一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，包括控制组件和发射组件，所述控制组件和发射组件之间电连接；所述控制组件，用于生成并输出不同频率的驱动信号，以及生成并输出不同大小的电压信号；所述发射组件，用于根据驱动信号驱动发射组件发出不同频率的光，以及根据电压信号改变流经发射组件的电流大小。本发明专利技术通过简单电路的设计，实现了发射光信号的波长可调可选以及光强可调，提高了整个系统的适用范围，以较低的成本拓宽了对表皮到脑髓液间生理信号检测的研究场景。究场景。究场景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统


[0001]本专利技术属于医疗影像
，具体为一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统。

技术介绍

[0002]近红外脑功能成像，又称功能近红外光谱(Functional near
‑
infrared spectroscopy，fNIRS)，作为一种无创脑功能神经影像技术，具有操作简单、使用成本低、抗干扰性强、兼容性好等优势，可实现临床多种自然场景下患者脑功能的快速检查，在临床领域得到广泛应用。
[0003]目前的近红外扩散光学技术可以用来侦测脑部相关的功能性神经活动情形，主要通过使用在近红外光范围内不同波长的光线针对含氧血红素与缺氧血红素不同的吸收系数进行演算进而可以得到随着大脑活动而产生不同的血氧浓度。
[0004]利用光的某些特性进行各项生理研究指标，已日趋流行。如公开号CN103565440A的中国专利于2014年2月12日公开的一种大脑体积测量系统，利用光线通过大脑时，大脑结构的不同影响光学讯号在大脑中的分布情形来进行造影与量化分析。
[0005]目前，对于达到表皮到脑髓液间的相关生理指标的研究，备受研究者关注。但是市场上现有产品波段较为集中，可选空间小，不利于多场景的应用研究。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，以解决上述至少一个技术问题。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0008]一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，包括控制组件和发射组件，所述控制组件和发射组件之间电连接；所述控制组件，用于生成并输出不同频率的驱动信号，以及生成并输出不同大小的电压信号；所述发射组件，用于根据驱动信号驱动发射组件发出不同频率的光，以及根据电压信号改变流经发射组件的电流大小。
[0009]上述技术方案中，控制组件和发射组件之间以电信号的方式进行信息传输，信号干扰较小，保证了研究结果的准确性；控制组件通过输出多个不同频率的驱动信号给发射组件，使发射组件中多个发光元件分别发出不同波长的光，同时，控制组件通过输出多个不同大小的电压信号给发射组件，使发射组件中流经对应发光元件的电流大小不同，产生具有不同光强的光，最终形成不同波长、不同光强的光信号的同时发射。
[0010]上述技术方案通过简单电路的设计，实现了发射光信号的波长可调可选以及光强可调，提高了整个系统的适用范围，以较低的成本拓宽了对表皮到脑髓液间生理信号检测的研究场景。
[0011]作为进一步的技术方案，所述发射组件内集成有多个LED，每一LED对应一驱动电路，所述驱动电路与控制组件电连接。该技术方案通过控制组件发送驱动信号给驱动电路，
使驱动电路驱动LED发光，多个不同频率的驱动信号驱动多个LED发出不同波长的光，从而通过控制组件端对驱动信号频率的设置，实现不同波长光的发射，提高了发射光波长的可选择空间。
[0012]作为进一步的技术方案，多个所述驱动电路分别接入不同频率的驱动信号，用于驱动多个LED分别发出不同波长的光。不同频率的驱动信号驱动不同的LED发光，同时获取具有不同波长的光信号，拓展了整个系统的适用面。
[0013]作为进一步的技术方案，所述驱动电路包括三极管，所述三极管的通断由控制组件发出的驱动信号控制，所述三极管的集电极电压由控制组件发出的电压信号控制。该技术方案中，驱动电路接收到驱动信号，则驱动对应的三极管导通，使对应的LED发光；驱动电路接收到电压信号，使三极管的集电极获得电压，并依据电压的大小改变流经LED的电流大小，使LED发出的光的光强改变。该技术方案通过对三极管的控制实现了对LED发光的波长及光强的控制。
[0014]作为进一步的技术方案，所述控制组件具有处理单元，用于生成不同频率的PWM波信号；DA转换单元，用于对处理单元生成的数字信号进行DA转换得到不同大小的模拟电压信号。该技术方案中，处理单元可采用单片机、MCU等实现，DA转换单元可采用高速DA采集芯片，处理单元和DA转换单元均可集成在电路板上且所占空间较小，并且由于控制组件与发射组件电连接的形式，在不使用时可将控制组件与发射组件拆开来分别存储或携带，提高整体系统的便携性。
[0015]作为进一步的技术方案，所述DA转换模块为多通道模块，用于输出多路不同大小的模拟电压信号。这里可以依据实际研究需要设定多通道的数量，每一通道输出不同的模拟电压信号。进一步来说，多通道的数量可由硬件终端发送指令来设置或由软件应用程序进行设置。
[0016]作为进一步的技术方案，所述控制组件与发射组件之间通过两条线路连接，一路用于传输驱动信号，一路用于传输电压信号。该技术方案中，两条线路都是可拔插的方式连接在控制组件和发射组件之间，线路连接方便，且不会干扰监测信号，整体系统具有很好的便携性。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0018](1)本专利技术的系统由控制组件和发射组件构成，控制组件和发射组件之间以电信号的方式进行信息传输，信号干扰较小，保证了研究结果的准确性；控制组件通过输出多个不同频率的驱动信号给发射组件，使发射组件中多个发光元件分别发出不同波长的光，同时，控制组件通过输出多个不同大小的电压信号给发射组件，使发射组件中流经对应发光元件的电流大小不同，产生具有不同光强的光，最终形成不同波长、不同光强的光信号的同时发射。
[0019](2)本专利技术通过简单电路的设计，实现了发射光信号的波长可调可选以及光强可调，提高了整个系统的适用范围，以较低的成本拓宽了对表皮到脑髓液间生理信号检测的研究场景。
[0020](3)本专利技术在控制组件和发射组件之间通过两条线路进行电连接，两条线路都是可拔插的方式连接在控制组件和发射组件之间，线路连接方便，且不会干扰监测信号，整体系统具有很好的便携性。
附图说明
[0021]图1为根据本专利技术实施例的多波段调制光发射系统的示意图。
[0022]图2为根据本专利技术实施例的发射组件内的驱动电路示意图。
具体实施方式
[0023]以下将结合附图对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]在本专利技术中，除非另有明确的规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，其特征在于，包括控制组件和发射组件，所述控制组件和发射组件之间电连接；所述控制组件，用于生成并输出不同频率的驱动信号，以及生成并输出不同大小的电压信号；所述发射组件，用于根据驱动信号驱动发射组件发出不同频率的光，以及根据电压信号改变流经发射组件的电流大小。2.根据权利要求1所述一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，其特征在于，所述发射组件内集成有多个LED，每一LED对应一驱动电路，所述驱动电路与控制组件电连接。3.根据权利要求2所述一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，其特征在于，多个所述驱动电路分别接入不同频率的驱动信号，用于驱动多个LED分别发出不同波长的光。4.根据权利要求2所述一种用于穿透大脑皮层到脑髓液的多波段高频光发射系统，其特征在于，所述驱动电路包括三极管，所述三极管的通断由控制组件发出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭开运，郑立君，万民，夏丽荣，尧利书，
申请(专利权)人：武汉资联虹康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：