本發(fā)明涉及一種近紅外光譜腦成像系統(tǒng)，屬于醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前研究腦功能的無創(chuàng)方法主要包括功能核磁共振(fMRI) 和正電子發(fā)射層析成像(PET)、腦電圖(EEG)、事件相關(guān)電位(ERP) 和腦磁圖(MEG) 和光學(xué)成像方法(NIRS)。NIRS采用兩個以上波長(600-900nm 波段內(nèi)) 的光在頭皮的預(yù)定區(qū)域內(nèi)進行多點照射，由于近紅外光的深度穿透能力，且反映腦組織代謝和血液動力學(xué)的氧合血紅蛋白(HbO) 和還原血紅蛋白(Hb) 正是近紅外光波段內(nèi)的主要吸收體，在距離照射點幾厘米處探測由頭皮出射的光，由于出射光攜帶了腦皮層的HbO 和Hb 濃度變化的信息，經(jīng)過算法可給出腦皮層的HbO和Hb 濃度變化的空間分布圖，從而實現(xiàn)腦功能的研究或疾病的診斷。相比于其它腦功能成像方法，NIRS 設(shè)備價格較低，體積小便于移動，具有很高的時間分辨率和較高的空間分辨率。它能實現(xiàn)在任何時候、任何地方、長時間、多次腦功能成像，更重要的是由于其探頭固定在頭部，成像是以頭本身作為坐標，因此具有很高的被試者運動魯棒性，它也是目前唯一一個可以應(yīng)用于嬰兒的腦功能成像儀器。因為NIRS 的上述優(yōu)點，它已經(jīng)成為腦功能研究、運動醫(yī)學(xué)研究的先進方法。經(jīng)過逐步的發(fā)展，日本日立公司成產(chǎn)的ETG 系統(tǒng)和TechEn 公司與麻省醫(yī)學(xué)院合作開發(fā)的CW 系列已經(jīng)占據(jù)了較重要的地位。

功能近紅外光譜成像技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究的重要手段，在科研領(lǐng)域有重要研究價值，而且在臨床方面也有大量應(yīng)用。但近年在近紅外方面國內(nèi)卻鮮有成果，其中主要原因是受限于近紅外的設(shè)備緊缺，也沒有國產(chǎn)的能覆蓋全腦的大型近紅外設(shè)備進行硬件支撐。目前的近紅外設(shè)備市場，基本被國外公司所壟斷，設(shè)備價格昂貴，使得國內(nèi)基于近紅外的神經(jīng)科學(xué)研究和相關(guān)臨床疾病研究受到極大限制。

基于以上原因，一直以來國內(nèi)NIRS系統(tǒng)的研制與NIRS方面的研究處在國際落后地位。國內(nèi)相關(guān)大學(xué)也開始了近紅外設(shè)備的研制工作，取得了不錯的成績。但研制的設(shè)備由于經(jīng)費及其他的與市場對接、設(shè)備商品化困難等方面的原因，離推出成熟的商品化的產(chǎn)品還有一定的距離。

鑒于此，憑著醫(yī)療設(shè)備公司在市場方面的經(jīng)驗與渠道的優(yōu)勢，及技術(shù)方面的積累，快速開發(fā)出適應(yīng)市場的大型近紅外設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種近紅外光譜成像系統(tǒng)，實現(xiàn)多通道，便攜式的檢測系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種近紅外光譜腦成像系統(tǒng)，包括PC機和電極帽，其特征是，所述電極帽包括光源探頭和信號調(diào)節(jié)器，所述光源探頭包括若干波長可調(diào)節(jié)的雙波長近紅外激光光源和APD探測器，其中光源和APD探測器在空間上間隔設(shè)在電極帽內(nèi)側(cè)，所述探測器用于采集大腦內(nèi)部組織經(jīng)光源照射后的漫射光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸送給設(shè)在電極帽上的信號解調(diào)器；所述信號解調(diào)器依次設(shè)有濾波器、可編程信號放大器、甄別電路以及A/D轉(zhuǎn)換器，所述電信號先經(jīng)濾波電路濾除干擾波，再經(jīng)信號放大電路、甄別電路的處理后獲得電壓脈沖信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于存入PC機；所述可編程信號放大器通過接口或者網(wǎng)絡(luò)與PC機信息交流；所述電極帽還設(shè)有無線通信裝置，用于接發(fā)信息。

進一步地，所述電極帽通過鏤空工藝做成鏤空電極帽。

進一步地，所述電極帽通過CAN總線協(xié)議與PC機進行信息交流。

進一步地，所述APD探測器采用16通道APD探測器，用于16導(dǎo)APD模擬輸出，所述雙波長近紅外激光光源采用16通道雙波長激光發(fā)射光源，所述16通道雙波長激光發(fā)射源和16通道APD探測器形成52通道檢測系統(tǒng)。

進一步地，所述雙波長近紅外激光光源采用600-900nm波長的光。

進一步地，所述雙波長近紅外激光光源具體采用690nm和830nm波長的光。

所述光源探頭的基底采用柔軟材料制成，所述雙波長近紅外激光光源和APD探測器內(nèi)嵌于基底中。

本發(fā)明所達到的有益效果：

制造和使用成本更低；結(jié)構(gòu)布局更為合理有效；系統(tǒng)更為靈活穩(wěn)定；數(shù)據(jù)采集更加高效可信；實際使用更加簡易方便；采用鏤空電極帽結(jié)構(gòu)，鏤空后好撥弄頭發(fā)，一目了然；無線便攜式的近紅外光譜成像系統(tǒng)更具有體積小，重量輕，成本低廉，可實時測量運動的被試者，更加擴展了科學(xué)研究及臨床疾病診斷的領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的信號傳輸示意圖；

圖3是本發(fā)明的光源探頭局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的1是雙波長近紅外激光光源，2是APD探測器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1、2和3所示，一種近紅外光譜腦成像系統(tǒng)，包括PC機和電極帽，其特征是，所述電極帽包括光源探頭和信號調(diào)節(jié)器，所述光源探頭包括若干由PC機控制的波長可調(diào)節(jié)的雙波長近紅外激光光源和APD探測器，其中光源和APD探測器在空間上間隔設(shè)在電極帽內(nèi)側(cè)，所述探測器用于采集大腦內(nèi)部組織經(jīng)光源照射后的漫射光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸送給設(shè)在電極帽上的信號解調(diào)器；所述信號解調(diào)器依次設(shè)有濾波器、可編程信號放大器、甄別電路以及A/D轉(zhuǎn)換器，所述電信號先經(jīng)濾波電路濾除干擾波，再經(jīng)信號放大電路、甄別電路的處理后獲得電壓脈沖信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于存入PC機；所述可編程信號放大器通過接口或者網(wǎng)絡(luò)與PC機信息交流；所述電極帽還設(shè)有無線通信裝置，用于接發(fā)信息。

本實施例中，所述電極帽通過鏤空工藝做成鏤空電極帽。

本實施例中，所述電極帽通過CAN總線協(xié)議與PC機進行信息交流。

本實施例中，所述APD探測器采用16通道APD探測器，用于16導(dǎo)APD模擬輸出，所述雙波長近紅外激光光源采用16通道雙波長激光發(fā)射光源，所述16通道雙波長激光發(fā)射源和16通道APD探測器形成52通道檢測系統(tǒng)。

本實施例中，所述雙波長近紅外激光光源具體采用690nm和830nm波長的光。

本實施例中，所述光源探頭的基底采用柔軟材料制成，所述雙波長近紅外激光光源和APD探測器內(nèi)嵌于基底中。該基底既能保護設(shè)備也能在測試時不會使人的頭部感到不適。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。