[发明专利]一种基于近红外光刺激的皮层功能连接定位装置

说明书

本发明公开了一种基于近红外光刺激的皮层功能连接定位装置，包括：移动单元，所述移动单元用于进行移动从而修改近红外光刺激和内源性信号采集的目标区域；近红外刺激单元，所述近红外刺激单元用于生成红外刺激信号以使得所述红外刺激信号对所述目标区域进行刺激；内源性信号采集单元，所述内源性信号采集单元用于采集所述目标区域的内源性光学信号并根据所述内源性光学信号生成皮层功能连接图；控制单元，所述控制单元用于控制所述近红外刺激单元生成所述红外刺激信号，设置所述红外刺激信号的参数并控制所述内源性信号光学成像单元进行采集。

技术领域

本申请涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种基于近红外光刺激的皮层功能连接定位装置。

背景技术

脑部功能连接定位一直是神经科学研究领域一个重要的问题。在这之前，传统研究脑部功能区域的方法大多采用电刺激的方法进行皮层激活，并且通过电生理记录或者磁共振技术采集对应的神经活动信号，进一步研究功能区域的运作和连接关系。这种分析方法已经在生物实验中得到广泛的应用，并且解决了许多皮层的机理问题，但是由于电刺激所需要的电极存在侵入性和损伤性的特点，在临床上的急性研究还尚未得到广泛应用，也很难符合人体急性研究的运用途径。除此之外，由于传统电刺激存在电流扩散的问题，导致刺激无法集中，空间分辨率低，甚至会对传统的电生理记录产生伪影，导致无法在临床条件下进行有效的研究实验，并且考虑到电刺激存在的安全性、供能等问题，都不能在手术环境中使用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

传统的脑部功能连接定位技术包括电生理记录技术、示踪剂追踪技术、功能磁共振技术以及近红外成像技术，电生理记录技术由于电极发展限制，导致非侵入式的电极的空间分辨率不高而无法满足精密的功能区域研究，侵入式电极对皮层造成损伤而不能作为临床下可用的研究手段。示踪剂追踪技术由于需要加入示踪剂和组织成像导致无法在适用于临床病人。功能磁共振技术需要在强磁场环境中工作，而且功能磁共振技术的分辨率大于3平方厘米，大于皮层功能区域和连接大小。近红外成像技术成像范围小，结构复杂，过多的光纤负载导致临床研究中很难移动操作；综上所述，目前还没有人类临床条件下功能区域连接检测定位的有效方法，无法提供皮层功能区域连接的图谱，对于理解大脑功能连接存在巨大困难。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种基于近红外光刺激的皮层功能连接定位装置，以解决相关技术中存在的无法在人类临床条件下进行皮层功能连接定位的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于近红外光刺激的皮层功能连接定位装置，包括：

移动单元，所述移动单元用于进行移动从而修改近红外光刺激和内源性信号采集的目标区域；

近红外刺激单元，所述近红外刺激单元用于生成红外刺激信号以使得所述红外刺激信号对所述目标区域进行刺激；

内源性信号采集单元，所述内源性信号采集单元用于采集所述目标区域的内源性光学信号并根据所述内源性光学信号生成皮层功能连接图；及

控制单元，所述控制单元用于控制所述近红外刺激单元生成所述红外刺激信号，设置所述红外刺激信号的参数并控制所述内源性信号光学成像单元进行采集。

进一步地，所述近红外刺激单元包括：

红外激光发生器，所述红外激光发生器用于接受控制单元的控制信号并根据所述控制信号生成对应的红外刺激信号；

光纤，所述光纤用于传导所述红外刺激信号，从而对所述目标区域进行刺激。

进一步地，所述红外激光发生器产生波长为1850±25纳米，功率范围为0～1J/cm²的红外刺激信号。

进一步地，所述光纤的直径范围为100～400微米，数值孔径小于0.37。

进一步地，所述内源性信号采集单元包括：