[发明专利]一种近红外脑氧检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种近红外脑氧检测系统及方法，本发明的近红外脑氧检测系统具有多个检测单元，有利于提高检测分辨率；另外，通过将近红外光源和光电传感器交错排列分布，减少接收干扰信号以降低干扰信号的噪声，可有效提高脑血氧数据的准确度和精度，克服现有技术中近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的技术问题。另外，近红外脑氧检测系统，在数据读取环节和数据处理环节中采用生产者/消费者模式，可有效提高程序的运行效率，进而提高脑血氧数据的获取速度，提高数据获取实时性。

技术领域

本发明涉及脑信息采集领域，尤其是一种近红外脑氧检测系统及方法。

背景技术

近年来，作为医学图像技术的新兴力量的近红外光谱术(Near-infraredSpectroscopy，NIRS)，正在逐渐应用于生物医学的领域，现在已经成为研究的热点。NIRS成像的原理是光与脑组织的相互作用，NIRS是以活体组织中各主要色团的吸收光谱为基础，结合光在组织中的传播规律，利用近红外光良好的穿透能力的特点，研究其在组织中经过一系列吸收、散射后出射时所携带的信息。

另外，近红外光谱术作为一种脑氧监测技术得到了广泛的应用，该技术应用近红外频段对生物组织的相对透明性，通过检测组织光学特性得到氧合血红蛋白和去氧血红蛋白浓度的变化。与功能磁共振成像、脑电图等其他监测皮层功能活动的技术相比，近红外光谱技术能够同时具备较高的空间分辨率和时间分辨率。同时，近红外光谱技术能够无创、连续的监测脑功能活动，设备体积小，检测成本低。然而，已知的近红外光谱脑氧检测系统存在数据精度低下的缺陷，因而需要对其进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种近红外脑氧检测系统，用于提高脑血氧数据的准确度。

为此，本发明的第二个目的是提供一种近红外脑氧检测方法，用于实现快速获取脑血氧数据。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种近红外脑氧检测系统，包括主控电路、用于驱动近红外光源的光源驱动电路和多个检测单元，所述检测单元包括近红外光源和光电传感器，所述近红外光源可发出两种不同波长的近红外光，所述光电传感器的输出端与所述主控电路的输入端连接，所述主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光源驱动电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接，所述检测单元用于向脑部组织发射近红外光并接收经所述脑部组织散射和折射后出射的近红外光，所述近红外光源与所述光电传感器之间交错排列分布。

进一步地，所述脑部组织包括顶叶组织和/或颞叶组织。

进一步地，所述近红外光源与所述光电传感器的水平间距范围为1.8cm～2.5cm。

进一步地，所述光电传感器的水平间距范围为3.6cm～4.8cm。

进一步地，所述光电传感器的纵向间距范围为2.8cm～3.2cm。

进一步地，所述近红外光源发出的近红外光的波长范围为760nm～850nm。

进一步地，所述主控电路包括子主控电路和计算机，所述计算机与子主控电路连接，所述子主控电路的输出端与所述光源驱动电路的输入端连接，所述光电传感器的输出端与所述子主控电路的输入端连接。

进一步地，所述光源驱动电路包括数字模拟转换电路和电压电流转换电路，所述主控电路的输出端与所述数字模拟转换电路的输入端连接，所述数字模拟转换电路的输出端与所述电压电流转换电路的输入端连接，所述电压电流转换电路的输出端与所述近红外光源的输入端连接。

进一步地，所述光源驱动电路还包括低通滤波电路，所述数字模拟转换电路的输出端与所述低通滤波电路的输入端连接，所述低通滤波电路的输出端与所述电压电流转换电路的输入端连接。