一种近红外脑氧检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种近红外脑氧检测系统，本实用新型专利技术的近红外脑氧检测系统具有多个检测单元，有利于提高检测分辨率；另外，通过将近红外光源和光电传感器交错排列分布，减少接收干扰信号以降低干扰信号的噪声，可有效提高脑血氧数据的准确度和精度，克服现有技术中近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的技术问题。

A near infrared brain oxygen detection system

【技术实现步骤摘要】
一种近红外脑氧检测系统
本技术涉及脑信息采集领域，尤其是一种近红外脑氧检测系统。
技术介绍
近年来，作为医学图像技术的新兴力量的近红外光谱术(Near-infraredSpectroscopy，NIRS)，正在逐渐应用于生物医学的领域，现在已经成为研究的热点。NIRS成像的原理是光与脑组织的相互作用，NIRS是以活体组织中各主要色团的吸收光谱为基础，结合光在组织中的传播规律，利用近红外光良好的穿透能力的特点，研究其在组织中经过一系列吸收、散射后出射时所携带的信息。另外，近红外光谱术作为一种脑氧监测技术得到了广泛的应用，该技术应用近红外频段对生物组织的相对透明性，通过检测组织光学特性得到氧合血红蛋白和去氧血红蛋白浓度的变化。与功能磁共振成像、脑电图等其他监测皮层功能活动的技术相比，近红外光谱技术能够同时具备较高的空间分辨率和时间分辨率。同时，近红外光谱技术能够无创、连续的监测脑功能活动，设备体积小，检测成本低。然而，已知的近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的缺陷，因而需要对其进行改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的是提供一种近红外脑氧检测系统，用于提高脑血氧数据的准确度。本技术所采用的技术方案是：本技术提供一种近红外脑氧检测系统，包括主控电路、用于驱动近红外光源的光源驱动电路和多个检测单元，所述检测单元包括近红外光源和光电传感器，所述近红外光源可发出两种不同波长的近红外光，所述光电传感器的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光源驱动电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接，所述检测单元用于向脑部组织发射近红外光并接收经所述脑部组织散射和折射后出射的近红外光，所述近红外光源与所述光电传感器之间交错排列分布。进一步地，所述脑部组织包括顶叶组织和/或颞叶组织。进一步地，所述近红外光源与所述光电传感器的水平间距范围为1.8cm～2.5cm。进一步地，所述光电传感器的水平间距范围为3.6cm～4.8cm。进一步地，所述光电传感器的纵向间距范围为2.8cm～3.2cm。进一步地，所述近红外光源发出的近红外光的波长范围为760nm～850nm。进一步地，所述主控电路包括子主控电路和计算机，所述计算机与子主控电路连接，所述子主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光电传感器的输出端与所述子主控电路的输入端连接。进一步地，所述光源驱动电路包括数字模拟转换电路和电压电流转换电路，所述主控电路的输出端与所述数字模拟转换电路的输入端连接，所述数字模拟转换电路的输出端与所述电压电流转换电路的输入端连接，所述电压电流转换电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接。进一步地，所述光源驱动电路还包括低通滤波电路，所述数字模拟转换电路的输出端与所述低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与所述电压电流转换电路的输入端连接。进一步地，所述近红外脑氧检测系统包括至少二十个所述检测单元。本技术的有益效果是：本技术的近红外脑氧检测系统具有多个检测单元，有利于提高检测分辨率；另外，通过将近红外光源和光电传感器交错排列分布，减少接收干扰信号以降低干扰信号的噪声，可有效提高脑血氧数据的准确度和精度，克服现有技术中近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的技术问题。另外，本技术还通过将顶叶组织和/或颞叶组织部位作为检测部位，可进一步提高脑血氧数据的准确度。附图说明图1是本技术一种近红外脑氧检测系统的一具体实施例结构框图；图2是本技术一种近红外脑氧检测系统的头套的一具体实施例示意图；图3是本技术一种近红外脑氧检测系统的头套的另一具体实施例示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参考图1，图1是本技术一种近红外脑氧检测系统的一具体实施例结构框图；近红外脑氧检测系统包括主控电路、用于驱动近红外光源的光源驱动电路和多个检测单元，本实施例中，检测系统具有至少二十个检测单元，检测单元包括近红外光源和光电传感器，近红外光源可发出两种不同波长的近红外光，两种波长的范围均为760nm～850nm，只需要保证选取不同的波长即可，两种波长的光的发射功率范围分别为10mw-15mw以及10mw-18mw；多个检测单元用于向脑部组织发射近红外光并接收经脑部组织散射和折射后出射的近红外光，近红外光源与光电传感器之间交错排列分布，具体地，主控电路的输出端与光源驱动电路的输入端连接，光源驱动电路的输出端与近红外光源的输入端连接以使近红外光源向脑部组织发出近红外光，而光电传感器负责检测经脑部组织散射和折射后出射的近红外光信号，光电传感器的输出端与主控电路的输入端连接以向主控电路传输接收到的近红外光信号，其中，主控电路用于根据光电传感器接收的近红外光信号完成数据读取与分流、解调提取出其中携带的组织血液动力学信息、脑血氧数据保存与显示等功能。本实施例中，主控电路包括子主控电路和计算机，子主控电路与计算机连接以接收计算机的控制指令，子主控电路的输出端与光源驱动电路的输入端连接，光电传感器的输出端与子主控电路的输入端连接。具体地，子主控电路包括微控制器，微控制器采用USB微控制芯片CY7C68013以实现微控制器与计算机之间的USB通信。本技术的近红外脑氧检测系统具有多个检测单元，近红外光源和光电传感器的数目的增加有利于被检测部位分辨率的全面提高；通过引入通信领域的分频复用技术和调制解调技术，实现多通道的同步检测；另外，通过将近红外光源和光电传感器交错排列分布，减少接收干扰信号以降低干扰信号的噪声，可有效提高脑血氧数据的准确度和精度，克服现有技术中近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的技术问题。具体地，对检测单元的近红外光源的信号进行编码，一个光电传感器对应接收一个近红外光源的信号，光电传感器根据编码不同可以滤除干扰信号以检测对应编码的近红外光源射出的近红外光；再加上近红外光源和光电传感器交错排列分布，可进一步减少光电传感器接收到其他编码的近红外光信号，以降低干扰信号的噪声。实际检测时，将检测单元放置于被测者的脑部的左右顶叶和部分左右颞叶脑区以向脑部组织发射近红外光，检测单元接收经脑部组织散射和折射后出射的近红外光；主控电路对检测单元接收的近红外光进行数据读取、数据处理以得到脑血氧数据，脑血氧数据包括氧合血红蛋白浓度和/或去氧血红蛋白浓度；其中，进行数据处理以获取脑血氧数据的方法采用现有数据处理方法，在此不做赘述；值得注意的是，数据读取环节和数据处理环节的软件结构采用生产者/消费者模式。本实施例中，计算机中的数据处理采用LabVIEW软件系统来实现，软件结构采用生产者/消费者设计模式，数据读取环节和数据处理环节两个并列的While循环共享同一个缓存队列，在数据读取环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外脑氧检测系统，其特征在于，包括主控电路、用于驱动近红外光源的光源驱动电路和多个检测单元，所述检测单元包括近红外光源和光电传感器，所述近红外光源可发出两种不同波长的近红外光，所述光电传感器的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光源驱动电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接，所述检测单元用于向脑部组织发射近红外光并接收经所述脑部组织散射和折射后出射的近红外光，所述近红外光源与所述光电传感器之间交错排列分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种近红外脑氧检测系统，其特征在于，包括主控电路、用于驱动近红外光源的光源驱动电路和多个检测单元，所述检测单元包括近红外光源和光电传感器，所述近红外光源可发出两种不同波长的近红外光，所述光电传感器的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光源驱动电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接，所述检测单元用于向脑部组织发射近红外光并接收经所述脑部组织散射和折射后出射的近红外光，所述近红外光源与所述光电传感器之间交错排列分布。


2.根据权利要求1所述的近红外脑氧检测系统，其特征在于，所述脑部组织包括顶叶组织和/或颞叶组织。


3.根据权利要求1所述的近红外脑氧检测系统，其特征在于，所述近红外光源与所述光电传感器的水平间距范围为1.8cm～2.5cm。


4.根据权利要求1至3任一项所述的近红外脑氧检测系统，其特征在于，所述光电传感器的水平间距范围为3.6cm～4.8cm。


5.根据权利要求1至3任一项所述的近红外脑氧检测系统，其特征在于，所述光电传感器的纵向间距范围为2.8cm～3.2cm。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋四云，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44