本文關鍵詞：前額腦氧監(jiān)測系統(tǒng)設計及臨床應用研究

  更多相關文章： 近紅外光譜技術 調(diào)制解調(diào) 信號處理 腦氧監(jiān)測

【摘要】：腦氧監(jiān)測不僅能夠得到組織的氧合狀態(tài)變化,同時能夠通過神經(jīng)血管耦合機制評估腦功能活動。在科研和臨床領域,近紅外光譜技術作為一種腦氧監(jiān)測技術得到了廣泛的應用。該技術應用近紅外頻段對生物組織的相對透明性,通過檢測組織光學特性得到氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白濃度的變化。與功能磁共振成像、腦電圖等其他監(jiān)測皮層功能活動的技術相比,近紅外光譜技術能夠同時具備較高的空間分辨率和時間分辨率。同時近紅外光譜技術能夠無創(chuàng)、連續(xù)的監(jiān)測腦功能活動,設備體積小,檢測成本低。文中闡述了近紅外光譜技術檢測血紅蛋白濃度的基本原理,并對近紅外系統(tǒng)的實現(xiàn)進行了詳細介紹�；诮t外光譜技術的血氧監(jiān)測系統(tǒng)主要分為三種:時域系統(tǒng),頻域系統(tǒng)和連續(xù)波系統(tǒng),每一種都有其優(yōu)勢與局限性。本文提出一種分頻復用調(diào)制連續(xù)波近紅外光譜系統(tǒng)設計,以特定頻率的正弦載波驅(qū)動近紅外光源照射組織,對射出組織的近紅外光進行解調(diào),提取出其中攜帶的組織血液動力學信息。通過引入通信領域的分頻復用技術和調(diào)制解調(diào)技術,一方面實現(xiàn)了多通道的同步檢測,另一方面提高了檢測對環(huán)境光的免疫力。在系統(tǒng)結(jié)構方面采用虛擬儀器技術,以Lab VIEW軟件程序代替硬件的解調(diào)電路模塊,降低設備復雜度的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低了設備成本。近紅外信號中的噪聲成分包括系統(tǒng)噪聲、實驗誤差以及生理噪聲,本文分析了各種噪聲的特性,并介紹了對應的處理方法。應用穩(wěn)態(tài)小波分解從近紅外信號中提取出了有用的生理信息,包括血紅蛋白濃度信息和心跳信息。對系統(tǒng)進行的Valsalva試驗和臨床麻醉監(jiān)測分別驗證了系統(tǒng)檢測皮層血液動力學變化的能力和反映麻醉深度變化的能力。對臨床監(jiān)測中得到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,結(jié)果表明在意識狀態(tài)發(fā)生變化的同時會伴有腦氧的波動。
【關鍵詞】：近紅外光譜技術 調(diào)制解調(diào) 信號處理 腦氧監(jiān)測
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 醫(yī)用近紅外光譜技術概述10-11
• 1.2 醫(yī)用近紅外光譜技術研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 近紅外光譜技術在臨床監(jiān)測上的應用13-14
• 1.4 Lab VIEW概述14-15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 近紅外光譜技術16-22
• 2.1 近紅外光譜技術監(jiān)測原理16-18
• 2.1.1 光譜學基礎16-17
• 2.1.2 比爾朗伯法則變式17-18
• 2.1.3 神經(jīng)血管耦合18
• 2.2 近紅外系統(tǒng)的分類18-20
• 2.3 本章小結(jié)20-22
• 第3章 近紅外光譜系統(tǒng)設計22-38
• 3.1 近紅外光譜系統(tǒng)結(jié)構22-23
• 3.2 集成頭套設計23-27
• 3.2.1 頭套設計23-24
• 3.2.2 近紅外光源選擇24-25
• 3.2.3 光電傳感器選擇25-27
• 3.3 硬件系統(tǒng)設計27-30
• 3.3.1 光源驅(qū)動鏈路設計27-28
• 3.3.2 采集鏈路設計28-30
• 3.3.3 控制芯片30
• 3.4 接口與軟件設計30-36
• 3.4.1 數(shù)據(jù)接口設計30-32
• 3.4.2 信號分流程序設計32-33
• 3.4.3 正交解調(diào)程序設計33-35
• 3.4.5 數(shù)據(jù)保存程序設計35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 近紅外信號處理38-46
• 4.1 近紅外信號中的成分38-40
• 4.1.1 系統(tǒng)噪聲38-39
• 4.1.2 實驗誤差39-40
• 4.1.3 生理噪聲40
• 4.2 移除運動噪聲算法40-42
• 4.3 生理信息提取算法42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 系統(tǒng)驗證與臨床監(jiān)測46-53
• 5.1 在體腦血氧監(jiān)測46-47
• 5.1.1 實驗設計46
• 5.1.2 實驗對象和方法46
• 5.1.3 實驗結(jié)果46-47
• 5.2 臨床麻醉監(jiān)測47-52
• 5.2.1 實驗對象和方法48-49
• 5.2.2 檢測結(jié)果與分析49-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果59-60
• 致謝60-61
• 作者簡介61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉永康;李韙韜;錢志余;謝捷如;;基于STM32的近紅外腦局部血氧檢測裝置[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2013年05期

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 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

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本文編號：863490