[发明专利]同步进行经颅超声刺激和近红外脑功能成像的系统

权利要求书

1.一种同步进行经颅超声刺激和近红外脑功能成像的系统，其特征在于，包括：

近红外-超声耦合器，所述近红外-超声耦合器安装有超声换能器，所述超声换能器用于产生经颅超声刺激所需的聚焦超声波；

近红外脑功能成像装置，所述近红外脑功能成像装置包括近红外血氧数据采集单元，所述近红外血氧数据采集单元集成在所述近红外-超声耦合器的远端，从而所述近红外脑功能成像装置同步采集被超声刺激部位的近红外血氧数据；其中，所述近红外血氧数据采集单元包括光源模块和光电探测器模块，所述光源模块用于发射多波长近红外光波，所述光电探测器模块用于接收近红外光波信号；

所述近红外-超声耦合器内的超声换能器远端安装有高分子超声传导介质，近红外-超声耦合器包括耦合器远端表面，所述光源模块设置在所述耦合器远端表面的几何中心，且所述光源模块与所述高分子超声传导介质紧密接触；

所述近红外血氧数据采集单元还包括被配置为支撑所述光源模块的光源固定杆，所述光源固定杆设置在所述耦合器远端表面并与近红外-超声耦合器下壳体连接；

所述光源固定杆的横截面的宽度为L₁，L₁小于超声换能器产生的超声波波长；

所述光源模块的直径为d₂，d₂小于超声波波长；

所述光源模块设置在高分子超声传导介质的下表面；

所述近红外-超声耦合器包括形成第一内部空间的近红外-超声耦合器下壳体，所述超声换能器安装在所述第一内部空间中，所述光电探测器模块包括多个光电探测装置，所述近红外-超声耦合器下壳体包括安装所述多个光电探测装置的多个光电探测安装孔；

所述多个光电探测安装孔设置在近红外-超声耦合器下壳体的远端。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光电探测安装孔的数量为4并且在每个光电探测安装孔中安装有光电探测装置，相邻两个光电探测装置中心线的之间的夹角为90°。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光源固定杆的数量为3，相邻两个光源固定杆的纵向轴线之间的夹角为120°。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述光源固定杆的纵向轴线与所述光源模块和所述光电探测装置两者的连线之间的最小夹角为θ，其中θ在7°-15°的范围内。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源模块的直径在1.35mm-5.5mm之间，所述光电探测器模块在3mm-8.5mm之间。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机系统，所述上位机系统与所述近红外脑功能成像装置通信连接，并且所述上位机系统还与经颅超声刺激装置通信连接，所述上位机系统被配置为控制经颅超声刺激装置和所述近红外脑功能成像装置。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述近红外脑功能成像装置还包括近红外血氧数据处理单元，所述近红外血氧数据处理单元被配置为获取所述近红外血氧数据采集单元采集的数据并对所述数据进行处理，同时与同步产生超声刺激信号的经颅超声刺激装置配合使用。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述上位机系统与所述近红外血氧数据处理单元通信连接。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述近红外血氧数据处理单元包括信号调理模块、多路A/D采样模块、MCU主控板模块、以及直接频率合成模块；其中所述信号调理模块用于处理所述光电探测器模块的检测信号，从中滤除无关噪声信号并进行信号解调；所述多路A/D采样模块用于接收信号调理模块的信号并进行模数转换；所述MCU主控板模块用于控制下位机电路、接收所述多路A/D采样模块传输的近红外信号采样数据并进行分析、同时与所述上位机系统通信；所述直接频率合成模块用于频分复用发出不同频率的驱动信号，并为所述信号调理模块提供参考信号。