[发明专利]一种用于人脑功能测量的八通道漫射相关谱系统

说明书

本发明公开了一种用于人脑功能测量的八通道漫射相关谱系统，包括第一近红外激光器、第二近红外激光器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第一四维光学调整架、第二四维光学调整架、第一固定头套、第二固定头套、第一光子探测器、第二光子探测器、数字相关器以及控制系统；所述第一光纤准直器安装在第一四维光学调整架上，所述第一近红外激光器与第一光纤准直器连接，所述第一光纤准直器通过一根多模光纤与第一固定头套连接，所述第一固定头套上设有四个弹性探测光纤接头的放置区域，实验时所述第一固定头套上放置的四个弹性探测光纤接头通过四根单模光纤连接到第一光子探测器的输入通道；通过本发明的系统可以同时测量左右半球的脑血流参数。

技术领域

本发明属于光学脑功能成像的技术领域，具体涉及一种用于人脑功能测量的八通道漫射相关谱系统。

背景技术

目前，光学脑功能成像技术被广泛地应用于人脑功能研究领域，包括正常的脑功能以及异常的脑功能，如缺血性脑卒中、自闭症患儿的诊断、早产儿及神经重症患者的临床监测等医学领域，具有安全无创、动态测量、对运动不敏感、时间分辨率高、操作方便、价格便宜等优点。市场上广泛使用的是基于测量脑血氧的功能近红外光谱成像技术(functional near-infrared spectroscopy，fNIRS)，该技术采用多个波长的近红外光照射人脑头皮，光透过头皮头骨进入皮层，经组织吸收散射后，一部分光返回头皮，通过测量头皮出射光的光强度变化来获取与脑皮层神经活动密切相关的脑血氧代谢水平变化，如含氧血红蛋白(oxygenated hemoglobin，HbO2)和去氧血红蛋自(deoxygenated hemoglobin，Hb)的浓度变化。但是血氧参数仅是描述人脑皮层组织氧含量的一个指标，如果结合脑血流信息则能更全面地反映大脑功能神经活动的特征。

随着光学技术的快速发展，使用漫射相关谱技术(diffuse correlationspectroscopy，DCS)进行脑血流测量成为研究热点。DCS系统主要由发射长相干光的激光器、光子探测器、数字相关器以及数据采集软件组成，系统的体积小、方便移动，因此应用场合广泛；其中，激光器发出的单个波长相干近红外光照射到人脑头皮，进入人脑的光子经过运动粒子(主要是红细胞)的散射在同侧头皮表面处相遇，发生干涉，形成快速明暗波动的斑点。光子探测器收集从斑点出射的光子并转换成TTL(transistor-transistor logic)脉冲信号，数字相关器接收脉冲信号并计算归一化光强度自相关函数g₂(τ)，数据采集软件接收g₂(τ)并对g₂(τ)进行近似指数衰减函数的拟合获得g₂(τ)的衰减速率R，R越大表示组织中运动粒子的速度越快，从而获得脑血流参数变化的动力学信息。

fNIRS只能测量脑血氧(如HbO2和Hb)代谢水平的变化，不能获得动态的脑血流的变化，而脑血流是反映人脑皮层活动的一个重要参量，增加对脑血流的测量，可以更全面地了解人脑功能的神经活动。目前DCS的使用多停留在实验室阶段，且是单个皮层位置处的测量，缺乏实用的、可以对双侧多个皮层位置处脑血流测量的系统。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种用于人脑功能测量的八通道漫射相关谱系统，可同时测量左右半球脑血流参数。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：