近紅外腦功能成像儀的研制及在閱讀障礙研究中的應用
發(fā)布時間：2020-08-24 16:36
【摘要】：大腦皮層某一區(qū)域活動時,其局部血容將增加,增加量反應了激活的程度。皮層中血容變化量可作為腦功能活動的指標。由于近紅外光譜術能夠實時、非侵入測量大腦皮層的血容和血氧變化,因此能夠得到大腦皮層認知活動的功能響應。 本文在介紹大腦功能近紅外光學監(jiān)測原理的基礎上,設計實現了一種連續(xù)光三波長,24通道的大腦功能近紅外光學監(jiān)測儀。監(jiān)測儀具有時間分辨率高(20ms),監(jiān)測面積大(6×12 cm)的特點,能夠完全覆蓋前額葉。系統(tǒng)軟件的功能包括控制測量系統(tǒng)工作獲取光強變化數據;計算并顯示血氧和血容變化量;呈現認知心理學實驗的視覺和聽覺刺激給被試;記錄被試的響應、反應時間、正確率等實驗表現數據。軟件能夠在時間上嚴格同步刺激的呈現和數據的獲取,并且能夠精確測定被試的響應時間,對實驗的結果分析有重要意義。 對該系統(tǒng)進行血液模型實驗,實驗結果表明該系統(tǒng)能夠正確反應血液中血氧和血容的變化,并且具有較高的靈敏度(當實際血容變化約7%, 測量到的以光密度表示的血容變化為0.1)。 發(fā)展性閱讀障礙是指兒童智力正常,并且享有均等的教育機會,但是閱讀成績顯著落后于其年齡所應達到水平的一種學習障礙現象。針對其它功能監(jiān)測技術對閱讀障礙患者大腦功能進行監(jiān)測所得到的不同結果,設計了合適的實驗范式對漢語兒童閱讀障礙患者在進行漢字語音和語義加工時的大腦皮層活動進行研究,結果顯示漢語兒童閱讀障礙患者左前額葉大腦皮層活動異常,為閱讀障礙的神經生理學研究提供了實驗證據。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH774;R749.94
【圖文】：
Maximum Rated Value UnitItem735 805 850ower Dissipation 720 680 640 mWoward Current 75 100 100 mAulse Forward Current 200 300 500 mAeverse Voltage 5 Vperating Temperature -20 ～ +80 ℃于上述 LED 光源的工作電流為 75 mA-100 mA，因此需要給光源提供電流驅動以保證光源的穩(wěn)定和一定的輸出功率。光源的驅動采用了 TB62726 LED 恒流用集成電路，該芯片專為驅動 LED 設計，具有 16 路的恒流輸出。輸出電流可外接電阻調節(jié)。芯片集成 16 位移位寄存器，16 位鎖存器和 16 位與門電路。通片提供時鐘信號和串行輸入信號，可以控制 16 路恒流輸出端輪流輸出驅動電片芯片可串聯(lián)使用以增加驅動輸出端。其原理圖 3.2，真值表如表 3.3
3.1.4 信號采集和 A/D 轉換采用中泰公司的 PCI 數據采集卡 PCI8319 來完成采樣和 A/D 轉換。PCI-8319 電隔離數據采集卡適用于提供了 PCI 總線插槽的 PC 系列微機，具有即插即用（PnP的功能。其操作系統(tǒng)可選用 Windows 系列、高穩(wěn)定性的 Unix 等多種操作系統(tǒng)以專業(yè)數據采集分析系統(tǒng) LabVIEW 等軟件環(huán)境。PCI-8319 光電隔離模入接口卡采三總線光電隔離技術，使被測量信號系統(tǒng)同計算機之間完全電氣隔離。適用于保證身安全的大腦功能監(jiān)測系統(tǒng)的生理信號采集系統(tǒng)。該數據采集卡采用了高性能的儀放大器，具有極高的輸入阻抗和共模抑制比，并具有最高可達 1000 倍的放大增益可直接配接各種傳感器，以完成對不同信號的放大處理，同時，該卡自帶 DC／D隔離電源模塊，無需用戶外接電源。綜上所述，PCI-8319 非常適合用做腦功能近紅光學監(jiān)測系統(tǒng)的數據采集卡。PCI-8319 數據卡允許采用 32 路單端輸入方式或 16 路雙端輸入方式。采用系用戶可根據需要選擇測量單極性信號或雙極性信號。該近紅外腦功能監(jiān)測具有 12 圖 3.3 OPT202 的工作原理和特性曲線
當所有顯示完畢時，關閉測量線程。3.2.8 程序界面程序的界面設計力圖做到簡潔、方便。把 24 個通道的血氧和血容變化曲線同時顯示在一個屏幕上。并在界面的左下方顯示當前時刻的血氧和血容分布的偽彩圖。下部中間設計了 24 個編輯框分別對應 24 個通道，根據血液模型實驗，用戶可以自行確定計算血氧和血容的系數。下部的左邊放置開始任務，保持數據等命令按鈕。程序在 CPU 為 P II 600，128M 內存，WINDOWS 2000 的計算機上連續(xù)運行 10小時工作正常。
本文編號：2802700
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH774;R749.94
【圖文】：
Maximum Rated Value UnitItem735 805 850ower Dissipation 720 680 640 mWoward Current 75 100 100 mAulse Forward Current 200 300 500 mAeverse Voltage 5 Vperating Temperature -20 ～ +80 ℃于上述 LED 光源的工作電流為 75 mA-100 mA，因此需要給光源提供電流驅動以保證光源的穩(wěn)定和一定的輸出功率。光源的驅動采用了 TB62726 LED 恒流用集成電路，該芯片專為驅動 LED 設計，具有 16 路的恒流輸出。輸出電流可外接電阻調節(jié)。芯片集成 16 位移位寄存器，16 位鎖存器和 16 位與門電路。通片提供時鐘信號和串行輸入信號，可以控制 16 路恒流輸出端輪流輸出驅動電片芯片可串聯(lián)使用以增加驅動輸出端。其原理圖 3.2，真值表如表 3.3
3.1.4 信號采集和 A/D 轉換采用中泰公司的 PCI 數據采集卡 PCI8319 來完成采樣和 A/D 轉換。PCI-8319 電隔離數據采集卡適用于提供了 PCI 總線插槽的 PC 系列微機，具有即插即用（PnP的功能。其操作系統(tǒng)可選用 Windows 系列、高穩(wěn)定性的 Unix 等多種操作系統(tǒng)以專業(yè)數據采集分析系統(tǒng) LabVIEW 等軟件環(huán)境。PCI-8319 光電隔離模入接口卡采三總線光電隔離技術，使被測量信號系統(tǒng)同計算機之間完全電氣隔離。適用于保證身安全的大腦功能監(jiān)測系統(tǒng)的生理信號采集系統(tǒng)。該數據采集卡采用了高性能的儀放大器，具有極高的輸入阻抗和共模抑制比，并具有最高可達 1000 倍的放大增益可直接配接各種傳感器，以完成對不同信號的放大處理，同時，該卡自帶 DC／D隔離電源模塊，無需用戶外接電源。綜上所述，PCI-8319 非常適合用做腦功能近紅光學監(jiān)測系統(tǒng)的數據采集卡。PCI-8319 數據卡允許采用 32 路單端輸入方式或 16 路雙端輸入方式。采用系用戶可根據需要選擇測量單極性信號或雙極性信號。該近紅外腦功能監(jiān)測具有 12 圖 3.3 OPT202 的工作原理和特性曲線
當所有顯示完畢時，關閉測量線程。3.2.8 程序界面程序的界面設計力圖做到簡潔、方便。把 24 個通道的血氧和血容變化曲線同時顯示在一個屏幕上。并在界面的左下方顯示當前時刻的血氧和血容分布的偽彩圖。下部中間設計了 24 個編輯框分別對應 24 個通道，根據血液模型實驗，用戶可以自行確定計算血氧和血容的系數。下部的左邊放置開始任務，保持數據等命令按鈕。程序在 CPU 為 P II 600，128M 內存，WINDOWS 2000 的計算機上連續(xù)運行 10小時工作正常。
【引證文獻】
相關博士學位論文 前1條
1 宋然然;兒童漢語閱讀障礙的發(fā)生機制研究[D];華中科技大學;2006年
相關碩士學位論文 前4條
1 吳欣;基于近紅外光譜技術的腦血氧監(jiān)測技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年
2 洪金鵬;基于DSP的近紅外光的腦血氧檢測系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年
3 鄒麗;閱讀障礙兒童家庭環(huán)境因素及語音激活的腦功能成像研究[D];華中科技大學;2011年
4 鄭毅;基于連續(xù)光的便攜式近紅外腦功能成像系統(tǒng)的研制[D];華中科技大學;2006年
本文編號：2802700
本文鏈接：http://sikaile.net/yixuelunwen/jsb/2802700.html
最近更新
教材專著
