一种近红外探测有效深度测量装置及其工作方法制造方法及图纸

技术编号：42600519 阅读：20 留言：0更新日期：2024-09-03 18:12

本发明专利技术公开一种近红外探测有效深度测量装置及其工作方法，其中一种近红外探测有效深度测量装置包括用于安装近红外探头的外壳体，所述外壳体的内部设置有升降机构，所述升降机构的顶部设置有转动机构，所述转动机构上转动连接有检测圆盘，所述检测圆盘上沿圆周方向设置有多个用于信号识别的检测区块，所述外壳体内填充有仿真介质，所述外壳体内设置有用于测试检测圆盘与近红外探头距离的深度检测机构；本发明专利技术有着测量效果好、结构简单、使用方便的优点。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于近红外检测，具体涉及到一种近红外探测有效深度测量装置及其工作方法。

技术介绍

1、功能性近红外光谱成像（functional near-infrared spectroscopy, fnirs）是一种非侵入性的脑功能成像技术，近年来在认知神经科学、心理学、教育学和医学领域得到了广泛应用。fnirs通过近红外光探测脑组织中的血氧变化，提供与脑活动相关的信息。

2、fnirs基于近红外光在生物组织中的相对透明性，利用近红外光照射头皮，检测反射或透射光的变化，以推测脑血氧浓度的变化，其原理基于近红外光在生物组织中的光学特性和血液中的血红蛋白的吸光特性。大脑活动时，局部血氧饱和度会发生改变，fnirs通过监测这种变化来间接测量脑功能活动。

3、基于近红外光穿透力强的特点，在静息态或任务态下，通过在受试者头颅表面安置不同数目的近红外光发射探头和近红外光吸收探头，给予近红外光照射，以单通道或多通道测量脑组织对近红外光吸收量和变化。在光吸收量产生变化的同时，对大脑皮质相应区域中各项指标进行测量，这些指标包括血液中的hbo2、hb、总氧合血红蛋白（thb）、氧化的细胞色素氧化酶（cytox）、脑血流量（cbf）、脑血容量（cbv）、组织氧合指数（toi）、局部氧饱和度（iso）。并将各指标的变化以二维或三维图像方式进行重建，通过动态图像的显示来反映脑皮质功能状态。

4、现有技术中的不足之处在于，使用近红外设备在脑部进行检测时，无法得知近红外线检测的有效深度，影响了近红外设备的使用效果。

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技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种近红外探测有效深度测量装置及其工作方法，该方案有着测量效果好、结构简单、使用方便的优点。

2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种近红外探测有效深度测量装置，包括用于安装近红外探头的外壳体，所述外壳体的内部设置有升降机构，所述升降机构的顶部设置有转动机构，所述转动机构上转动连接有检测圆盘，所述检测圆盘上沿圆周方向设置有多个用于信号识别的检测区块，所述外壳体内填充有仿真介质，所述外壳体内设置有用于测试检测圆盘与近红外探头距离的深度检测机构。

3、上述方案中，通过外壳体容纳仿真介质形成仿头颅结构模拟脑组织测试条件，外壳体对内部的部件进行连接定位，升降机构用于调节检测圆盘与近红外探头距离，实现近红外探测的有效深度值测试，设置转动机构来带动检测圆盘转动，检测圆盘上各检测区块对近红外光散射及吸收不同，测试时，近红外探测机构能检测到因检测圆盘的转动而引起的信号相应变化后，升降机构加大检测圆盘与探头距离，直到无法探测到圆盘转动引起的信号变化，以此评判有效探测深度，通过深度检测机构来测试近红外探头的测量深度数值。

4、进一步的，所述检测圆盘为透明材质，所述检测区块包含开设在检测圆盘上的密封腔，所述密封腔内填充有检测介质。

5、通过透明材质的检测圆盘来方便于近红外光穿过到达密封腔内的检测介质处，通过检测圆盘的转动使近红外探头能够接收到周期性变化的信号，方便于识别。

6、进一步的，所述外壳体上套设有柔性套，所述柔性套上设置有近红外探头，所述近红外探头包含光源探头和接收探头。

7、设置柔性套来保证近红外探头的位置，并使近红外探头正对外壳体，光源探头用于发射近红外光，接受探头用于接收反射回的近红外光。

8、进一步的，所述升降机构包含安装底座，所述安装底座滑动连接有连接部，所述连接部与安装底座间设置有升降动力件，所述安装底座与外壳体连接。

9、安装底座与连接部滑动连接，通过升降动力件提供动力带动连接部升降，安装底座与外壳体连接保证定位稳定。

10、进一步的，所述转动机构设置在连接部的顶部，所述升降动力件包含升降电机，所述升降电机的输出端设置有螺杆，所述螺杆与安装底座螺接。

11、通过连接部来对转动机构和升降电机进行连接定位，螺杆与安装底座螺接，升降电机通过带动螺杆转动来带动连接部升降。

12、进一步的，所述检测机构包含设置在安装底座处的刻度线，所述连接部的底面用于与刻度线配合，所述外壳体上设置有与刻度线位置对应的观察窗。

13、通过在安装底座上设置刻度线来与连接部配合从而方便于读取检测圆盘的位移值，从而方便得出探头与检测圆盘的间距值，通过开设观察窗来方便于人眼观察外壳体内部情况，结构简单，使用方便。

14、进一步的，所述仿真介质包含生理盐水，所述外壳体的顶部设置有注水管，所述外壳体的底部设置有出水管，所述注水管、出水管处均设置有阀门。

15、通过在外壳体内填充生理盐水来模拟脑组织，设置注水管和出水管来方便于仿真介质的注入和排出，通过阀门控制管道的开关。

16、进一步的，所述外壳体上设置有定位平面，所述定位平面处可拆卸的设置有近红外探头。

17、通过定位平面方便于使近红外探头正对检测圆盘，并使检测圆盘与光源探头、接受探头保持相同距离，保证深度测量的准确性。

18、进一步的，所述定位平面处设置有若干探头插座，所述探头插座包含光源座和接收座。

19、探头插座上开设有插孔来方便于探头的连接，光源座用于光源探头插接，接收座用于接收探头插接。

20、一种如上述的近红外探测有效深度测量装置的工作方法，包含如下步骤：s1、将近红外仪器的近红外探头定位在外壳体上，使近红外探头方向朝向检测圆盘的顶面；s2、转动机构工作带动检测圆盘转动，调节升降机构，使近红外仪器检测到检测圆盘处的变化信号，检测时，光源探头发射的近红外光线经过外壳体、生理盐水、检测圆盘后到达接收探头；s3、调节升降机构，使检测圆盘远离近红外探头，深度检测机构能检测到变化信号的最大距离即为近红外探测有效深度值。

21、上述方案中，步骤s1将近红外一起的近红外探头定位在外壳体上，使近红外探头方向朝向检测圆盘的顶面，来方便于近红外探头获取检测信号和有效深度的检测，s2中通过转动机构带动检测圆盘转动来方便于近红外仪器产生周期性的变化信号，从而确保深度数据的有效性，通过升降机构来带动检测圆盘升降，方便于调节检测圆盘与近红外探头的间距，光源探头的近红外光线经过外壳体、生理盐水来模拟脑组织工况，s3通过调节升降机构来逐渐加大检测圆盘与近红外探头的间距，当周期性变化信号消失则超出有效深度需减小间距，通过深度检测机构读出该点处的有效深度值。

22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

23、1.通过在外壳体内填充仿真介质来模拟脑组织环境，在外壳体内设置升降机构、转动机构和检测圆盘，通过逐渐加大近红外探头与检测圆盘的间距，配合深度检测机构测试近红外机构的有限测试深度，为实际脑部近红外检测性能提供参考，整体结构简单，测量效果好；

24、2.通过在检测圆盘上设置多个检测区块，来在近红外机构检测时形成周期变化性的检测信号，方便于信号识别，提高测试准确性，测量效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，包括用于安装近红外探头的外壳体，所述外壳体的内部设置有升降机构，所述升降机构的顶部设置有转动机构，所述转动机构上转动连接有检测圆盘，所述检测圆盘上沿圆周方向设置有多个用于信号识别的检测区块，所述外壳体内填充有仿真介质，所述外壳体内设置有用于测试检测圆盘与近红外探头距离的深度检测机构。

2.根据权利要求1所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述检测圆盘为透明材质，所述检测区块包含开设在检测圆盘上的密封腔，所述密封腔内填充有检测介质。

3.根据权利要求1所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述外壳体上套设有柔性套，所述柔性套上设置有近红外探头，所述近红外探头包含光源探头和接收探头。

4.根据权利要求1所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述升降机构包含安装底座，所述安装底座滑动连接有连接部，所述连接部与安装底座间设置有升降动力件，所述安装底座与外壳体连接。

5.根据权利要求4所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述转动机构设置在连接部的顶部，所述升降

6.根据权利要求4所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述检测机构包含设置在安装底座处的刻度线，所述连接部的底面用于与刻度线配合，所述外壳体上设置有与刻度线位置对应的观察窗。

7.根据权利要求1所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述仿真介质包含生理盐水，所述外壳体的顶部设置有注水管，所述外壳体的底部设置有出水管，所述注水管、出水管处均设置有阀门。

8.根据权利要求1所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述外壳体上设置有定位平面，所述定位平面处可拆卸的设置有近红外探头。

9.根据权利要求8所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述定位平面处设置有若干探头插座，所述探头插座包含光源座和接收座。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的近红外探测有效深度测量装置的工作方法，其特征在于包含如下步骤：S1、将近红外仪器的近红外探头定位在外壳体上，使近红外探头方向朝向检测圆盘的顶面；S2、转动机构工作带动检测圆盘转动，调节升降机构，使近红外仪器检测到检测圆盘处的变化信号，检测时，光源探头发射的近红外光线经过外壳体、生理盐水、检测圆盘后到达接收探头；S3、调节升降机构，使检测圆盘远离近红外探头，深度检测机构能检测到变化信号的最大距离即为近红外探测有效深度值。

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【技术特征摘要】

5.根据权利要求4所述的近红外探测有效深度测量装置，其特征在于，所述转动机构设置在连接部的顶部，所述升降动力件包含升降电机，所述升降电机的输出端设置有螺杆，所述螺杆与安装底座螺接。

6.根据权利要求4所述的近红外探...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙聪，张正飞，邹峻，曾瑞，何利斌，蔡胜安，蔡宇霄，葛康，张春兰，
申请(专利权)人：武汉资联虹康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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