基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧檢測.pdf

1、大腦功能中的神經(jīng)血管耦合機制一直是腦科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,腦血氧檢測技術(shù)成為不可缺少的研究工具。在最近幾十年的血氧檢測技術(shù)發(fā)展過程中,功能近紅外光譜技術(shù)(FNIRS)成為檢測大腦活動中血氧變化的重要手段。該技術(shù)是通過檢測組織光學(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檢測方法相比,功能近紅外光譜技術(shù)不僅滿足空間分辨率

2、的要求,同時具有非常高的時間分辨率。而且該技術(shù)可以進行實時無創(chuàng)的腦功能活動監(jiān)測,設(shè)備功耗小,檢測費用低。相比于國外成熟的功能近紅外光譜檢測技術(shù),國內(nèi)的研究和發(fā)展相對落后,至今還沒有產(chǎn)品化的功能近紅外成像檢測設(shè)備。本文研究實現(xiàn)的正是近紅外光譜技術(shù)用于腦功能活動中的血氧變化檢測系統(tǒng)。
　　首先,本文闡述了功能近紅外光譜檢測技術(shù)的原理,對功能近紅外光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用特點和設(shè)計原則進行了總結(jié)。同時,本文還介紹了功能近紅外光譜檢測技術(shù)用于腦

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