一种脑部功能区域定位系统和可移动设备技术方案

本申请提供了一种脑部功能区域定位系统，该系统包括：控制装置、照明装置、光信号采集装置以及成像装置；该系统基于内源信号的光学成像技术，以光学的方法记录大脑中基于神经血管偶联机制的血液动力学参数变化来定位脑功能区，采用光成像的方式能够同步记录大面积脑组织中的活动情况，其具有高时间分辨率和高空间分辨率的优势，因此，利用该系统能够实现快速且准确脑部功能区域定位，并从而能够在术中为医生决策提供更精准的数据。

A brain functional area location system and mobile device

【技术实现步骤摘要】
一种脑部功能区域定位系统和可移动设备
本申请涉及医学
，特别是涉及一种脑部功能区域定位系统、方法以及可移动设备。
技术介绍
脑部功能区域定位的目的是为了区分脑组织的正常功能区和病变部分之间的边界。因此，为了给临床手术中提供精准数据，常常需要脑部功能区域定位技术来定位出脑部功能区域。目前临床中可用的脑部功能定位技术包括脑电图、脑刺激、功能核磁以及近红外成像这四种方案。但这四种方案都存在自身的优缺点和局限性。其中，脑电图定位技术在临床应用中，受到电极阵列的密度的影响，其空间分辨率不高，一般只有1厘米。脑刺激定位技术在临床应用中，具体是通过电刺激皮层以定位，而脑刺激容易诱发癫痫等疾病，再者，其在实际应用中在定位语言功能区域时，只能定位主语言区域，而不能精确定位次语言区域。功能核磁成像是重要的术前定位方法，该方法可以对脑部功能区域进行高分辨率的无损伤的立体定位。但是其定位结果在术中导航的应用还有很大的局限。由于术中常常伴随脑水肿、脑位移等现象，因此，如何把医生所见的视野和功能核磁定位结果相互对映的问题尚待解决。近年来新型的近红外光谱成像技术可以无创的进行脑功能区定位，但是其空间分辨率低，只有大约1厘米。由此可知，基于现有的几种定位技术的空间分辨率都不够高，无法给医生提供精确的脑功能区图谱，这就导致医生在临床手术时难以做决定，增加了副损伤的几率，降低了手术的治愈率。因此，临床中亟需一种能够在术中进行高分辨率的脑部功能区定位技术，在术中为医生提供精确的脑功能区图谱，以提高脑外科手术的治疗效果，造福广大病人。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种脑部功能区域定位系统，其通过基于内源信号的光学成像技术，通过光学的方法记录大脑中基于神经血管偶联机制的血液动力学参数变化来定位脑功能区，采用光成像的方式能够同步记录大面积脑组织中的活动情况，其具有定位快速，准确的优势。另外，基于同样技术思想，本申请还提供了可移动设备。具体的，本申请提供了如下方案。在本申请第一方面提供了一种脑部功能区域定位系统，包括：控制装置、照明装置、光信号采集装置以及成像装置；所述控制装置，用于响应于用户操作向所述照明装置和所述光信号采集装置同步发送控制信号；所述照明装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号向指定脑部交替发出双波长的光信号；所述光信号采集装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号采集所述指定脑部的光信号，将所述光信号转成数字信号，并将所述数字信号传输至所述成像装置；所述成像装置，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行信号处理以生成脑部功能区域定位图。可选的，所述照明装置包括通过双色镜片耦合的不同波长的照明光源。可选的，所述照明光源为发光二极管(LED)。可选的，所述双波长的光信号包括红光信号和绿光信号。可选的，所述光信号采集装置包括照相机。可选的，所述照相机的采样频率大于50赫兹。可选的，所述控制装置和所述成像装置集成于计算机中。可选的，所述控制装置具体用于通过所述计算机的显示屏为用户提供操作界面，接收用户在操作界面上触发的启动定位操作，响应于所述启动定位操作向所述照明装置和所述光信号采集装置同步发送控制信号。在本申请第二方面提供了一种可移动设备，所述可移动设备上配置有本申请第一方面提供的一种脑部功能区域定位系统。与现有技术相比，本申请提供的技术方案具有如下优点：本申请提供的该脑部功能区定位系统，适合临床手术中使用，其基于内源信号的光学成像(intrinsicopticalimaging)来进行功能区定位。所谓基于内源信号的光学成像，具体是指根据血红蛋白的光吸收特征曲线，用光学的方法记录大脑中基于神经血管偶联机制的血液动力学参数变化来定位脑功能区。该系统采用光成像的方式，通过同步控制照明装置和光信号采集装置能够同步记录大面积脑组织中的活动情况，更具体的，其通过不同波长的照明反映不同的血液动力学参数(例如绿光反映血总量的变化，红光反映血液氧含量的变化)，基于此，对采集的光信号进行分析处理以形成脑部功能区域定位图，因此，该系统具有高时间分辨率和高空间分辨率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种账户登录系统的场景示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的目的在于提供了一种脑部功能区域定位系统通过基于内源信号的光学成像技术，以光学的方法记录大脑中基于神经血管偶联机制的血液动力学参数变化来定位脑功能区，采用光成像的方式能够同步记录大面积脑组织中的活动情况，其具有定位快速，准确的优势，从而能够为医生在术中决策提供更精准的数据。本申请专利技术人研究发现，基于内源信号的光学成像是根据血红蛋白的光吸收特征曲线，用光学的方法记录大脑中基于神经血管偶联机制的血液动力学参数变化来定位脑功能区，基于此，提出了基于内源信号的光学成像，以同步记录大面积脑组织中的活动情况，从而实现脑部功能区域定位，其具有定位快速，准确的优势(拥有100微米的空间分辨率和100毫秒的时间分辨率)，能够满足临床手术中高空间分辨率和时间分辨率的临床需求。为了方便理解本申请的方案，下面先对本申请提供的一种脑部功能区域定位系统进行解释说明。参见图1，图1为本申请提供的一种脑部功能区域定位系统的结构图，如图1所示，该脑部功能区域定位系统10包括：控制装置100、照明装置200、光信号采集装置300以及成像装置400；其中，控制装置100与照明装置200和光信号采集装置300分别通信；而光信号采集装置300与成像装置400相通信。更具体的，各个装置具有如下功能：所述控制装置100，用于响应于用户操作向所述照明装置和所述光信号采集装置同步发送控制信号；所述照明装置200，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号向指定脑部交替发出双波长的光信号；所述光信号采集装置200，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号采集所述指定脑部的光信号，将所述光信号转成数字信号，并将所述数字信号传输至所述成像装置；所述成像装置400，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行信号处理以生成脑部功能区域定位图。在具体实现时，该照明装置300对着待测对象如病人的脑部进行照明，即交替发出双波长的光信号，于此同时，该光信号采集装置300对着该待测对象的脑部进行光信号采集以及光信号转换处理，将光信号转换成数字信号以为后续生成图像提供基础数据。该照明装置200和该光信号采集装置300两者以控制装置100发出的控制信号为基准保持时间同步，同步启动同步工作，该照明装置200的照明频率和该光信号采集装置300的采集频率保持同步。为了便于理解该脑部功能区域定位系统10的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脑部功能区域定位系统，其特征在于，包括：控制装置、照明装置、光信号采集装置以及成像装置；所述控制装置，用于响应于用户操作向所述照明装置和所述光信号采集装置同步发送控制信号；所述照明装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号向指定脑部交替发出双波长的光信号；所述光信号采集装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号采集所述指定脑部的光信号，将所述光信号转成数字信号，并将所述数字信号传输至所述成像装置；所述成像装置，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行信号处理以生成脑部功能区域定位图。

【技术特征摘要】
1.一种脑部功能区域定位系统，其特征在于，包括：控制装置、照明装置、光信号采集装置以及成像装置；所述控制装置，用于响应于用户操作向所述照明装置和所述光信号采集装置同步发送控制信号；所述照明装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号向指定脑部交替发出双波长的光信号；所述光信号采集装置，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号采集所述指定脑部的光信号，将所述光信号转成数字信号，并将所述数字信号传输至所述成像装置；所述成像装置，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行信号处理以生成脑部功能区域定位图。2.根据权利要求1所述脑部功能区域定位系统，其特征在于，所述照明装置包括通过双色镜片耦合的不同波长的照明光源。3.根据权利要求2所述脑部功能区域定位系统，其特征在于，所述照明光源为发光二极管。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，马洪涛，
申请(专利权)人：吉林大学，马洪涛，
类型：新型
国别省市：吉林,22