标，并非唯一的指标。

理论上可以说输入阻抗越高，放大器提取信号过滤噪声的能力就越强。

但在一定的数值以上其功能并没有发挥，会产生其它电路问题。

因才EGI将输入阻抗设为200MΩ，可以接受50-70KΩ的电极皮肤接触阻抗，且保持采集的脑电信号精确稳定。

其他厂家将输入阻抗做的很高，却不能得到应有的效果。

通过比较，NEUROSCAN、ANT与EGI在采样率、A/D转换率、信号同步性、灵敏度等方面相同，在带宽、输入噪声和设备与计算机的连接上EGI优于NEUROSCAN、ANT。

（3）可升级性和便携性

256通道的EGI300型放大器体积约为30X30X10，具有很好的便携性。

如果购买64或128通道放大器，将来升级到256只需在放大器内加装DSP处理器。

而其他品牌是64通道一个放大器，而且体积较大，如果256通道就需要4个放大器，便携性很差。

4、售后服务比较

事件相关电位系统是一项“人机结合、以人为主”的专业化设备。

实验人员的培养是设备能否发挥效能的重要因素，因此，售后服务不应仅仅包括安装、培训、维修，更重要的要有相应的理论及科研支持。

考察各品牌售后服务，将从服务经验结合用户访谈综合比较。

服务经验方面，用户数量是一个重要指标。

用户越多，客户的问题就越多，对企业服务的要求也越高，售后服务的经验就越丰富；同时，用户数量也可以从一个侧面反映该品牌的信誉度。

从国际市场占有情况看，EGI在近十年中有300多家用户，并且EGI在市场的比重不断增加。

在用户访谈方面，EGI公司在国外拥有两个256导联实验室，目前正在筹建中国实验室。

而且EGI公司可将脑电ERP设备与Eyelink眼动设备（拥有世界领先的2000Hz采样率）结合起来，同步使用。

并聘请在美国使用过EGI设备的回国学者或北师大等ERP研究中心的教授，作为顾问为新购买设备的单位做指导。

在实验初期，公司会提供全程跟踪服务。

从实验定位、实验设计、实验展开、数据处理、论文把关具有专人指导，从而帮助客户克服畏难情绪，提高运动ERP设备的自信心。

此外，EGI公司每年都会举办1-2届理论培训班，主要探讨ERP前沿进展、实验设计、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。

一瓶这样的氯化钾只需20元，可用于上百个被试。

而其它设备采用导电膏，一桶为几千元，只能用于几十个被试。

以下为各品牌对比表

EGI、ANT、NeuroScan差异对比表

参数

EGI

（GES300）

Neuroscan

（SynAmps2）

ANT

（eego）

最大导数

32-256

最高采样率/导数

20KHz/256导

16KHz/256导

采样方式

Simultaneously

A/D转换精度

24Bit

输入阻抗

1GΩ

10GΩ

1GΩ

共模抑制比

90dB

108dB

100dB

隔离模抑制比

120

127

不详

输入噪声

1.4 uVpp

4Vpp（0.01-100Hz）

150–1000mVPP

带宽

4000Hz

3500Hz

1500Hz

低通滤波（最大值）

4KHz

3.5KHz

2KHz

高通滤波（最小值）

输入范围（DC模式）

±200mV

输入范围（AC模式）

±995mV

灵敏度（DC模式）

24nV/bit

100nV/bit

灵敏度（AC模式）

3nV/bit

数字化（TTL）输入

32 bits

8bit

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

安全等级

ClassII

本单位、本校现有同类仪器设备数量，使用率、完好率情况：

Neuroscan64导大约68万元人民币，ANT64导大约63万元人民币，EGI64导大约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的科研任务，具备较高的采样精度，是目前国际主流的认知神经类科研设备。

此设备的购置将为学科师生的高质量的科研项目和任务提供强有力的技术支持，进而为重点高校建设和学科发展发挥重要支撑作用。

开放共享实施方案和共享承诺

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、管理的服务，为学生提供学习的平台。

项目负责人签字：

李伟健

专

家

论

证

意

见

事件相关电位仪（脑电仪）是心理学与认知神经科学重要的研究仪器，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填补我校心理学与认知神经科学实验室目前针对儿童发展研究设备的空白，也可作为其他相应研究的补充。

因此同意购买该仪器。

组长签字：

梁宁建

2016年11月4日

专

家

组

成

员

姓名

职称或职务

单位

签名

梁宁建

教授

华东师范大学

傅世敏

教授

清华大学

高定国

教授

中山大学

吴艳红

教授

北京大学

郭春彦

教授

首都师范大学

龚平原

教授

西北大学

傅小兰

教授

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

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