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如何使用LabStreamingLayer(LSL)進行超掃描

時間:2024-11-05 編輯:瀚翔腦科學 瀏覽數:4634

概述


實驗數據流層(LabStreamingLayer, LSL)是一種開源軟件框架,專門設計用于實驗室環境中的多數據流同步、收集和傳輸。它能夠有效處理實時數據,并實現時間同步、監控與記錄。



應用優勢


在多模態研究與腦機接口領域,LSL顯示出顯著的潛力,尤其是在神經科學、心理學和生物醫學研究中。

1、實時數據流處理

LSL支持實時數據流傳輸和處理,還可以與EEG、眼動儀等生物信號數據同步,整合不同設備于單一實驗環境,實現實時數據監控。

2、多模態數據同步

腦電數據流可與其他數據流相結合,其他數據流可以包含多種類型的信號。LSL 支持將不同設備的數據流進行高精度時間同步,確保多模態數據能夠準確對應到同一時間點。

3、事件標記與實驗控制

LSL支持在數據流中嵌入事件標記(markers),便于數據分析時對特定事件進行鎖時。LSL的實時性和事件標記功能也可以用于實驗控制,實現基于實時數據流的閉環實驗。

4、跨平臺數據共享

LSL的多設備及應用程序支持能力,使得數據流的整合變得簡單,促進了跨實驗室的遠程數據共享與合作。LSL將實時數據流以XDF文件形式存儲,研究者們可以在實驗后對數據進行時間序列分析、統計分析或機器學習建模。

5、開放和可擴展的生態系統

由于 LSL 是開源的,研究人員可以根據實驗需求進行二次開發和擴展,創造個性化的數據處理模塊或實驗控制系統。此外,LSL 的開發和維護活躍,有大量社區資源支持,方便研究人員獲取技術支持和應用實例。

6、典型應用場景

1)腦機接口(BCI):在 BCI 研究中,LSL 被廣泛用于實時 EEG 數據采集和處理,幫助系統進行實時響應。

2)多模態神經成像研究:如 EEG-fMRI 同步實驗,用于研究不同成像技術之間的協同作用和數據整合。

3)虛擬現實(VR)和增強現實(AR):在 VR 和 AR 環境中,通過 LSL 采集用戶的生理數據(如 EEG 和眼動)并實時反饋,實現更為沉浸和交互性強的研究實驗。



如何使用Brain Products產品結合LSL技術進行超掃描研究


Brain Products 提供了一系列與 LSL 兼容的設備,它們可以通過 LSL connector與 LabRecorder(獨立開源應用程序,用于實驗室環境中的多數據流處理) 等 LSL 兼容的應用程序協同工作。

在Brain Products GitHub頁面上,已為當前現有的放大器提供了LSL connectors。只要找到放大器,下載對應版本的安裝包即可使用。

Step1:所有設備置于同一局域網

Step2:分別運行LSL connector和LabRecorder的計算機

Step3:選擇觸發器。LSL同時提供軟件與硬件傳輸trigger。可以觸發個別標記與全局標記,從而靈活滿足不同實驗需求

BrainVision LSL Viewer 可用于連接和在線監控 EEG 數據流



在使用LSL進行超掃描實驗時的注意事項


1、盡量選擇有線網絡,減少網絡負載。并且,不要在后臺運行任何比特率高的數據流。

2、每個被試使用類似的硬件設施。最好讓所有被試的采樣率保持一致。

3、當使用結合了LSLmarker數據流的腦電數據時,需要考慮硬件在腦電數據流中造成的延遲。具體來說,軟件marker會被立即發送,LabRecorder 中的記錄不會出現延遲,但Liveamp的數據和trigger信號可能會有延遲。

4、在開始正式實驗之前,最好進行測試以保證正式實驗順利進行。



分析數據


時間戳等數據儲存于XDF文件

不同來源的數據流進行精確時間對齊和同步處理

查看MoBILAB(EEGLAB 插件)載入包含多個EEG數據流的XDF文件,并將數據導出 BrainVision 標準數據格式

使用BrainVision Analyzer 2 進行數據分析

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