一種近紅外光譜腦功能成像裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近紅外光譜腦功能成像裝置，包括支撐體、固定座以及由近紅外發(fā)射探頭和近紅外探測(cè)探頭組成的近紅外探頭，所述的支撐體包括覆蓋于腦部且與腦部曲率相吻合的彈性支撐體以及位于彈性支撐體之上的非彈性支撐體，所述的非彈性支撐體由非彈性固定單元排列組合而成，所述的非彈性固定單元上設(shè)有探頭定位孔，所述的固定座為圓柱體，所述圓柱體的外表面設(shè)有用于固定彈性支撐體和非彈性支撐體的固定凹槽；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)合理，佩戴舒適，近紅外探頭與頭皮接觸良好，非彈性支撐體可按需組合，提高了非彈性支撐體固定單元的利用率。
【專利說(shuō)明】
一種近紅外光譜腦功能成像裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療影像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種近紅外光譜腦功能成像(NearInfrared Spectroscopy，NIRS)裝置，特別適于腦電聯(lián)合近紅外光譜聯(lián)合采集。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光譜腦功能成像是新近出現(xiàn)的一種利用近紅外光(波長(zhǎng)為600nm—100nm電磁波)對(duì)電腦皮層活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的無(wú)創(chuàng)光學(xué)成像技術(shù)。它利用大腦活動(dòng)時(shí)皮質(zhì)局部所伴隨的氧合血紅蛋白(Hb02)和脫氧合血紅蛋白(Hb)含量的變化來(lái)獲得大腦功能信息。
[0003]氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對(duì)近紅外波段(650nm-950nm)的吸收很小，該特性使得近紅外光能夠穿透大腦頭皮及顱骨進(jìn)入頭皮下2-3cm深的大腦皮層皮質(zhì)區(qū)域。當(dāng)大腦皮層的局部區(qū)域活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，血流量增加，引起氧合血紅蛋白含量增加，脫氧血紅蛋白含量減少。氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白具有不同的光譜吸收特性，采用兩種以上不同波長(zhǎng)的近紅外光從大腦頭皮的某一點(diǎn)入射，從距離入射點(diǎn)幾厘米以外(國(guó)際公認(rèn)2-5cm為最佳距離)的位置檢測(cè)出射光的變化，就可以反算出氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的含量變化，從而獲取腦功能激活特性。近紅外光譜的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)創(chuàng)，空間分辨率高，可以對(duì)腦功能活動(dòng)進(jìn)行厘米級(jí)的空間定位。
[0004]近紅外光譜腦功能成像系統(tǒng)，近紅外發(fā)射探頭S和近紅外探測(cè)探頭D插入特制的頭盔上，頭盔佩戴于被試頭上進(jìn)行檢測(cè)。頭盔上一個(gè)近紅外發(fā)射探頭S和一個(gè)近紅外探測(cè)探頭D構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)通道，兩者之間的直線距離通常為3cm，可以檢測(cè)位于該激光光源探頭S和激光接收探頭D連線下的一部分腦皮層活動(dòng)情況。
[0005]CN1833605A公布了一種近紅外腦功能成像頭藍(lán)，由單片邊長(zhǎng)為3cm的正五邊形和單片邊長(zhǎng)為3cm的正六邊形拼接而成。專利CN1911168A公布了一種正六邊形高分率近紅外腦功能成像頭盔，由一片覆蓋于腦部，且與腦部曲率相吻合的柔性材料制成，該片柔性材料至少包括一片正六邊形，每一片正六邊形覆蓋的區(qū)域內(nèi)，排布有特定分布的通孔，激光光源探頭和激光接收探頭以可拆卸的方式插接于通孔中。但這兩種近紅外光譜腦功能成像頭盔均是單支撐層，若采用單層的柔性支撐體彈性支撐體，易因張力分散，引起近紅外探與頭皮接觸不好;若采用單層的剛性非彈性支撐體，被試不舒適，且與頭皮的貼合度不好，每種頭盔僅能適合少數(shù)的被試的頭型。另外，無(wú)論采用正六邊形還是正五邊形，存在很多空白區(qū)域，近紅外探頭排布密度相對(duì)有限，從而可能遺漏一些重要的研究信息。近紅外光學(xué)信號(hào)采集時(shí)需盡可能覆蓋到感興趣的區(qū)域甚至全腦來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提高近紅外探頭的排布密度很有必要。
[0006]另外，現(xiàn)有技術(shù)的近紅外光譜腦功能成像頭盔，近紅外探頭位置布置固定，不能根據(jù)研究需要進(jìn)行靈活調(diào)整，一個(gè)特定頭盔往往只適合研究某類問(wèn)題，具有很大的應(yīng)用局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其結(jié)構(gòu)合理，佩戴舒適，近紅外探頭與頭皮接觸良好，非彈性支撐體可按需組合，提高了非彈性支撐體固定單元的利用率。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種近紅外光譜腦功能成像裝置，包括支撐體、固定座以及由近紅外發(fā)射探頭和近紅外探測(cè)探頭組成的近紅外探頭，所述的支撐體包括覆蓋于腦部且與腦部曲率相吻合的彈性支撐體以及位于彈性支撐體之上的非彈性支撐體，所述的非彈性支撐體由非彈性固定單元排列組合而成，所述的非彈性固定單元上設(shè)有探頭定位孔，所述的固定座為圓柱體，所述圓柱體的外表面設(shè)有用于固定彈性支撐體和非彈性支撐體的固定凹槽。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的非彈性固定單元為具有兩個(gè)探頭定位孔的條狀固定單元，所述的探頭定位孔位于條狀固定單元的兩端，所述的非彈性支撐體為若干個(gè)條狀固定單元連接而成。
[0010]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其非彈性支撐體為若干個(gè)條狀固定單元形成的條帶形非彈性支撐體。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的非彈性固定單元為具有三個(gè)探頭定位孔的人字形固定單元，相鄰兩個(gè)探頭定位孔的孔距相等，所述的非彈性支撐體為若干個(gè)人字形固定單元連接而成。
[0012]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其非彈性支撐體為若干個(gè)人字形固定單元形成的六邊形非彈性支撐體。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的非彈性固定單元包括具有兩個(gè)探頭定位孔的條狀固定單元和具有三個(gè)探頭定位孔的人字形固定單元，所述的非彈性支撐體為若干個(gè)條狀固定單元和若干個(gè)人字形固定單元連接形成的混合型非彈性支撐體，所述條狀固定單元上探頭定位孔的孔距與人字形固定單元上探頭定位孔的孔距相等。
[0014]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其條狀固定單元和人字形固定單元上位于相鄰兩個(gè)探頭定位孔之間的部位可拆卸連接有加固件。
[0015]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其加固件通過(guò)紐扣或魔術(shù)貼連接，所述的非彈性支撐體和彈性支撐體之間通過(guò)扣式連接或粘結(jié)連接。
[0016]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的固定座包括可拆卸連接的下座圈和上緊件。
[0017]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其下座圈和上緊件通過(guò)螺紋連接。
[0018]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其支撐體還包括覆蓋于近紅外探頭之上的第三層支撐體。
[0019]所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其固定座、或/和彈性支撐體、或/和非彈性支撐體為黑色。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明提供的近紅外光譜腦功能成像裝置，支撐體包括彈性支撐體和非彈性支撐體，既能舒適地與不同頭型的頭部舒適貼合，又保證了近紅外光光源和近紅外探頭與頭皮接觸良好，克服了現(xiàn)有技術(shù)非彈性支撐體不舒適，僅適合個(gè)別頭型以及彈性支撐體近紅外光源和近紅外探頭固定不牢的技術(shù)缺陷。
[0021](2)本發(fā)明提供的近紅外光譜腦功能成像裝置，非彈性支撐體由條狀固定單位或/和人字形固定單元組合而成，可根據(jù)需要進(jìn)行自由組合，保證近紅外發(fā)射探頭和近紅外探測(cè)探頭距離相等，并可滿足不同研究的需求；同時(shí)避免了彈性支撐體全部覆蓋剛性的非彈性支撐體，提高了非彈性支撐體的利用率和舒適性。另外，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的正五邊形或/和正六邊形排布，本發(fā)明的近紅外腦功能成像裝置可組合成高密度排布的近紅外探頭，提高通道密度進(jìn)而增加空間分辨率。
[0022](3)本發(fā)明提供的近紅外光譜腦功能成像裝置，固定座以及非彈性支撐體的加固件、第三支撐體的固定元件與彈性支撐體采用能拆卸連接方式，方便非彈性固定單元的安裝、拆卸，非彈性固定單元可根據(jù)需要進(jìn)行增減、移動(dòng)、組合以滿足不同的研究需要，提高了非彈性固定單元的利用率；由于非彈性固定單位組合某些位點(diǎn)重疊帶來(lái)高度的不一致，螺紋連接通過(guò)旋轉(zhuǎn)不同高度即可實(shí)現(xiàn)不同的高度的固定。
[0023](4)本發(fā)明提供的近紅外光譜腦功能成像裝置，加固件能進(jìn)一步加強(qiáng)非彈性支撐體的固定，以保證近紅外探頭與頭皮更好地接觸;第三支撐體可作為備用支撐體，當(dāng)成像裝置因某些被試頭型貼合不好造成近紅外探頭與頭皮接觸不好，或部分位點(diǎn)近紅外探頭接觸不好，通過(guò)壓住近紅外探頭頂部，保證近紅外探頭與頭皮接觸良好；固定座、彈性支撐體為黑色，這樣有利于避免因近紅外光的反射引起的光強(qiáng)度衰減。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明條狀固定單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明人字形固定單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明條形非彈性支撐體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明六邊形非彈性支撐體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明混合型非彈性支撐體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]各附圖標(biāo)記為:I一支撐體，1.1一彈性支撐體，1.2—非彈性支撐體，1.3—第三支撐體，2—固定座，2.1—下座圈，2.2—上緊件，2.3—固定凹槽，3—近紅外探頭，S—近紅外發(fā)射探頭，D—近紅外探測(cè)探頭，4 一探頭定位孔，5—加固件，6—固定元件，A—條狀固定單元，B—人字形固定單元，1.2a—條帶形非彈性支撐體，1.2b—六邊形非彈性支撐體，1.2c—混合型非彈性支撐體，a—條形固定單元定位孔間距，b—人字形固定單元定位孔間距。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1:是本發(fā)明的一個(gè)基本實(shí)施例。如圖1所示，一種近紅外光譜腦功能成像裝置，包括支撐體1、固定座2和近紅外探頭3;所述的支撐體I包括彈性支撐體1.1和非彈性支撐體1.2;所述的彈性支撐體1.1覆蓋于腦部，且與腦部曲率相吻合;所述的非彈性支撐體
1.2由非彈性固定單元排列組合而成，非彈性固定單元上設(shè)有探頭定位孔4，位于彈性支撐體1.1之上;所述的固定座2外圓柱面上設(shè)有固定凹槽2.3，用于使彈性支撐體1.1及非彈性彈性支撐體1.2上的探頭定位孔4的周邊嵌入其內(nèi)，從而使固定座2與支撐體I固定;所述的近紅外探頭3由近紅外發(fā)射探頭S和近紅外探測(cè)探頭D組成，安裝于固定座2上。
[0027]本發(fā)明提供的近紅外光譜腦功能成像裝置，彈性支撐體1.1能與不同頭型的頭部舒適貼合，克服了非彈性支撐體1.2不舒適、僅適合個(gè)別頭型的缺陷;非彈性支撐體1.2用于加強(qiáng)固定近紅外光光源和近紅外探頭3，克服彈性支撐體近紅外光源和近紅外探頭固定不牢的缺陷，這樣既佩戴舒適，又保證了近紅外光光源和近紅外探頭與頭皮接觸良好。非彈性支撐體由非彈性固定單元排列組合而成，可根據(jù)需要進(jìn)行自由組合，避免了彈性支撐體全部覆蓋剛性的非彈性支撐體，提高了非彈性支撐體的利用率和舒適性。
[0028]實(shí)施例2:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。如圖2和圖3所示，所述的非彈性固定單元包括條狀固定單元A和等臂且均勻分布的人字形固定單元B;所述的條狀固定單元A兩端設(shè)有探頭定位孔4 ；所述的人字形固定單元B三條臂頂端設(shè)有探頭定位孔4，條形固定單元定位孔間距a和人字形固定單元定位孔間距b相等，即任意兩個(gè)近紅外定位孔的間距相等。其優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)條狀固定單位或/和人字形固定單元可以根據(jù)需要進(jìn)行自由組合，保證近紅外發(fā)射探頭S和近紅外探測(cè)探頭D距離相等，并可滿足不同研究的需求。另外，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的正五邊形或/和正六邊形排布，條狀固定單元和人字形固定單元可組合成高密度排布的近紅外探頭，提高通道密度進(jìn)而增加空間分辨率。
[0029]實(shí)施例3:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。所述的非彈性固定單元為條狀固定單元A，由任意數(shù)量的條狀固定單元A按任意方式連接而成，條狀固定單元A的數(shù)量和連接方式根據(jù)需要靈活選擇。如圖4所示，所述的非彈性支撐體1.2為若干個(gè)條狀固定單元A連接形成條帶形非彈性支撐體1.2a。
[0030]實(shí)施例4:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。與實(shí)施例3不同的是，所述的非彈性固定單元為臂長(zhǎng)相等且均勻分布的人字形固定單元B，由任意數(shù)量的人字形固定單元B按任意方式連接而成，人字形固定單元B的數(shù)量和連接方式根據(jù)需要靈活選擇。如圖5所示，所述的非彈性支撐體I.2為若干個(gè)人字形固定單元連接形成正六邊形非彈性支撐體1.2b。
[0031]實(shí)施例5:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。與實(shí)施例3、4不同的是，如圖6所示，所述的非彈性固定單元包括條狀固定單元A和人字形固定單元B兩種;所述的條狀固定單元A探頭定位孔間距a與人字形固定單元B探頭定位孔間距b相等。所述的非彈性支撐體1.2由任意數(shù)量的條狀固定單元A和人字形固定單元B按任意方式形成混合型非彈性支撐體1.2c，條狀固定單元、人字形二者的數(shù)量和連接方式根據(jù)需要靈活選擇。
[0032]實(shí)施例6:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。與實(shí)施例1不同的是，如圖7所示，所述的固定座2包括下座圈2.1和上緊件2.2，二者通過(guò)能拆卸的方式連接。其優(yōu)點(diǎn)是:固定座2采用可拆卸連接方式，方便非彈性固定單元的安裝、拆卸，非彈性固定單元可根據(jù)需要進(jìn)行增減、移動(dòng)、組合以滿足不同的研究需要，提高了非彈性固定單元的利用率。所述的能拆卸的連接為螺紋連接，好處是:由于非彈性固定單位組合某些位點(diǎn)重疊帶來(lái)高度的不一致，螺紋連接通過(guò)旋轉(zhuǎn)不同高度即可實(shí)現(xiàn)不同的高度的固定。
[0033]實(shí)施例7:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。如圖8所示，所述的條狀固定單元A的中部或/和人字形固定單元B的每條臂中部設(shè)有加固件5，所述的加固件5與彈性支撐體1.1為能拆卸的固定連接。所述的加固件5為紐扣或魔術(shù)貼，其與固定元件6與彈性支撐體能拆卸連接為扣式連接或貼粘結(jié)連接。加固件能進(jìn)一步加強(qiáng)非彈性支撐體的固定，以保證近紅外探頭與頭皮更好地接觸;能拆卸連接方式，方便非彈性固定單元的安裝、拆卸，非彈性固定單元可根據(jù)需要進(jìn)行增減、移動(dòng)、組合以滿足不同的研究需要，提高了非彈性固定單元的利用率。
[0034]實(shí)施例8:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。如圖7、圖8所示，所述的支撐體還包括第三支撐體1.3，其覆蓋于近紅外發(fā)射探頭S與近紅外探測(cè)探頭D之上。所述的第三支撐體外周設(shè)有固定元件6，與彈性支撐體1.1為能拆卸的固定連接。所述的加固件5為紐扣或其他固定元件，連接為紐扣式連接或魔術(shù)貼粘結(jié)連接。第三支撐體可作為備用支撐體，當(dāng)成像裝置因某些被試頭型貼合不好造成近紅外探頭與頭皮接觸不好，或部分位點(diǎn)近紅外探頭接觸不好，通過(guò)壓住近紅外探頭頂部，保證近紅外探頭與頭皮接觸良好。
[0035]實(shí)施例9:是本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。所述的固定座、彈性支撐體為黑色，這樣有利于減少近紅外光的反射。
[0036]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種近紅外光譜腦功能成像裝置，包括支撐體(1)、固定座(2)以及由近紅外發(fā)射探頭(S)和近紅外探測(cè)探頭(D)組成的近紅外探頭(3)，其特征在于:所述的支撐體(I)包括覆蓋于腦部且與腦部曲率相吻合的彈性支撐體(1.1)以及位于彈性支撐體(1.1)之上的非彈性支撐體(1.2)，所述的非彈性支撐體(1.2)由非彈性固定單元排列組合而成，所述的非彈性固定單元上設(shè)有探頭定位孔(4)，所述的固定座(2)為圓柱體，所述圓柱體的外表面設(shè)有用于固定彈性支撐體(1.1)和非彈性支撐體(1.2)的固定凹槽(2.3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的非彈性固定單元為具有兩個(gè)探頭定位孔(4)的條狀固定單元(A)，所述的探頭定位孔(4)位于條狀固定單元(A)的兩端，所述的非彈性支撐體(1.2)為若干個(gè)條狀固定單元(A)連接而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的非彈性支撐體(1.2)為若干個(gè)條狀固定單元(A)形成的條帶形非彈性支撐體(1.2a)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的非彈性固定單元為具有三個(gè)探頭定位孔(4)的人字形固定單元(B)，相鄰兩個(gè)探頭定位孔(4)的孔距相等，所述的非彈性支撐體(1.2)為若干個(gè)人字形固定單元(B)連接而成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的非彈性支撐體(1.2)為若干個(gè)人字形固定單元(B)形成的六邊形非彈性支撐體(1.2b)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的非彈性固定單元包括具有兩個(gè)探頭定位孔(4)的條狀固定單元(A)和具有三個(gè)探頭定位孔(4)的人字形固定單元(B)，所述的非彈性支撐體(1.2)為若干個(gè)條狀固定單元(A)和若干個(gè)人字形固定單元(B)連接形成的混合型非彈性支撐體(1.2c)，所述條狀固定單元(A)上探頭定位孔(4)的孔距與人字形固定單元(B)上探頭定位孔(4)的孔距相等。7.根據(jù)權(quán)利要求2或4或6所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的條狀固定單元(A)和人字形固定單元(B)上位于相鄰兩個(gè)探頭定位孔(4)之間的部位可拆卸連接有加固件(5)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的加固件(5)通過(guò)紐扣或魔術(shù)貼連接，所述的非彈性支撐體(1.2)和彈性支撐體(1.1)之間通過(guò)扣式連接或粘結(jié)連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的固定座(2)包括可拆卸連接的下座圈(2.1)和上緊件(2.2)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的下座圈(2.1)和上緊件(2.2 )通過(guò)螺紋連接。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的支撐體(I)還包括覆蓋于近紅外探頭(3)之上的第三層支撐體(1.3)。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任意一項(xiàng)所述的一種近紅外光譜腦功能成像裝置，其特征在于，所述的固定座⑵、或/和彈性支撐體(1.1)、或/和非彈性支撐體(1.2)為黑色。
【文檔編號(hào)】A61B5/0476GK106037665SQ201610526764
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】楊德濤, 李廣利, 段晏文, 李明哲
【申請(qǐng)人】蘇州格林泰克科技有限公司