目前研究腦功能的方法非常多,相比其他的腦功能測量方法,如功能性磁共振成像（fMRI）、正電子發(fā)射斷層攝影及腦電圖（EEG）,近紅外光譜（NIRS）具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):良好的時(shí)間分辨率、便攜性、具有能夠同時(shí)檢測到含氧（HBO2）血紅蛋白和無氧（HBR）血紅蛋白的濃度變化的能力、對學(xué)科的限制低、測量設(shè)備的成本低。在腦外層的系統(tǒng)生理干擾有時(shí)會降低近紅外光譜的性能,生理干擾主要是由心跳和呼吸造成的,這種系統(tǒng)性干擾的抑制相對來說比較容易,因?yàn)樾奶斐傻母蓴_和腦功能活動的功能性反應(yīng)的相關(guān)性通常較低,可以通過低通濾波技術(shù)去除,運(yùn)用最小二乘擬合技術(shù)可以去除呼吸造成的生理干擾。本文利用近紅外光譜（NIRS）技術(shù),設(shè)計(jì)并制作了一套完整的硬件檢測系統(tǒng),主要包括傳感器探頭模塊、后續(xù)的低通濾波模擬處理模塊、中央測控主機(jī)模塊、光源驅(qū)動模塊,其中傳感器探頭模塊選用的是有源的發(fā)光二極管和專用的光電集成轉(zhuǎn)換器件OPT301,以DSP2812作為中央測控主機(jī)模塊,管理整個(gè)電路的檢測功能,并且編寫了上位機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)血氧信息的顯示。另外還對系統(tǒng)做了功能性分析,以保證該系統(tǒng)能夠可靠、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的進(jìn)行血氧檢測。通過在體的前臂阻斷實(shí)驗(yàn)來... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 基于近紅外光譜血氧檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 近紅外光譜的血氧檢測技術(shù)
    2.1 腦組織的光學(xué)模型
    2.2 人體組織的光學(xué)原理
        2.2.1 人體組織的理論基礎(chǔ)
        2.2.2 參數(shù)的測量
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于近紅外光譜的血氧檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及其總體框架
    3.2 探頭傳感器模塊的設(shè)計(jì)
        3.2.1 光源
        3.2.2 光電轉(zhuǎn)換
        3.2.3 傳感器探頭模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.3 硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 LED 驅(qū)動電路
        3.3.2 模擬電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 中央處理模塊的設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)
    4.2 系統(tǒng)初始化
        4.2.1 時(shí)鐘的設(shè)置
        4.2.2 計(jì)數(shù)器的設(shè)置
        4.2.3 串行通信端口的設(shè)置
        4.2.4 輸入輸出接口的設(shè)置
        4.2.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換的設(shè)置
    4.3 中央處理單元的軟件設(shè)計(jì)
    4.4 上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于近紅外的腦血氧檢測的實(shí)驗(yàn)
    5.1 系統(tǒng)功能性實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 系統(tǒng)的噪聲
        5.1.2 系統(tǒng)功能的持續(xù)性
        5.1.3 系統(tǒng)的擾動
    5.2 在體實(shí)驗(yàn)與噪聲的分析
        5.2.1 前臂阻斷實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 腦血氧檢測實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄1 硬件電路PCB
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]指端脈搏血氧飽和度測量誤差來源分析[J]. 李雙雙,丁海艷,卞昕,葉大田.  計(jì)量技術(shù). 2008(11)
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[3]近紅外光譜無創(chuàng)血糖測量中背景扣除方法的研究[J]. 劉蓉,谷筱玉,徐可欣.  光譜學(xué)與光譜分析. 2008(08)
[4]新型近紅外腦血氧監(jiān)測設(shè)備的研制[J]. 李良成,李凱揚(yáng),秦釗.  激光與紅外. 2006(08)
[5]數(shù)字式無線肌血氧監(jiān)測儀的研制[J]. 張海寧,李巖,張翔,謝則平,瞿安連.  生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2006(02)
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[7]反射式血氧飽和度監(jiān)測儀的設(shè)計(jì)[J]. 李景文,龍村,張保洲,朗亞軍,黃兵.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2002(04)
[8]利用近紅外光譜監(jiān)測皮膚血氧輸運(yùn)[J]. 田豐華,丁海曙,王廣志,蔡志剛,趙福運(yùn).  光譜學(xué)與光譜分析. 2002(02)
[9]在多層結(jié)構(gòu)的生物組織中近紅外光子遷移的研究[J]. 丁海曙,王峰,林方,蘇暢.  光譜學(xué)與光譜分析. 2001(02)

博士論文
[1]近紅外空間分辨光譜技術(shù)及其在腦氧無損檢測中的應(yīng)用[D]. 騰軼超.清華大學(xué) 2006
[2]新生兒大腦組織光學(xué)參數(shù)的無損檢測[D]. 趙軍.清華大學(xué) 2005
[3]近紅外組織氧絕對量檢測的研究及應(yīng)用[D]. 黃嵐.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于近紅外光譜技術(shù)的腦血氧監(jiān)測技術(shù)的研究[D]. 吳欣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]基于PDA的便攜式近紅外肌氧檢測系統(tǒng)的研制[D]. 聶清.華中科技大學(xué) 2007
[3]便攜式近紅外腦功能成像系統(tǒng)的性能測試[D]. 曹傳花.華中科技大學(xué) 2006
[4]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]. 鄭毅.華中科技大學(xué) 2006
[5]多通道近紅外光譜血氧監(jiān)測系統(tǒng)的研制[D]. 杜烜.華中科技大學(xué) 2005
[6]新生兒腦血氧監(jiān)護(hù)儀的研制[D]. 劉銘.天津大學(xué) 2005
[7]近紅外腦功能成像儀的研制及在閱讀障礙研究中的應(yīng)用[D]. 甘茁.華中科技大學(xué) 2004



本文編號：3145755