[发明专利]一种穿戴式fNIRS脑成像系统

权利要求书

1.一种穿戴式fNIRS脑成像系统，其特征在于，包括光源-光电探测器模块、控制及无线传送模块、电源模块、上位机，其中，

所述光源-光电探测器模块包括至少一个光源-光电探测器组件，每个所述光源-光电探测器组件包括内嵌于圆柱形外壳的光源探头和光电探测器，所述光源探头和所述光电探测器的圆柱形外壳之间通过可伸缩拉杆连接，所述可伸缩拉杆绕所述光电探测器具有水平和垂直两个方向的旋转自由度，所述光源探头绕所述可伸缩拉杆具有三个方向的旋转自由度，所述可伸缩拉杆上设置至少一个限位孔，用于调节所述光源探头和所述光电探测器之间的距离；所述可伸缩拉杆的一端与所述光电探测器的外壳通过双轴铰链连接，通过所述双轴铰链调整所述光源探头与所述光电探测器之间的空间角度；所述可伸缩拉杆的另一端与所述光源探头的外壳通过球形铰链连接，通过所述球形铰链使所述光源探头垂直头皮发光；

所述控制及无线传送模块采用ARM、DSP或FPGA作为主控芯片，驱动所述光源-光电探测器模块工作，并将信号通过内置的WiFi或蓝牙模组无线传输至所述上位机中；

所述电源模块为所述光源-光电探测器模块和所述控制及无线传送模块供电；

所述上位机接收所述控制及无线传送模块输出的信号，进行信号处理和分析。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式fNIRS脑成像系统，其特征在于，所述可伸缩拉杆内置直线电位器，根据所述控制及无线传送模块中检测电路的输出电压，实现所述光源探头和所述光电探测器之间间距的自动测量，具体地：

S1：可伸缩拉杆的长度档位由小到大依次为L₁,L₂,…L_i,…L_n，对应的直线电位器阻值依次为R₁,R₂,…R_i,…R_n，对应的检测电路的理论输出电压依次为U₁,U₂,…U_i,…U_n，其中，i为档位序号，n为档位数量，n≥2；

待检测电压为U，若0.9U₁≤U≤1.1U_n，令a＝n，b＝1，a为待检测最高档位，b为待检测最低档位，进入步骤S2；

否则间距L＝-1，即检测电路发生故障，结束测量；

S2：令i＝[(a+b)/2]，[·]代表取整；若i＝1，进入步骤S3；若i＝n，进入步骤S4；若1in，进入步骤S5；

S3：若U(U₁+U₂)/2，令b＝i+1，重复步骤S2；若0.9U₁≤U≤(U₁+U₂)/2，间距L＝L₁，结束测量；

S4：若U(U_n-1+U_n)/2，令a＝i-1，重复步骤S2；若(U_n-1+U_n)/2≤U≤1.1U_n，间距L＝L_n，结束测量；

S5：若U(U_i-1+U_i)/2，令a＝i-1，重复步骤S2；若U(U_i+U_i+1)/2，令b＝i+1，重复步骤S2；若(U_i-1+U_i)/2≤U≤(U_i+U_i+1)/2，间距L＝L_i，结束测量。

3.根据权利要求1所述的一种穿戴式fNIRS脑成像系统，其特征在于，所述可伸缩拉杆上设置五个限位孔，所述可伸缩拉杆的长度有20mm、25mm、30mm、35mm和40mm五个调节档位，用于调节所述光源探头和所述光电探测器之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种穿戴式fNIRS脑成像系统，其特征在于，所述光源探头和所述光电探测器的圆柱形外壳底面设置孔位，用于安装脑电传感器，实现EEG-fNIRS多模态脑成像。