[发明专利]一种3D打印的近红外光谱成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱成像系统，具体的涉及一种3D打印的近红外光谱成像系统，属于3D打印应用类领域。

背景技术

目前， 近红外医疗设备朝着“微型化、智能化、可穿戴” 的方向发展。日立公司近几年推出了两款采用电池运行的可穿戴无线成人前额皮质 fNIＲS 测量系统， 即 22通道 WOT (2009) 和 2 通道 HOT 121B (2011)。美国NIＲx 公司其产品系列从 DYNOT 演变到 NIＲScout，再到NIＲSport， 设备逐渐变小， 实现多通道可扩展， 更加便携

式。美国 TechEn 公司在 1999 年推出了首款商用 CWfNIＲS 系统， 其目前的系统 CW6 已经具有 32 个激光源和32 个探测头。瑞士苏黎世(Zurich)大学的 Wolf 等开发出 4 通道无线 fNIＲS 成像系统。中国近红外光谱技术还处在发展阶段， 北京师范大学近红外脑成像研究中心(Center for fNIＲS Brain Imaging Ｒesearch， CNBIＲ)致力于脑成像领域新方法与新技术的研究和探索， 其中 fNIＲS静息态(脑网络)成像新技术、 fNIＲS 双脑耦合神经反馈新技术、 fNIＲS 双脑同时成像新技术都取得了丰硕成果， 而对用于脑功能探测的 fNIＲS 系统尤其是便携式、 3D 打印方式的研究相对较少。3D 打印装置在生物医学、 康复治疗等领域对血氧浓度中血糖、乳酸、 胆红素和离子(钙、 钾)的监测方面得到广泛应用，并具有零技术设计、 设计空间无限、 耗材任意组合等优点。

为此，如何提供一种高效的3D打印的近红外光谱成像系统，是本发明研究的目的。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明提供一种3D打印的近红外光谱成像系统，通过设置总体系统模块、 信号采集模块、无线传输模块、系统采集数据处理模块，有效避免机床加工过程中耗时、价格昂 贵、设计复杂等缺点。

为解决现有技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种3D打印的近红外光谱成像系统，包括总体系统模块、 信号采集模块、无线传输模块和系统采集数据处理模块，所述的总体系统模块包括3D 打印光源探头、3D打印接收器探头、发射器与接收器头套；

所述的3D 打印光源探头选用双波长直插式 LED， 其峰值分别为760 nm 和850 nm； 将近红外 LED 的 760 nm、 850 nm 波长的发射光强分别调制在 0．8 kHz 和 1．2 kHz 的正弦波上；

所述的3D打印接收器探头的外部轮廓设置成圆柱成型，使之嵌入到圆柱中；

所述的发射器与接收器头套通过松紧带固定，将 3D打印设备设计成螺纹型；

所述的信号采集模块采用ADS1299芯片控制；

所述的无线传输模块采用GS1011芯片；

所述的系统采集数据处理模块通过 3D 打印的发射器与接收器放置在大脑运动区域，在不同时间间隔运动右手， 然后对近红外信号进行数据采集；

进一步的，所述的3D打印接收器探头采用OPT1011。

进一步的，所述的GS1011芯片采用两个 AＲM7 作为处理内核， 一个负责应用程序管理(APP CPU)， 另一个负责无线数据传送与接收(WLANCPU)。

进一步的，所述的发射探头与接收探头间距设置为 30 mm。

本发明的有益效果是：采集精度高、 抗干扰能力强，实现了高效的光谱成像效果。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加理解本发明技术内容，下面结合实施例对本发明做进一步分析。

一种3D打印的近红外光谱成像系统，包括总体系统模块、 信号采集模块、无线传输模块和系统采集数据处理模块，所述的总体系统模块包括3D 打印光源探头、3D打印接收器探头、发射器与接收器头套；

所述的3D 打印光源探头选用双波长直插式 LED， 其峰值分别为760 nm 和850 nm；为了实现去除自然光、 低频电子等的干扰， 将近红外 LED 的 760 nm、 850 nm 波长的发射光强分别调制在 0．8 kHz 和 1．2 kHz 的正弦波上；

3D打印接收器探头的外部轮廓设置成圆柱成型，使之嵌入到圆柱中；3D打印接收器探头采用OPT1011。