一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，它包括近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)：包括微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、增益可編程運(yùn)算放大器、濾波電路、近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路、雙波段近紅外發(fā)射探頭、近紅外光強(qiáng)傳感器探頭和液晶觸摸屏，經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)包括：微處理器、tDCS刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和上位機(jī)，硅膠盤用于放置雙波段近紅外發(fā)射探頭，環(huán)形電刺激電極和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭。本發(fā)明提高了經(jīng)顱直流電刺激的刺激療效，為神經(jīng)科學(xué)的科研、檢測(cè)、治療提供了一種新的方法與實(shí)用工具。
【專利說(shuō)明】一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的生物電信號(hào)的采集處理技術(shù)，尤其涉及一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)頡直流電刺激(Transcranialdirect current stimulat1n, tDCS)技術(shù)與近紅外腦功能光學(xué)成像(Funct1nal near infrared spectroscopy, fNIRS)技術(shù)正逐步成熟并應(yīng)用于科研與臨床治療中。tDCS主要用于腦功能調(diào)控，fNIRS用于腦功能的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦功能調(diào)控對(duì)于臨床應(yīng)用具有重要的價(jià)值。而目前要做到對(duì)腦功能調(diào)控的刺激與檢測(cè)必須使用兩臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備。且這兩種設(shè)備均有各自的前端，也存在著難以將刺激部位與檢測(cè)部位重疊的問題，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)刺激部位腦功能的監(jiān)測(cè)。合理的設(shè)計(jì)前端刺激-檢測(cè)電極和與之相關(guān)的tDCS與fNIRS —體系統(tǒng)，滿足在進(jìn)行經(jīng)顱直流電刺激的同時(shí)能夠檢測(cè)刺激部位大腦各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，可以為深入研究腦功能調(diào)控提供一有效的方法。
[0003]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，同時(shí)檢索經(jīng)顱直流電刺激與近紅外腦功能成像兩個(gè)關(guān)鍵詞，檢索不到相關(guān)專利與文獻(xiàn)。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?201210042918.3，名稱為:經(jīng)顱直流電刺激儀，其設(shè)計(jì)為刺激正極位于橡皮墊中央而負(fù)電極位于正電極的周圍，這種設(shè)計(jì)可能會(huì)造成電流大部分經(jīng)由頭皮等表層組織流向負(fù)電極而導(dǎo)致刺激區(qū)域過(guò)淺。本發(fā)明包含的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的特制環(huán)形刺激電極安裝在特制的硅膠盤上，而地極采用普通方形電極，可置于頭部任何部位。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200880105399.2，名稱為:經(jīng)顱電刺激裝置，采用針狀電極，局部頭皮電流密度過(guò)高，容易造成皮膚灼傷，且會(huì)造成被試者不適。本發(fā)明采用平面電極，電流密度小，保護(hù)頭皮。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?201210118753.3，名稱為:一種高聚焦性多通道經(jīng)顱直流電刺激裝置和控制方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200910140839.4，名稱為:生物反饋刺激系統(tǒng)和生物反饋刺激方法，以上兩項(xiàng)技術(shù)方案分別提供了不同的關(guān)于經(jīng)顱直流電刺激的裝置或方法，都是單獨(dú)刺激裝置或方法，沒有與檢測(cè)方法結(jié)合。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的檢索還發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200510055893.0，名稱為:近紅外光譜腦功能成像頭盔，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200510086672.X，名稱為:聽覺刺激近紅外光譜法麻醉深度監(jiān)測(cè)裝置，以上兩項(xiàng)技術(shù)方案分別提供了關(guān)于近紅外腦功能成像的裝置或方法，都是單獨(dú)的檢測(cè)裝置或方法，沒有與刺激方法結(jié)合。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?201110216299.0，名稱為:腦電和近紅外光譜聯(lián)合采集腦信號(hào)的頭盔，其中提到的頭盔是與本發(fā)明中所用的便于刺激與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行的硅膠盤不同的裝置，以上都是單獨(dú)的檢測(cè)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，這是一種無(wú)創(chuàng)性經(jīng)顱直流電刺激與微型近紅外腦功能檢測(cè)技術(shù)同時(shí)實(shí)施的方法與一體化裝置。該裝置適合于在實(shí)施大腦功能刺激時(shí)，能同時(shí)檢測(cè)刺激部位去氧血紅蛋白與血流量發(fā)生變化，進(jìn)而反映刺激部位的神經(jīng)活動(dòng)和神經(jīng)興奮性發(fā)生的變化。直流電刺激中需要了解刺激部位對(duì)神經(jīng)雙向調(diào)節(jié)的結(jié)果一神經(jīng)興奮性是增加或抑制，相對(duì)應(yīng)的是氧合血紅蛋白增加或減少，還需要了解刺激作用的范圍與深度。
[0006]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，包括經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)、微型近紅外成像系統(tǒng)和硅膠盤；
[0007]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)為微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)，它包括微處理器，與所述微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、增益可編程運(yùn)算放大器，濾波電路，近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路，雙波段近紅外發(fā)射探頭，近紅外光強(qiáng)傳感器探頭和液晶觸摸屏，所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭、濾波電路、增益可編程運(yùn)算放大器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成采集信號(hào)鏈路接入所述的微處理器；所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭與增益可編程運(yùn)算放大器相連，所述的微處理器通過(guò)讀取模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)判斷出需要增益并改變?cè)鲆婵删幊谭糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)；所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭、近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路和第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成光強(qiáng)調(diào)制鏈路與所述的微處理器相連接，所述的液晶觸摸屏與所述的微處理器連接，接受所述的微處理器的指令實(shí)時(shí)顯示采集到的血氧信息數(shù)據(jù)；
[0008]所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)包括微處理器、經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和上位機(jī)，所述的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接，并通過(guò)所述的第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器連所述的微處理器，所述的上位機(jī)與所述的微處理器連接；
[0009]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)與所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)是由同一所述的微處理器控制，通過(guò)微處理器內(nèi)部的時(shí)鐘和定時(shí)器達(dá)到同步，通過(guò)定時(shí)器控制兩個(gè)系統(tǒng)；所述近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭通過(guò)所述的硅膠盤與經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極組合在一起；
[0010]所述的硅膠盤中心有一通孔用于放置雙波段近紅外發(fā)射探頭，在硅膠盤的一側(cè)，環(huán)繞通孔外側(cè)有一環(huán)形凹槽，槽內(nèi)置于一環(huán)形電刺激電極，在環(huán)形凹槽外側(cè)沿硅膠盤圓周有八個(gè)通孔用于放置近紅外光強(qiáng)傳感器探頭；所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)可由上位機(jī)控制其刺激的強(qiáng)度、形式和周期，并在記錄的近紅外采集信號(hào)中標(biāo)記每次刺激的開始與結(jié)束。
[0011]所述的近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、橫流電路、共陽(yáng)極雙波段發(fā)光管，其波長(zhǎng)分別為690nm和830nm，所述的微處理器通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與由運(yùn)算放大器組成的恒流電路將兩個(gè)波段的發(fā)射管分別調(diào)制在不同的頻率上同時(shí)發(fā)射。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:
[0013]本發(fā)明可以方便的實(shí)現(xiàn)邊刺激邊檢查，監(jiān)測(cè)經(jīng)顱直流電刺激對(duì)大腦功能調(diào)制的方向、程度、影響范圍與深度，以便選擇更好的刺激模式和刺激參數(shù)來(lái)達(dá)到理想的刺激效果。
[0014]本發(fā)明中的微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)由微處理器設(shè)定兩種波長(zhǎng)的近紅外發(fā)射與接收的工作頻率，采用連續(xù)波分頻復(fù)用模式另種波長(zhǎng)的近紅外光調(diào)制在不同的頻率上同時(shí)點(diǎn)亮，然后由硅膠盤外側(cè)的若干個(gè)探測(cè)器接收經(jīng)過(guò)組織衰減后的光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大、濾波處理并進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)后分別得到兩個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)信號(hào)。對(duì)采集的多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，并在小型液晶屏上顯示出氧合血紅蛋白和血流量的變化，來(lái)反映各個(gè)通道部位所對(duì)應(yīng)腦區(qū)功能活動(dòng)的強(qiáng)弱、活動(dòng)的范圍與深度發(fā)生的變化。
[0015]本發(fā)明在臨床操作時(shí)簡(jiǎn)單易行，操作方便，便于在刺激中根據(jù)實(shí)時(shí)近紅外腦功能光學(xué)成像檢測(cè)結(jié)果調(diào)整刺激參數(shù)與刺激模式，以達(dá)到干預(yù)神經(jīng)功能的預(yù)期目的。本發(fā)明提高了經(jīng)顱直流電刺激的刺激療效，擴(kuò)大了近紅外腦功能光學(xué)成像的應(yīng)用范圍，為神經(jīng)科學(xué)的科研、檢測(cè)、治療提供了一種新的方法與實(shí)用工具。
[0016]本發(fā)明把兩種神經(jīng)科學(xué)中的新技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)時(shí)用近紅外腦功能光學(xué)成像檢測(cè)經(jīng)顱直流電刺激大腦任何部位的刺激效果。解決了經(jīng)顱直流電刺激刺激非運(yùn)動(dòng)區(qū)沒有靶器官檢測(cè)的難題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的電路原理邏輯框圖；
[0018]圖2是微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的恒流驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
[0019]圖3是硅膠盤的示意圖；
[0020]圖4是圖4的剖面圖；
[0021]圖5是本發(fā)明裝置的刺激區(qū)域與檢測(cè)區(qū)域的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明。
[0023]實(shí)施例為應(yīng)用近紅外成像技術(shù)檢測(cè)經(jīng)顱直流電刺激效果的實(shí)驗(yàn)。
[0024]本發(fā)明的一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，其電路原理邏輯框圖如圖1所示:它包括經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)、近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)和硅膠盤；
[0025]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)為微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)，它包括微處理器，與所述微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、增益可編程運(yùn)算放大器，濾波電路，近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路，雙波段近紅外發(fā)射探頭，近紅外光強(qiáng)傳感器探頭和液晶觸摸屏，所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭、濾波電路、增益可編程運(yùn)算放大器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成采集信號(hào)鏈路接入所述的微處理器；所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭與增益可編程運(yùn)算放大器相連，所述的微處理器通過(guò)讀取模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)判斷出需要增益并改變?cè)鲆婵删幊谭糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)；所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭、近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路和第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成光強(qiáng)調(diào)制鏈路與所述的微處理器相連接，所述的液晶觸摸屏與所述的微處理器連接，接受所述的微處理器的指令實(shí)時(shí)顯示撿測(cè)情況，即顯示出去氧血紅蛋白和血流量的變化，反映經(jīng)顱直流電刺激刺激時(shí)各檢測(cè)通道部位所對(duì)應(yīng)腦區(qū)功能活動(dòng)的強(qiáng)弱、范圍與深度發(fā)生的變化；
[0026]所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)包括微處理器、經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和上位機(jī)，所述的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接，并通過(guò)所述的第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器連所述的微處理器，所述的上位機(jī)與所述的微處理器連接；
[0027]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)與所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)是由同一所述的微處理器控制，通過(guò)同一時(shí)鐘和定時(shí)器達(dá)到同步；
[0028]所述近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭通過(guò)所述的硅膠盤與經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極組合在一起；
[0029]所述的硅膠盤，如圖3所示，其中心有一通孔用于放置雙波段近紅外發(fā)射探頭，其尺寸與探頭一致已形成緊密的貼合固定探頭；在硅膠盤與皮膚接觸的一側(cè)，環(huán)繞通孔外側(cè)有一環(huán)形凹槽，槽內(nèi)置于一環(huán)形電刺激電極，在環(huán)形凹槽外側(cè)沿硅膠盤圓周有八個(gè)通孔用于放置近紅外光強(qiáng)傳感器探頭；通孔尺寸與雙波段近紅外發(fā)射探頭尺寸一致已形成緊密的貼合固定探頭；在使用時(shí)，應(yīng)至少有一個(gè)光強(qiáng)傳感器探頭的通孔用于接收光強(qiáng)信號(hào)；
[0030]所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭為細(xì)長(zhǎng)圓柱形，使其能夠方便地插入硅膠盤上的安裝孔洞內(nèi)，被彈性硅膠孔洞夾持，并可調(diào)節(jié)其在在安裝孔洞中的深度，達(dá)到與頭皮的緊密接觸。
[0031]所述的硅膠盤近紅外腦功能成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭安裝孔位于其中心，在硅膠盤與頭皮接觸的一面，雙波段近紅外發(fā)射探頭安裝孔的外圍，有環(huán)形凹槽用于放置經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的環(huán)形電極。在環(huán)形凹槽外圍靠近硅膠盤邊緣有平均分布的八個(gè)接受探頭安裝孔。
[0032]首先把近紅外的發(fā)射探頭與接收探頭安裝于硅膠盤的安裝孔上，將經(jīng)顱直流電刺激電極粘于硅膠盤與皮膚接觸面的凹槽內(nèi)，然后利用打孔彈性繃帶把硅膠盤固定于受刺激者的頭顱的預(yù)定位置。
[0033]所述的環(huán)形刺激電極，內(nèi)徑與外徑都與凹槽尺寸一致，電極與皮膚接觸的另一側(cè)有易于粘卸的膠水使其固定于硅膠盤的凹槽內(nèi)，電極具有較大彈性，厚度略大于硅膠盤的凹槽，可以保證與頭皮的解密貼合。
[0034]所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)可由上位機(jī)控制其刺激的強(qiáng)度、形式和周期，并在記錄的近紅外采集信號(hào)中標(biāo)記每次刺激的開始與結(jié)束；
[0035]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像儀中的恒流驅(qū)動(dòng)電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、橫流電路、共陽(yáng)極雙波段發(fā)光管(分別為690nm和830nm)，微處理器通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與由運(yùn)算放大器組成的恒流電路，將兩個(gè)波段的發(fā)射管分別調(diào)制在不同的頻率上同時(shí)發(fā)射；
[0036]所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)與經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)通過(guò)微處理器達(dá)成刺激與采集的同步。
[0037]經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的實(shí)施通過(guò)一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的環(huán)形電極與一個(gè)普通的方形電極與人體頭部相連，方形電極為參考電極，環(huán)形電極為刺激電極。
[0038]經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的環(huán)形電極置于近紅外腦功能成像系統(tǒng)雙波段近紅外發(fā)射探頭周圍，硅膠盤的凹槽內(nèi)。環(huán)形電極與方形電極連線接到經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的接線端。
[0039]圖2是微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的恒流驅(qū)動(dòng)原理框圖:
[0040]所述的近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、橫流電路、共陽(yáng)極雙波段發(fā)光管，它是690nm的發(fā)射管和830nm的發(fā)射管以共陽(yáng)極的方式集成在一起的發(fā)射管；所述的恒流驅(qū)動(dòng)電路以運(yùn)算放大器為核心，構(gòu)成簡(jiǎn)單實(shí)用性能優(yōu)良的恒流驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)運(yùn)算放大器的同相端接數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)波段的光強(qiáng)即由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出控制。所述的微處理器通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與由運(yùn)算放大器組成的恒流電路將兩個(gè)波段的發(fā)射管分別調(diào)制在不同的頻率上同時(shí)發(fā)射。
[0041]所述紅外光強(qiáng)傳感器探頭所用的光強(qiáng)傳感器選用相應(yīng)波長(zhǎng)的近紅雪崩光電二極管以及其增益電路，也可采用光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)檢測(cè)到的近紅外信號(hào)，經(jīng)過(guò)增益可編程放大器放大后的信號(hào)有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換并發(fā)送給微控制器，由其判斷增益可編程運(yùn)算放大器的增益是否合適并控制其增益。
[0042]將雙波段近紅外發(fā)射探頭插入硅膠盤中心的通孔中，把四個(gè)紅外光強(qiáng)傳感器探頭平均插入硅膠盤周圍的通孔中，調(diào)制其位置使探頭與硅膠盤與皮膚接觸面齊平。
[0043]將方形電極置于被試者頭部的預(yù)定位置，將環(huán)形電極安裝于硅膠盤內(nèi)，并將兩者的引線安裝于設(shè)備的指定接線位置。
[0044]圖3和圖4是硅膠盤的示意圖:
[0045]近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭和紅外光強(qiáng)傳感器探頭通過(guò)具有可塑性與彈性的硅膠盤與頭皮緊密結(jié)合。同時(shí)，經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的刺激電極也是嵌套于硅膠盤與頭皮接觸面的預(yù)留凹槽內(nèi)。
[0046]硅膠盤是根據(jù)發(fā)射探頭、紅外光強(qiáng)傳感器探頭和刺激電極的尺寸制作的一個(gè)類似圓盤形的硅膠盤，硅膠盤上設(shè)有若八個(gè)距離不同的安裝孔洞，便于近紅外發(fā)射與紅外光強(qiáng)傳感器探頭插入孔洞，利用硅膠的彈性，增強(qiáng)探頭外壁與硅膠盤預(yù)留的安裝孔內(nèi)側(cè)的摩擦力，起到固定的作用，保證探頭與刺激部位的頭皮緊密接觸。
[0047]所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭為細(xì)長(zhǎng)圓柱形，能夠方便插入硅膠盤上的安裝孔洞，被彈性硅膠孔洞夾持，可調(diào)節(jié)在安裝孔洞中的深度，達(dá)到與頭皮的緊密接觸。
[0048]所述的硅膠盤近紅外腦功能成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭安裝孔位于其中心，在托盤與頭皮接觸的一面，雙波段近紅外發(fā)射探頭安裝孔的外圍，有環(huán)形凹槽用于放置經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的環(huán)形電極；在環(huán)形凹槽外圍靠近硅膠盤邊緣有平均分布的八個(gè)近紅外光強(qiáng)傳感器探頭安裝孔。
[0049]安裝好雙波段近紅外發(fā)射探頭、紅外光強(qiáng)傳感器探頭和環(huán)形電極后，將硅膠盤固定于被試者頭部的預(yù)定位置，即可開始刺激與檢測(cè)了。
[0050]圖5為刺激部位與檢測(cè)部位的示意圖
[0051]刺激的部位與近紅外系統(tǒng)檢測(cè)的部位重疊，可以檢測(cè)到具有意義的刺激部位血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是利用本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的等效結(jié)構(gòu)或流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，其特征在于:它包括經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)、近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)和硅膠盤； 所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)為微型近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)，它包括微處理器，與所述微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、增益可編程運(yùn)算放大器，濾波電路，近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路，雙波段近紅外發(fā)射探頭，近紅外光強(qiáng)傳感器探頭和液晶觸摸屏，所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭、濾波電路、增益可編程運(yùn)算放大器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成采集信號(hào)鏈路接入所述的微處理器；所述的近紅外光強(qiáng)傳感器探頭與增益可編程運(yùn)算放大器相連，所述的微處理器通過(guò)讀取模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)判斷出需要增益并改變?cè)鲆婵删幊谭糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)；所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭、近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路和第一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接構(gòu)成光強(qiáng)調(diào)制鏈路與所述的微處理器相連接，所述的液晶觸摸屏與所述的微處理器連接，接受所述的微處理器的指令實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)情況； 所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)包括微處理器、經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和上位機(jī)，所述的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極、限流裝置、tDCS恒流驅(qū)動(dòng)電路、第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器順序連接，并通過(guò)所述的第二數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器連所述的微處理器，所述的上位機(jī)與所述的微處理器連接； 所述的近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)與所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)是由同一所述的微處理器控制，通過(guò)微處理器內(nèi)部的時(shí)鐘和定時(shí)器達(dá)到同步，通過(guò)定時(shí)器控制兩個(gè)系統(tǒng)；所述近紅外腦功能光學(xué)成像系統(tǒng)的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭通過(guò)所述的硅膠盤與經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的經(jīng)顱直流電刺激刺激電極組合在一起； 所述的硅膠盤中心有一 通孔用于放置雙波段近紅外發(fā)射探頭，在硅膠盤的一側(cè)，環(huán)繞通孔外側(cè)有一環(huán)形凹槽，槽內(nèi)置于一環(huán)形電刺激電極，在環(huán)形凹槽外側(cè)沿硅膠盤圓周有八個(gè)通孔用于放置近紅外光強(qiáng)傳感器探頭；所述的經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)可由上位機(jī)控制其刺激的強(qiáng)度、形式和周期，并在記錄的近紅外采集信號(hào)中標(biāo)記每次刺激的開始與結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，其特征在于:所述的近紅外發(fā)射探頭恒流驅(qū)動(dòng)電路包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、橫流電路、共陽(yáng)極雙波段發(fā)光管，其波長(zhǎng)分別為690nm和830nm，所述的微處理器通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與由運(yùn)算放大器組成的恒流電路將兩個(gè)波段的發(fā)射管分別調(diào)制在不同的頻率上同時(shí)發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)顱直流電刺激與近紅外檢測(cè)的一體化裝置，其特征在于:所述的雙波段近紅外發(fā)射探頭和近紅外光強(qiáng)傳感器探頭為細(xì)長(zhǎng)圓柱形。
【文檔編號(hào)】A61B6/00GK104042228SQ201410159064
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】梁振虎, 馬丁, 李小俚 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)