本發明涉及一種近紅外光譜腦成像系統，屬于醫學影像技術領域。

背景技術：

目前研究腦功能的無創方法主要包括功能核磁共振(fMRI) 和正電子發射層析成像(PET)、腦電圖(EEG)、事件相關電位(ERP) 和腦磁圖(MEG) 和光學成像方法(NIRS)。NIRS采用兩個以上波長(600-900nm 波段內) 的光在頭皮的預定區域內進行多點照射，由于近紅外光的深度穿透能力，且反映腦組織代謝和血液動力學的氧合血紅蛋白(HbO) 和還原血紅蛋白(Hb) 正是近紅外光波段內的主要吸收體，在距離照射點幾厘米處探測由頭皮出射的光，由于出射光攜帶了腦皮層的HbO 和Hb 濃度變化的信息，經過算法可給出腦皮層的HbO和Hb 濃度變化的空間分布圖，從而實現腦功能的研究或疾病的診斷。相比于其它腦功能成像方法，NIRS 設備價格較低，體積小便于移動，具有很高的時間分辨率和較高的空間分辨率。它能實現在任何時候、任何地方、長時間、多次腦功能成像，更重要的是由于其探頭固定在頭部，成像是以頭本身作為坐標，因此具有很高的被試者運動魯棒性，它也是目前唯一一個可以應用于嬰兒的腦功能成像儀器。因為NIRS 的上述優點，它已經成為腦功能研究、運動醫學研究的先進方法。經過逐步的發展，日本日立公司成產的ETG 系統和TechEn 公司與麻省醫學院合作開發的CW 系列已經占據了較重要的地位。

功能近紅外光譜成像技術已經成為現代神經科學領域研究的重要手段，在科研領域有重要研究價值，而且在臨床方面也有大量應用。但近年在近紅外方面國內卻鮮有成果，其中主要原因是受限于近紅外的設備緊缺，也沒有國產的能覆蓋全腦的大型近紅外設備進行硬件支撐。目前的近紅外設備市場，基本被國外公司所壟斷，設備價格昂貴，使得國內基于近紅外的神經科學研究和相關臨床疾病研究受到極大限制。

基于以上原因，一直以來國內NIRS系統的研制與NIRS方面的研究處在國際落后地位。國內相關大學也開始了近紅外設備的研制工作，取得了不錯的成績。但研制的設備由于經費及其他的與市場對接、設備商品化困難等方面的原因，離推出成熟的商品化的產品還有一定的距離。

鑒于此，憑著醫療設備公司在市場方面的經驗與渠道的優勢，及技術方面的積累，快速開發出適應市場的大型近紅外設備成為當務之急。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種近紅外光譜成像系統，實現多通道，便攜式的檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種近紅外光譜腦成像系統，包括PC機和電極帽，其特征是，所述電極帽包括光源探頭和信號調節器，所述光源探頭包括若干波長可調節的雙波長近紅外激光光源和APD探測器，其中光源和APD探測器在空間上間隔設在電極帽內側，所述探測器用于采集大腦內部組織經光源照射后的漫射光，并將光信號轉換為電信號輸送給設在電極帽上的信號解調器；所述信號解調器依次設有濾波器、可編程信號放大器、甄別電路以及A/D轉換器，所述電信號先經濾波電路濾除干擾波，再經信號放大電路、甄別電路的處理后獲得電壓脈沖信號，再通過A/D轉換電路將電信號轉換成數字信號用于存入PC機；所述可編程信號放大器通過接口或者網絡與PC機信息交流；所述電極帽還設有無線通信裝置，用于接發信息。

進一步地，所述電極帽通過鏤空工藝做成鏤空電極帽。

進一步地，所述電極帽通過CAN總線協議與PC機進行信息交流。

進一步地，所述APD探測器采用16通道APD探測器，用于16導APD模擬輸出，所述雙波長近紅外激光光源采用16通道雙波長激光發射光源，所述16通道雙波長激光發射源和16通道APD探測器形成52通道檢測系統。

進一步地，所述雙波長近紅外激光光源采用600-900nm波長的光。

進一步地，所述雙波長近紅外激光光源具體采用690nm和830nm波長的光。

所述光源探頭的基底采用柔軟材料制成，所述雙波長近紅外激光光源和APD探測器內嵌于基底中。

本發明所達到的有益效果：

制造和使用成本更低；結構布局更為合理有效；系統更為靈活穩定；數據采集更加高效可信；實際使用更加簡易方便；采用鏤空電極帽結構，鏤空后好撥弄頭發，一目了然；無線便攜式的近紅外光譜成像系統更具有體積小，重量輕，成本低廉，可實時測量運動的被試者，更加擴展了科學研究及臨床疾病診斷的領域。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構示意圖；

圖2是本發明的信號傳輸示意圖；

圖3是本發明的光源探頭局部結構示意圖。

圖中的1是雙波長近紅外激光光源，2是APD探測器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如圖1、2和3所示，一種近紅外光譜腦成像系統，包括PC機和電極帽，其特征是，所述電極帽包括光源探頭和信號調節器，所述光源探頭包括若干由PC機控制的波長可調節的雙波長近紅外激光光源和APD探測器，其中光源和APD探測器在空間上間隔設在電極帽內側，所述探測器用于采集大腦內部組織經光源照射后的漫射光，并將光信號轉換為電信號輸送給設在電極帽上的信號解調器；所述信號解調器依次設有濾波器、可編程信號放大器、甄別電路以及A/D轉換器，所述電信號先經濾波電路濾除干擾波，再經信號放大電路、甄別電路的處理后獲得電壓脈沖信號，再通過A/D轉換電路將電信號轉換成數字信號用于存入PC機；所述可編程信號放大器通過接口或者網絡與PC機信息交流；所述電極帽還設有無線通信裝置，用于接發信息。

本實施例中，所述電極帽通過鏤空工藝做成鏤空電極帽。

本實施例中，所述電極帽通過CAN總線協議與PC機進行信息交流。

本實施例中，所述APD探測器采用16通道APD探測器，用于16導APD模擬輸出，所述雙波長近紅外激光光源采用16通道雙波長激光發射光源，所述16通道雙波長激光發射源和16通道APD探測器形成52通道檢測系統。

本實施例中，所述雙波長近紅外激光光源具體采用690nm和830nm波長的光。

本實施例中，所述光源探頭的基底采用柔軟材料制成，所述雙波長近紅外激光光源和APD探測器內嵌于基底中。該基底既能保護設備也能在測試時不會使人的頭部感到不適。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。