發(fā)布時(shí)間：2017-08-16 12:44

  本文關(guān)鍵詞：基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧檢測(cè)

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【摘要】：大腦功能中的神經(jīng)血管耦合機(jī)制一直是腦科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,腦血氧檢測(cè)技術(shù)成為不可缺少的研究工具。在最近幾十年的血氧檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中,功能近紅外光譜技術(shù)(FNIRS)成為檢測(cè)大腦活動(dòng)中血氧變化的重要手段。該技術(shù)是通過(guò)檢測(cè)組織光學(xué)參數(shù)的改變來(lái)反映血液中的氧合血紅蛋白(Oxyhemoglobin,HbO)與還原血紅蛋白(Deoxyhemoglobin,HbR)的變化。與其它大腦皮層功能活動(dòng)檢測(cè)方法相比,功能近紅外光譜技術(shù)不僅滿(mǎn)足空間分辨率的要求,同時(shí)具有非常高的時(shí)間分辨率。而且該技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)創(chuàng)的腦功能活動(dòng)監(jiān)測(cè),設(shè)備功耗小,檢測(cè)費(fèi)用低。相比于國(guó)外成熟的功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù),國(guó)內(nèi)的研究和發(fā)展相對(duì)落后,至今還沒(méi)有產(chǎn)品化的功能近紅外成像檢測(cè)設(shè)備。本文研究實(shí)現(xiàn)的正是近紅外光譜技術(shù)用于腦功能活動(dòng)中的血氧變化檢測(cè)系統(tǒng)。首先,本文闡述了功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的原理,對(duì)功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了總結(jié)。同時(shí),本文還介紹了功能近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)用于腦功能研究的生理基礎(chǔ)并分析了該技術(shù)的信號(hào)特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然后,本文重點(diǎn)介紹了基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。其中包括硬件功能設(shè)計(jì)中光源發(fā)射及傳輸?shù)慕鉀Q方法、利用合理有效的光電傳感器對(duì)出射光信號(hào)的檢測(cè)以及通道之間并行數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)和軟件應(yīng)用中各功能的流程設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,還設(shè)計(jì)完成了血管阻斷實(shí)驗(yàn)對(duì)本系統(tǒng)血氧信息采集的有效性進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。其中,系統(tǒng)底層采集得到的電信號(hào)和實(shí)際數(shù)據(jù)求得的血氧信號(hào)都證明了系統(tǒng)的良好性能。此外,本文還提出了一種小波分析用于近紅外任務(wù)實(shí)驗(yàn)中激活通道檢測(cè)的方法,并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果和對(duì)比證明了該方法的可行性。最后,本文討論了該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一些改進(jìn)和優(yōu)化,并探討了功能近紅外血氧檢測(cè)與腦電同步聯(lián)合采集的意義。
【關(guān)鍵詞】：功能近紅外光譜技術(shù) 腦血氧檢測(cè) 光源調(diào)制 光電檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R338;O657.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 引言8
• 1.2 研究背景8-9
• 1.3 研究意義9-10
• 1.4 本文主要工作10-11
• 第二章 功能近紅外血氧檢測(cè)原理11-18
• 2.1 腦血氧變化及神經(jīng)血管耦合11-12
• 2.2 朗伯-比爾定律求解血氧變化12-16
• 2.3 主要近紅外調(diào)制方式比較16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 近紅外腦血氧檢測(cè)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)18-38
• 3.1 系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)18-20
• 3.2 系統(tǒng)硬件電路功能的實(shí)現(xiàn)20-30
• 3.3 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)30-35
• 3.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于小波變換的功能近紅外數(shù)據(jù)分析方法38-47
• 4.1 方法和處理流程38-41
• 4.2 仿真數(shù)據(jù)對(duì)比檢測(cè)結(jié)果41-43
• 4.3 任務(wù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比檢測(cè)結(jié)果43-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第五章 總結(jié)與展望47-49
• 5.1 工作總結(jié)47-48
• 5.2 工作展望48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 在學(xué)期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果55-56

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李長(zhǎng)清;近紅外光譜技術(shù)與腦監(jiān)測(cè)[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)分冊(cè);1995年02期

2 王旭;李迎新;;以蒙特卡洛方法建立組織中光劑量數(shù)學(xué)模型:分析激光對(duì)肝組織的損傷[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2010年04期

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本文編號(hào)：683377