基于近紅外光的腦血氧濃度變化監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、近紅外光譜技術(shù)與其他腦成像技術(shù)相比，價(jià)格低廉、時(shí)間分辨率高且不會(huì)對受試者產(chǎn)生副作用，因此而得到廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。氧對于人體來說是一種至關(guān)重要的物質(zhì)，人體的各種生理活動(dòng)都需要氧的參與。腦的體積雖然不大，但是其耗氧量卻達(dá)到了人體所需氧氣的20%，是人體的耗氧中心。其中腦前額葉有著非常廣泛的神經(jīng)聯(lián)系，與人體的思考、判斷等高級(jí)功能有著密切的聯(lián)系，由于特定的腦活動(dòng)會(huì)激活特定的腦部區(qū)域，因此通過測量前額葉的血氧濃度變化，就能對腦活動(dòng)做出近似的判斷

2、，同時(shí)還助于了解人體的血氧代謝功能。
　　本研究基于近紅外光譜技術(shù)，以stm32為主控芯片，以修正的朗伯-比爾定律為基本原理，研制了一套完整的前額葉血氧檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為硬件和軟件兩大部分。硬件系統(tǒng)主要由恒流驅(qū)動(dòng)模塊、探頭模塊、模擬濾波放大模塊、顯示存儲(chǔ)模塊、控制電路模塊組成。系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的傳感器探頭使用了7個(gè)雙波長發(fā)光二極管和8個(gè)光電感應(yīng)器，彼此按照一定的結(jié)構(gòu)排列，形成20個(gè)采樣通道，基本能夠覆蓋大腦前額和兩側(cè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)全方位的

3、前額葉血氧采集和監(jiān)控。軟件系統(tǒng)又分為上位機(jī)軟件系統(tǒng)和下位機(jī)軟件系統(tǒng)。下位機(jī)的功能主要包括信號(hào)的采集與處理、各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)、以及與上位機(jī)進(jìn)行通訊等等。上位機(jī)的主要功能是實(shí)時(shí)顯示血氧濃度的變化，方便用戶進(jìn)行操作。為了驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，對系統(tǒng)進(jìn)行了前臂阻斷實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析進(jìn)行對比，兩者之間具有相同的變化趨勢，此外，通過將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有腦血氧成像儀測量的結(jié)果進(jìn)行對比，并通過spss19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出P＞0.05，說明