基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧檢測(cè).pdf

1、大腦功能中的神經(jīng)血管耦合機(jī)制一直是腦科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,腦血氧檢測(cè)技術(shù)成為不可缺少的研究工具。在最近幾十年的血氧檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過程中,功能近紅外光譜技術(shù)(FNIRS)成為檢測(cè)大腦活動(dòng)中血氧變化的重要手段。該技術(shù)是通過檢測(cè)組織光學(xué)參數(shù)的改變來反映血液中的氧合血紅蛋白(Oxyhemoglobin, HbO)與還原血紅蛋白(Deoxyhemoglobin, HbR)的變化。與其它大腦皮層功能活動(dòng)檢測(cè)方法相比,功能近紅外光譜技術(shù)不僅滿足空間分辨率

2、的要求,同時(shí)具有非常高的時(shí)間分辨率。而且該技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)無創(chuàng)的腦功能活動(dòng)監(jiān)測(cè),設(shè)備功耗小,檢測(cè)費(fèi)用低。相比于國(guó)外成熟的功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù),國(guó)內(nèi)的研究和發(fā)展相對(duì)落后,至今還沒有產(chǎn)品化的功能近紅外成像檢測(cè)設(shè)備。本文研究實(shí)現(xiàn)的正是近紅外光譜技術(shù)用于腦功能活動(dòng)中的血氧變化檢測(cè)系統(tǒng)。
　　首先,本文闡述了功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的原理,對(duì)功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了總結(jié)。同時(shí),本文還介紹了功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)用于腦

3、功能研究的生理基礎(chǔ)并分析了該技術(shù)的信號(hào)特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然后,本文重點(diǎn)介紹了基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。其中包括硬件功能設(shè)計(jì)中光源發(fā)射及傳輸?shù)慕鉀Q方法、利用合理有效的光電傳感器對(duì)出射光信號(hào)的檢測(cè)以及通道之間并行數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)和軟件應(yīng)用中各功能的流程設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中,還設(shè)計(jì)完成了血管阻斷實(shí)驗(yàn)對(duì)本系統(tǒng)血氧信息采集的有效性進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。其中,系統(tǒng)底層采集得到的電信號(hào)和實(shí)際數(shù)據(jù)求得的血氧信號(hào)都證明了系統(tǒng)的良好性能。此外