[发明专利]一种近红外光谱成像系统及其应用

权利要求书

1.一种近红外光谱成像系统，其特征在于，包括探头(1)和固定探头的安装座(2)；

探头(1)包括探头盖(1-1)、压线端子(1-2)、螺纹筒(1-3)、伸缩弹簧(1-4)、卡环(1-5)、硅胶垫(1-6)；探头盖(1)置于螺纹筒(1-3)顶部，与螺纹筒(1-3)顶端通过螺纹连接；螺纹筒(1-3)底部设置有内凸缘，卡环(1-5)外侧面中间设置有外凸缘，通过螺纹筒(1-3)的内凸缘抵住卡环(1-5)的外凸缘使卡环(1-5)置于螺纹筒(1-3)内；螺纹筒(1-3)外侧开设有多圈环形槽，多圈环形槽沿螺纹筒(1-3)竖直方向等间隔开设；探头盖(1-1)和卡环(1-5)之间设置有伸缩弹簧(1-4)，卡环的外凸缘抵住伸缩弹簧(1-4)底部；伸缩弹簧(1-4)顶端抵住设置于螺纹筒(1-3)顶部的压线端子(1-2)；双波长LED或光电二极管(PD)由上至下插入卡环(1-5)内，卡环(1-5)底部安装有硅胶垫(1-6)，硅胶垫(1-6)包裹住从卡环(1-5)底部伸出的双波长LED或PD；

安装座(2)整体呈环状结构，安装座(2)套设于探头(1)外侧面；安装座(2)主要由上盖(2-1)、插芯(2-2)和底座(2-3)由上至下依次组成；底座(2-3)上端部设有凸缘，上盖(2-1)底部设置有凸块，凸块通过向上抵住凸缘使底座(2-3)与上盖(2-1)抵接；上盖(2-1)和底座(2-3)之间设置有插芯(2-2)，插芯(2-2)一侧的内侧面设置有凸起，通过将插芯(2-2)的凸起嵌入螺纹筒(1-3)环形槽内以固定探头(1)，插芯(2-2)另一侧的内侧面通过弹簧与上盖(2-1)侧面抵接，插芯(2-2)上下表面与上盖(2-1)通过间隙配合；

底座(2-3)底部的外侧面设置有凸缘，底座(2-3)底部的内侧面沿周向等间隔设置有朝同一方向弯曲的拨片，拨片采用弹性软胶材质；拨片一端卡装于底座(2-3)侧面，另一端均朝向底座(2-3)中心布置。

2.根据权利要求1所述的一种近红外光谱成像系统，其特征在于，探头(1)包括双波长LED探头和PD探头，双波长LED探头在卡环(1-5)内插入双波长LED，PD探头在卡环(1-5)内插入PD。

3.根据权利要求2所述的一种近红外光谱成像系统，其特征在于，卡环(1-5)内侧面形状适配于双波长LED或PD；PD探头的卡环(1-5)设置有与PD凸起对应的通道口。

4.根据权利要求1所述的一种近红外光谱成像系统，其特征在于，近红外光谱成像系统的工作方法包括以下步骤：

1)准备双波长LED探头和PD探头：将探头盖(1-1)打开，将双波长LED或PD由上至下插入卡环内，双波长LED或PD尾部连接的导线从弹簧(1-4)中间穿出后，再经压线端子(1-2)侧方空间向上绕至压线端子(1-2)上方空间，最后从螺纹筒(1-3)侧面开设的出线口穿出后与采集和控制电路相连；

2)在被试者脑部探测区域戴上探头帽(3)，在探头帽(3)上的LED孔位和PD孔位分别插入固定LED探头的安装座(2)和固定PD探头的安装座(2)，使安装座(2)的底座(2-3)接触头部；

3)按压安装座(2)的插芯(2-2)，与插芯(2-2)连接的弹簧被压缩，插芯(2-2)朝按压的方向移动，嵌入螺纹筒(3)环形槽的凸起离开环形槽；然后向下移动探头直至探头接触头部，松开插芯(2-2)，插芯(2-2)凸起嵌入环形槽内使探头固定在安装座中；

4)探头检测到被试者的背向散射光的光吸收谱差异信息，并通过信号采集与控制电路传输至计算机。

5.根据权利要求4所述的所述的一种近红外光谱成像系统，其特征在于，所述步骤3)中，向下移动探头(1)时，探头(1)的插入使安装座(2)底座的拨片由中心朝内侧面拨开，带动探测处的头发被拨开，使LED与PD直接接触头部皮肤。

6.根据权利要求4所述的所述的一种近红外光谱成像系统，其特征在于，卡环(1-5)的硅胶垫(1-6)受到被试者头部向上抵压时，卡环(1-5)向上压缩伸缩弹簧(1-4)，卡环(1-5)整体向螺纹筒内回缩，减少探头对被试者头部的压力，避免损伤皮肤，提高舒适性。