[发明专利]一种应用于大鼠的脑电与近红外光谱联合采集装置

说明书

本发明公开了一种应用于大鼠的脑电与近红外光谱联合采集装置，所述的采集装置包括固定在大鼠头部的固定座，底部两侧有突出的定位柄，所述的定位柄中间有通孔，通过螺丝固定在大鼠头部，所述的固定座空腔内填充医用硅胶，用以固定脑电电极以及光纤；所述的脑电电极经过阻抗转换连接到转接器，所述的光纤连接到转接器；所述的转接器包括转接盒以及近红外发射探头和近红外探测探头，所述的转接器中的转接盒空腔填充硅胶来固定耦合光纤与近红外发射探头以及近红外探测探头，所述的转接器连接信号采集模块。本发明结构合理，能同时兼容脑电电极和近红外探头，体积小，重量轻，减轻了大鼠头部的压力，可满足不同研究需求。

技术领域

本发明涉及医疗影像技术领域，特别涉及一种脑电和近红外光谱联合采集装置。

背景技术

近红外光谱技术(Near-Infrared Spectroscopy，NIRS)是上世纪90年代才面世的新型脑检测技术，它给人类提供了了解大脑奥秘以及脑部疾病诊查一种有效的新方法。作为一种无损、时空分辨率较高的脑功能检测技术，与其它方法比起来，更具有多种模式化的潜力，今后更有希望在神经领域研究及神经系统疾病的临床诊断方面取得更大的进展。在近红外光谱的波长范围(650nm到950nm)对生物体内的通透性相对较高，因此，被称为“生物体之窗”。在该波段范围内，生物体内的水、脂肪、血红蛋白等的近红外吸收系数都比较小，光子可以从人体头部表面出发穿越头骨到达大脑皮层。同时，在比近红外光谱波长更长的区域内，水具有很强的吸收，因此，这些波长的光不能透过生物体内。

脑电图(electroencephalograph，EEG)是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动,将脑细胞电活动的电位作为纵轴，时间作为横轴，这样把电位与时间的相互关系记录下来的就是脑电图。脑电图是临床描记大脑活动的一种重要的手段，含有丰富的信息，对于生理研究和临床诊断都有重要的意义。采集脑电的方式可以分为植入式和非植入式两大类。其中头皮脑电是通过采集头皮上的电信号得到，基于该种信号的脑机接口被认为是非植入式的脑机接口。这种类型的脑机接口具有优良的时间分辨率和可操作性，但是这种类型的信号采集由于受到颅骨的影响，它的空间分辨率不高，而且容易受到心电、肌电和眼电等其它来源信号的干扰，所以基于它的脑机接口的准确度不高。另一种类型的脑机接口为植入式的脑机接口，它通常需要将电极植入到大脑的表面或内部，因此所采集的神经信号的质量比较好，时空分辨率也很高，具有更好的准确度。

EEG与NIRS对于相同神经元活动会表现出不同的事件相关敏感性。此外，这两种方式具有在时间与空间上互补的特性，因此EEG和NIRS的结合能更全面地检测大脑功能活动。大量的科学应用可以受益于EEG和NIRS信号的同步采集与分析。

中国专利CN 106037667A公布了一种脑电与近红外光谱采集的装置，该装置的近红外探头通过集成脑电的方式与脑电电极构成一体结构或者通过选择性耦合在固定座上的方式与脑电电极构成分体式方式。该种脑电与近红外的采集装置，结构复杂，不易操作，且底座导电胶的大面积使用导致相邻两个脑电电极信号趋于相同。专利CN 10594303A公布了一种可穿戴式实验动物脑电采集装置，该装置与脑电电极连接的信号采集器固定在实验动物穿戴的马甲上。该种脑电采集装置把采集器固定在实验动物身上，增加了实验动物负重，且能采集脑电一种信号，不能满足不同的实验需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种体积小、操作简便、重量轻、减轻大鼠头部压力、同时兼容脑电电极和近红外探头的应用于大鼠的脑电与近红外光谱联合采集装置。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括固定座、转接器以及信号采集模块，所述固定座为立方体单开口盒式结构，在底部两侧对称横向凸出加工一对开设有中间通孔的定位柄；在固定座的封口端内部安装脑电电路板，脑电电极与带有阻抗转换芯片的脑电电路板相连，脑电电极的端头置于固定座封口端外部；光纤一端穿过脑电电路板、固定座封口端并有露出段；