近紅外光成像與腦電同步采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、腦功能成像技術(shù)對腦疾病臨床診斷及神經(jīng)科學(xué)研究的發(fā)展起著重要推動作用。近紅外光成像與腦電圖同步技術(shù)做為一種無創(chuàng)多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)，在時間分辨率與空間分辨率上具有互補性，可提供更全面的腦功能活動信息。因此，設(shè)計一種具備近紅外光譜與腦電信號同步采集功能的腦功能檢測系統(tǒng)將會為臨床診斷和神經(jīng)科學(xué)研究提供強有力的工具。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，設(shè)計專用于近紅外光信號與腦電信號采集的前置探頭。本文從生物組織光學(xué)特性出發(fā)，設(shè)定探測下限、

2、動態(tài)范圍、光源波長與發(fā)射功率等光探頭技術(shù)要求，建立光探頭等效電流噪聲模型，根據(jù)該模型選取合適的光電二極管與放大器以提高光探頭的探測性能。根據(jù)腦電信號的特點，從放大器、電極材料等方面考慮設(shè)計合理的主動式腦電電極。
　　其次，為實現(xiàn)近紅外光信號與腦電信號嚴格同步，本文采用頻分復(fù)用技術(shù)，將發(fā)射極的各波長光強調(diào)制到特定頻率，使用模擬前端同步采集光接收探頭與腦電電極的電壓信號。在采集軟件中加入數(shù)字正交解調(diào)功能，同步分離各頻段光強信號。

3、>　　最后，設(shè)計線性度測量實驗，測得光探頭具有良好線性度，等效輸入電流噪聲與理論值接近，探測性能滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。設(shè)計Valsalva運動測試實驗，計算得到的血氧變化趨勢符合生理預(yù)測結(jié)果。設(shè)計一種動態(tài)光學(xué)模擬器，用于本系統(tǒng)和商用近紅外成像儀器ETG-4000的性能比較，結(jié)果表明本系統(tǒng)采集到的近紅外光信號質(zhì)量優(yōu)于ETG-4000。為量化系統(tǒng)的腦電信號采集性能，進行輸入噪聲測試，測得輸入電壓噪聲峰峰值小于JJF1388-2013技術(shù)規(guī)范額定