[发明专利]一种通道可灵活配置的近红外脑功能成像系统

说明书

本发明公开了一种通道可灵活配置的近红外脑功能成像系统，包括控制调节模块、数据处理模块以及多个光学收发模块；光学收发模块一端分别与控制调节模块及数据处理模块连接，另一端通过传输光纤与光纤探头连接；多个光纤探头用于向大脑皮层发射探测光信号或接收经大脑皮层反射回的光谱信号；光学收发模块用于向传输光纤发射探测光信号或接收传输光纤传回的光谱信号；控制调节模块用于调节光学收发模块发出探测光的功率，以及控制切换光学收发模块的工作模式；数据处理模块用于处理经传输光纤传回的光谱信号。本发明的光学收发模块既可以作为光发射模块使用，也可以作为光接收模块使用，极大地增加了检测通道的数量，提高了检测效率。

技术领域

本发明属于近红外脑功能成像技术领域，具体涉及一种通道可灵活配置的近红外脑功能成像系统。

背景技术

作为脑功能成像技术的代表，功能核磁共振成像(fMRI)、正电子发射断层成像(PET)和脑电(EEG)等技术在脑功能研究领域和脑疾病诊断治疗方面发挥着重要的作用，但是高昂的成本、较低的时间分辨率、对被试或病患本身的限制要求以及可能带来的副作用等缺点使这些技术的应用都有一定的局限。近红外光谱成像技术(NIRS)以低成本、时间分辨率高、无副作用伤害、对被试或病患无限制要求等优点成为脑功能成像技术的重要组成部分。

国外近红外光谱成像技术发展较早，已有比较成熟的产品，例如日本日立公司的ETG系列、岛津的FOIRE系列、美国TechEn公司的CW系列。国内相关技术则比较落后，还没有比较成熟的产品。现有的近红外光谱成像系统尽管能够完成血氧信息检测，但是在具体模块的设计上，光接收单元和光接收单元整体的集成都存在不足。

公开号为CN103156620A的中国专利公开了一种多通道并行近红外光谱成像系统，采用多波长LED完成近红外光的发射，雪崩光电二极管进行微弱光信号的检测，采用模拟锁定放大器技术实现信号放大，并可以采用中国专利申请CN200520002784.8中公开的近红外光谱脑功能成像头盔来改善自适应头部部分设计的不合理。该专利的多通道并行近红外光谱成像系统可实现对大脑血氧信号持续快速准确的检测和采集，解决了现有功能近红外系统的不足，真正发挥了功能近红外光谱成像技术相对于其他脑功能成像技术的优势。

该专利虽然可以实现多通道并行检测，提高检测效率；但是还存在以下缺陷：其一，接收探头和发射探头不能灵活配置，同一个位置只能布置发射探头或接收探头；其二，自检操作麻烦，不能在不改变探头位置的前提下将发射探头和接收探头互换来做自检对比；其三，发射探头和接收探头不能共用一个，导致发射探头和接收探头都需要各自配置一路光纤，增加了系统成本就；其四，在不改变探头位置的前提下，检测通道数过少，不能通过灵活配置探头来增加检测通道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种通道可灵活配置的近红外脑功能成像系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种通道可灵活配置的近红外脑功能成像系统，包括控制调节模块、数据处理模块以及多个光学收发模块；所述光学收发模块一端分别与控制调节模块及数据处理模块连接，另一端通过传输光纤与光纤探头连接；多个所述光纤探头分布式安装到大脑外侧，用于向大脑皮层发射探测光信号或接收经大脑皮层反射回的光谱信号；所述光学收发模块用于向传输光纤发射探测光信号或接收传输光纤传回的光谱信号；所述控制调节模块用于调节光学收发模块发出探测光的功率，以及控制切换光学收发模块的工作模式；所述数据处理模块用于处理经传输光纤传回的光谱信号。

具体地，所述光学收发模块包括：

至少两个光发射单元，用于发射多种波长的探测光信号；

光接收单元，用于接收传输光纤传回的光谱信号；

光学接头，用于将多种波长的探测光信号耦合进传输光纤，或者将传输光纤传回的光谱信号导入光接收单元；