[发明专利]一种新型TMS-fNIRS脑成像装置

权利要求书

1.一种TMS-fNIRS脑成像装置，其特征包括光纤探头模块、fNIRS硬件模块、上位机处理模块、TMS刺激器。其中光纤探头模块包括发射光纤和接收光纤；fNIRS硬件模块包括光电转换模块、放大和滤波模块、供电模块、光源驱动模块、BNC接口模块和NI采集板卡；上位机处理模块包括信号采集模块、信号处理模块和TMS控制模块。近红外光由光纤模块发射端发射至脑组织后，由光纤接收端采集反射的近红外信号，至光电转换模块进行光信号至电信号的转换，放大和滤波模块对电信号进行滤波和放大，供电模块为各个模块提供稳定的电源，光源驱动模块驱动激光二极管发出近红外光，BNC接口模块实现上位机与TMS刺激器之间的通信，上位机模块完成信号的采集、处理以及对各个模块的控制。

2.权利要求1所述的TMS-fNIRS脑成像装置，其特征在于其光纤探头模块包括发射光纤和接收光纤，材料选用石英光纤，内置反射镜使光路改变90°，使探头的高度降低至5mm。

3.权利要求2所述的TMS-fNIRS脑成像装置，其特征在于fNIRS硬件模块包括光电转换模块以及放大和滤波模块，并且所述光电转换模块采用APD模块C5460，此模块将光纤接收端采集到的光信号转化为电信号，所述放大和滤波模块采用6阶巴特沃兹滤波器和PGA204数字放大器实现对电信号的放大和滤波处理。

4.权利要求3所述的TMS-fNIRS脑成像装置，其特征在于所述上位机处理模块中包括NI采集板卡，供电模块，光源驱动模块；

其中NI采集板卡采用多功能采集卡PCI6251，实现上位机处理模块与各模块的通信和模拟至数字信号的转换，供电模块实现对各模块的供电，选用的是稳压芯片LM7805，光源驱动模块采用以NZP为核心芯片的驱动电路，实现对激光二级管的控制。

5.权利要求4所述的TMS-fNIRS脑成像装置，其特征在于所述TMS刺激器中，BNC接口与该刺激器进行通信，从而实现上位机处理模块对刺激器的实时控制。

6.权利要求5所述的TMS-fNIRS脑成像装置，其具体工作方式为：光纤探头包括发射光纤和接收光纤，发射光纤受上位机处理模块控制发出波长分别为690nm和830nm的双波长近红外光后，经大脑皮层发射后的近红外光由接收光纤采集，再由fNIRS处理传输至上位机处理模块，上位机处理模块处理采集到的脑血氧信号，可以控制TMS设备对脑进行磁刺激；这样形成一个闭合的环路，实现在TMS刺激下的实时脑血氧信号的成像，并能实时对采集到的信号进行滤波、功率谱计算和去噪等预处理过程。