【摘要】：近些年功能近紅外光譜成像系統(tǒng)隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展而高速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于檢測(cè)人體腦部神經(jīng)活動(dòng)引起的血流變化以及監(jiān)測(cè)腦部血氧代謝情況。為了便于研究人體腦部血氧信號(hào),該文設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于光頻分復(fù)用雙通道的近紅外腦組織血氧檢測(cè)系統(tǒng)。首先,設(shè)計(jì)了光頻分復(fù)用的近紅外腦組織血氧檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路。針對(duì)連續(xù)波檢測(cè)系統(tǒng)存在的不足,設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的工作模式,并在此基礎(chǔ)上,采用美國(guó)國(guó)家儀器的數(shù)據(jù)采集卡以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列作為本系統(tǒng)的硬件平臺(tái);分析了光源性能特點(diǎn),進(jìn)而設(shè)計(jì)了光源驅(qū)動(dòng)電路以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路,并選用了頻分復(fù)用工作方式;分析了光電探測(cè)器的性能,確定了光電探測(cè)器的類型,進(jìn)而設(shè)計(jì)出帶通濾波電路以及增益放大電路,完成了信號(hào)的預(yù)處理。其次,用FPGA以及LabVIEW編寫了近紅外腦組織血氧檢測(cè)系統(tǒng)的軟件程序。在硬件電路基礎(chǔ)上,根據(jù)頻分復(fù)用工作方式用FPGA開發(fā)了直接數(shù)字式頻率合成器程序。分析了系統(tǒng)的解調(diào)原理,用LabVIEW開發(fā)了數(shù)字信號(hào)的正交解調(diào)程序,針對(duì)近紅外光信號(hào)在組織中發(fā)散的問題,設(shè)計(jì)了改進(jìn)的比爾朗伯定律算法,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)血紅蛋白濃度變化的計(jì)算。最后,研制了光頻分復(fù)用雙通道的近紅外腦組織血氧檢測(cè)系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行了硬件性能測(cè)試以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了傳輸光纖并在光纖探頭處增加平凸透鏡,對(duì)DAC模塊以及信號(hào)處理模塊進(jìn)行性能測(cè)試,驗(yàn)證了其可行性。通過在前額組織中進(jìn)行靜息狀態(tài)和Valsalva人體血氧檢測(cè)實(shí)驗(yàn),檢測(cè)并驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R741.044;TN911.7;TN791

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本文編號(hào)：2798175