本申請涉及近紅外光學成像及檢測系統(tǒng)，具體地，涉及一種在微重力場景下使用的近紅外光學成像系統(tǒng)，尤其是該近紅外光學成像系統(tǒng)中的組成部分在微重力場景下的排布設置及光學傳輸設置。另外，本申請還涉及該近紅外光學成像系統(tǒng)的使用方法。

背景技術：

1、紅外腦功能成像技術可以利用近紅外光來檢測腦組織中的血液動力學響應來間接反映局部腦組織內的神經元活動及其變化規(guī)律。大腦的血液動力學響應會受到環(huán)境的影響，現(xiàn)有研究已經證實重力加速度會對腦部供血產生影響。在超重力場景下，血液會從上半身向下半身轉移，導致大腦灌注減少，腦組織可能會發(fā)生急性缺血缺氧。而在微重力場景下，血液會從下半身向上半身轉移，導致大腦灌注增多，使得人體出現(xiàn)良性顱內壓升高，產生特發(fā)性高血壓效應。這些改變對相應場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)的檢測指標制定、使用規(guī)范設置、設備更新?lián)Q代等方面具有重要的研究意義和實用價值。

2、相關技術中，近紅外光學成像系統(tǒng)往往僅用于對常規(guī)環(huán)境下的腦功能分析等場景，缺少在微重力場景、超重力場景等非常規(guī)使用場景下的深入研究。

技術實現(xiàn)思路

1、為了能夠在微重力場景下對受檢者的情緒和/或心理狀態(tài)等進行分析和評估，根據(jù)本申請的第一方面，提供了一種用于微重力場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)，近紅外光學成像系統(tǒng)包括固定組件、便攜式的信號采集裝置、頭帽以及處理裝置，其中，

2、所述固定組件包括臺架和穿戴件，所述臺架構造為用于在臺面處固定所述信號采集裝置并在臺面前固定受檢者的身體，所述穿戴件用于由所述受檢者穿著以穿設固定來自所述頭帽的光纖線纜和供電線纜；所述頭帽以可拆卸方式安裝有近紅外光的發(fā)射探頭和接收探頭，所述發(fā)射探頭包括目標發(fā)射探頭和備用發(fā)射探頭，所述接收探頭包括目標接收探頭和備用接收探頭，使得成像范圍覆蓋到額葉、顳葉、枕葉各腦區(qū)的目標位置，所述發(fā)射探頭通過所述供電線纜連接至所述信號采集裝置，以通過信號采集裝置傳輸?shù)碾娔転榘l(fā)射探頭中的光源組件供電；所述接收探頭通過所述光纖線纜連接至所述信號采集裝置，以通過所述光纖線纜向所述信號采集裝置傳輸近紅外光；所述信號采集裝置用于采集所述受檢者的腦功能成像時序數(shù)據(jù)，并將所述腦功能成像時序數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理裝置，以供所述處理裝置顯示或分析。

3、根據(jù)本申請的第二方面，提供了一種用于微重力場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)的使用方法。該近紅外光學成像系統(tǒng)包括固定組件、便攜式的信號采集裝置、連接有供電線纜的發(fā)射探頭、連接有光纖線纜的接收探頭、頭帽以及處理裝置，所述固定組件包括臺架和穿戴件，所述使用方法包括：將所述信號采集裝置通過所述臺架固定至臺面處，并將所述供電線纜和光纖線纜安裝至所述信號采集裝置，以使所述發(fā)射探頭和所述接收探頭連接至所述信號采集裝置；將所述發(fā)射探頭中的目標發(fā)射探頭和所述接收探頭中的目標接收探頭安裝在所述頭帽上的設定位置處；將受檢者固定在所述臺面前，并將所述頭帽佩戴在所述受檢者的頭部；將所述穿戴件穿戴在所述受檢者的上身，并使用所述穿戴件中的線纜固定組件將至少部分線纜穿設固定至所述受檢者的背部；利用所述信號采集裝置采集所述受檢者的腦功能成像時序數(shù)據(jù)，并將所述腦功能成像時序數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理裝置，以供所述處理裝置顯示或分析。

4、在本申請的實施例提供的近紅外光學成像系統(tǒng)中，通過臺架將信號采集裝置可靠地固定在臺面上，且將受檢者的身體固定在臺面前，而且還通過穿戴件將連接至頭帽的線纜固定在受檢者的身體上，由此可以保證頭帽和信號采集裝置的可靠運行。此外，頭帽上安裝的備用探頭在目標探頭被運送至微重力場景中受損的情況下，可以方便替換損壞的探頭。例如，備用發(fā)射探頭可以直接替換目標發(fā)射探頭，備用接收探頭可以直接替換目標接收探頭，可以方便辨識。另外，連接至備用發(fā)射探頭和備用接收探頭的線纜的另一端已經與信號采集裝置連接，因此僅需要改變探頭的位置即可正常使用?；陬^帽和信號采集裝置的可靠運行，通過使成像范圍覆蓋到額葉、顳葉、枕葉各腦區(qū)的目標位置，可以在微重力環(huán)境下，對受檢者進行近紅外腦功能成像，基于心理學和/或認知神經科學對受檢者的狀態(tài)進行評估。這樣可以分析微重力環(huán)境下受檢者的情緒狀態(tài)，以及其大腦產生的相應變化，由此可以積累數(shù)據(jù)，并在后續(xù)根據(jù)數(shù)據(jù)變化對受檢者的實際情況進行量化地評估。

5、在
技術實現(xiàn)要素：
中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

6、以下結合附圖，詳細說明本申請的優(yōu)點和特征。

技術特征：

1.一種用于微重力場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述近紅外光學成像系統(tǒng)包括固定組件、便攜式的信號采集裝置、頭帽以及處理裝置，其中，

2.根據(jù)權利要求1所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述近紅外光學成像系統(tǒng)還包括范式素材展示設備，所述范式素材展示設備以可調節(jié)支架設置到受檢者前上方的適合位置，以在信號采集過程中向所述受檢者展示與所選范式匹配的范式素材。

3.根據(jù)權利要求2所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述范式素材展示設備可通信地連接至所述信號采集裝置，所述范式素材展示設備還用于：

4.根據(jù)權利要求1所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖線纜包括光纖、織物層和外套層，其中：

6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述備用發(fā)射探頭和所述備用接收探頭安裝在所述頭帽的枕部對應區(qū)域，或者與至少部分的目標發(fā)射探頭和至少部分的目標接收探頭鄰近對應地安裝，用于替換位于相同大腦半球內的故障探頭。

7.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述線纜具有連接至所述發(fā)射探頭或所述接收探頭的第一端，所述線纜由束線組件限制成束，

8.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述線纜具有連接至所述信號采集裝置的第二端，所述線纜由束線組件限制成束，

9.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述穿戴件包括用于將至少部分所述線纜穿設固定至所述受檢者背部的線纜固定組件。

10.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述頭帽覆蓋受檢者額葉的第一腦區(qū)面積，大于其所覆蓋受檢者枕葉的第二腦區(qū)面積；所述頭帽覆蓋受檢者顳葉的第三腦區(qū)面積大于所述第二腦區(qū)面積。

11.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭分別與各自的上卡扣固定連接，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭通過各自的上卡扣可拆卸連接至所述頭帽上的對應安裝位的下卡扣。

12.根據(jù)權利要求11所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述頭帽上設置有與各所述安裝位分別對應的第一標識，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭分別對應的上卡扣上設置有第二標識，其中：

13.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置通過通信模塊與所述信號采集裝置有線連接，所述通信模塊置于所述信號采集裝置內。

14.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的近紅外光學成像系統(tǒng)，其特征在于，所述近紅外光學成像系統(tǒng)還包括用于檢驗近紅外光學成像系統(tǒng)中的光傳輸通路性能的仿體裝置，其特征在于，所述仿體裝置為便攜式的，所述仿體裝置包括殼體、光衰減組件、存儲模塊，其中：

15.一種用于微重力場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述近紅外光學成像系統(tǒng)包括固定組件、便攜式的信號采集裝置、連接有供電線纜的發(fā)射探頭、連接有光纖線纜的接收探頭、頭帽以及處理裝置，所述固定組件包括臺架和穿戴件，所述使用方法包括：

16.根據(jù)權利要求15所述的近紅外光學成像系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述利用所述信號采集裝置采集所述受檢者的腦功能成像時序數(shù)據(jù)，包括：

技術總結
本申請的實施例提供了一種用于微重力場景下的近紅外光學成像系統(tǒng)及其使用方法，系統(tǒng)包括固定組件、便攜式的信號采集裝置、頭帽和處理裝置，固定組件包括臺架和穿戴件。頭帽在佩戴狀態(tài)下為頂部敞開的結構，且其用于以可拆卸方式安裝有發(fā)射探頭和接收探頭，發(fā)射探頭包括目標發(fā)射探頭和備用發(fā)射探頭，接收探頭包括目標接收探頭和備用接收探頭，使得成像范圍覆蓋到額葉、顳葉、枕葉各腦區(qū)的目標位置，發(fā)射探頭和接收探頭通過線纜中的至少一部分連接至信號采集裝置；信號采集裝置用于采集受檢者的腦功能成像時序數(shù)據(jù)，并將腦功能成像時序數(shù)據(jù)發(fā)送至處理裝置以供顯示或分析。這樣可以分析微重力環(huán)境下受檢者的情緒狀態(tài)，以及其大腦產生的相應變化。

技術研發(fā)人員：汪待發(fā),付其軍
受保護的技術使用者：慧創(chuàng)科儀（北京）科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30