[实用新型]一种用于近红外光谱脑功能成像的采集装置

说明书

本实用新型提供一种用于近红外光谱脑功能成像的采集装置，包括头帽、呈网络状均匀分布于头帽的卡扣、设置于头帽上的弹性调节带以及与相邻卡扣连接的挡片；所述头帽具有呈网络状均匀分布于头帽的预留孔，卡扣通过预留孔分布于头帽上；所述弹性调节带通过固定结构可拆卸地连接到头帽；相邻的所述卡扣之间均连接有所述挡片，并且所述挡片可以相对于所述卡扣的中心轴线旋转。本实用新型提供的采集装置可以在不同头型下使光源/探测器能够紧密地与受试者的皮肤接触，即使受试者处于剧烈的运动状态也能够保证采集探头正常工作不受外界干扰，并且同时确保光源/探测器的标准定位，满足固定间距要求，保证实验数据的准确。

技术领域

本实用新型涉及近红外光谱脑功能成像领域，具体涉及一种用于近红外光谱脑功能成像的采集装置。

背景技术

fNIRS（functional near-infrared spectroscopy，功能性近红外光谱技术）是新一代的脑功能成像技术。大脑通过血液的新陈代谢为神经元活动提供所需的氧，氧又通过血液中的血红蛋白进行传输，故而认知活动过程中大脑活动区域会出现血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的变化。利用脑组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对600-900nm不同波长的近红外光吸收率的差异特性，可以实时、直接检测大脑皮层的血液动力学活动。通过观测这种血液动力学变化，即通过神经血管耦合规律可以反推大脑的神经活动情况，因而在大脑功能研究领域拥有巨大的应用空间。

近红外光谱脑功能成像系统中，近红外光通过光源探头入射大脑组织，穿过大脑组织后的出射光由探测器检测。由于近红外光在大脑组织中以光源探头为中心呈圆形传播，所以，当探测器位于以光源探头为圆心，以3cm为半径的圆周上及其附近时，近红外光谱脑功能成像系统都可以得到可靠的测量数据。当头帽上一个光源探头和一个探测器的直线距离近似为3cm时，它们构成一个检测通道，一个检测通道可以检测位于该近红外光源探头和近红外探测器连线下的一部分大脑皮层功能活动情况。现有的探头排布方式一般以等间距探头拓扑排布。

CN103735248A的发明专利公开了一种近红外光谱技术和电极联合检测装置，该装置分为弹性内层和非弹性外层，弹性内层适用于不同被检测生理部位形状，并装载有按照标准定位排布的电极，非弹性外层上安装有间距固定的近红外探头。公开号为CN1833605A的发明专利公布了一种近红外脑功能成像头盔，由单片边长为3cm的正五边形和单片边长为3cm的正六边形拼接而成。

现有的近红外光谱采集装置在采集近红外光谱信号时，要求光源/探测器必须与受试者的皮肤紧密结合，否则会使得采集近红外光谱的探头接收到外界的光信号影响对受试者近红外光谱信号的采集。为了获得较准确的实验数据，就要使用标准定位，装置要能够适应不同的头型，装置需要具有弹性，但是这样会因张力分散，引起近红外探头与头皮接触不好，装置拉伸后导致近红外探头之间的距离改变，而光源探头和探测器间距是影响近红外光谱术探测深度的重要因素。并且弹性装置对于具有一定重量的光纤支撑性较差，增大了装置佩戴的难度，实用性差。要保证近红外光源和探测器间距固定要求，装置材料需要为非弹性材料，不可拉伸，但是这样的话就不能适应不同的头型，无法保证光源/探测器的标准定位，且被试佩戴不舒适。另外，无论采用正六边形还是正五边形，都存在很多空白区域，近红外探头排布密度相对有限，从而可能遗漏一些重要的研究信息。近红外光学信号采集时需尽可能覆盖到感兴趣的区域甚至全脑来进行数据分析，提高近红外探头的排布密度很有必要。同样上述头帽都忽视了个体的头部外形特征各不相同的特点。男性头部体积较大,趋于方正,形体起伏较大。女性头部线条趋于柔和,形体起伏较小。老年头部顶丘因毛发稀疏而十分显著,幼儿头部的脑颅体积占头部的5/6,头顶骨隆起,额丘高而显著。上述是天生原因，也有后天原因如头发蓬松，头发浓密导致头帽不能持续贴合皮肤。普通头帽一般为正常头模大小，这就导致头型特殊的人群如小头，扁头等使用就会出现空虚状态。

发明内容