本发明专利技术公开了一种脑电与近红外光谱联合采集装置，包括覆盖于头部的支撑体以及设置在支撑体上的若干固定座，所述的固定座上分别固定有脑电电极以及由近红外发射探头和近红外探测探头组成的近红外探头，所述的近红外探头通过集成脑电电极的方式与脑电电极构成一体式结构或者通过选择性耦合在固定座上的方式与脑电电极构成分体式结构，所述的支撑体上设有固定座定位孔，所述的固定座为圆柱体，所述圆柱体的外表面设有用于固定支撑体的固定凹槽；本发明专利技术结构合理，固定座能同时兼容近红外探头和脑电电极，能实现全部位点同时同区脑电和近红外信号采集，提高了采集装置脑电和近红外的密度，扩宽了应用范围，可满足不同研究和应用的需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗影像
，具体涉及一种近红外光谱脑功能成像（Near Infrared Spectroscopy，NIRS）装置，特别适于脑电联合近红外光谱联合采集。
技术介绍
脑电图(Electroencephalography，EEG) 利用大脑活动的神经电位特征测量脑部电信号的变化来获得大脑功能信息，其优势是时间分辨率高。EEG主要可分为侵入式EEG和非侵入式EEG两种。侵入式EEG是将电极探入脑皮层或置于脑皮层表面，采集神经元尖峰脉冲放电率；非侵入EEG将电极置于头皮表面，头皮上电极与大脑皮层表面之间存在着脑脊液、硬膜、颅骨、头皮等多种组织，电极记录到的是电极下直径4cm 左右范围神经电活动的综合。侵入式EEG虽然空间分辨率高，但对被试有损伤，难于实用化；非侵入式EEG，对被试无损，虽然可以快速获得时间分辨率高的脑信号，但其空间分辨率较低，已经成为制约基于EEG 的脑功能认知和脑-控机器人接口研究的瓶颈。近红外光谱(Near-infrared spectroscopy，NIRS) 是新近出现的一种无创光学成像技术，利用大脑活动时皮质局部所伴随的氧合血红蛋白(HbO2) 和脱氧合血红蛋白(Hb) 含量的变化来获得大脑功能信息。氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对近红外波段(650nm-950nm) 的吸收很小，该特性使得近红外光能够穿透大脑头皮及颅骨进入头皮下2-3cm 深的大脑皮层皮质区域。当大脑皮层的局部区域活动增强时，血流量增加，引起氧合血红蛋白含量增加，脱氧血红蛋白含量减少。氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白具有不同的光谱吸收特性，采用两种以上不同波长的近红外光从大脑头皮的某一点入射，从距离入射点几厘米以外(国际公认2-5cm 为最佳距离) 的位置检测出射光的变化，就可以反算出氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的含量变化，从而获取脑功能激活特性。NIRS 的优势是空间分辨率高于EEG，佩戴操作简便易行，无需使用导电膏；对被试的约束少，不受眨眼、身体轻微运动影响；非侵入，体积小，易于与其他技术设备结合使用。但它也存在明显的不足之处：该技术不是直接检测神经活动，而是检测滞后于神经活动5-8 秒的脑血氧信号，故其时间分辨率低于EEG。中国专利CN 102894971A 公布了一种脑电与近红外光谱采集的电极帽，一块覆盖头皮的柔性材料上固定有脑电电极和近红外探头夹持器，近红外探头耦合在近红外探头夹持器上。专利CN 103735248涉及了一种近红外光谱术和电极联合检测装置，该装置分为弹性内层和非弹性外层，弹性内层适用于不同被检测生理部位形状，并装载有按照标准定为排布的电极，非弹性外层上安装有间距固定的近红外探头。这两种近红外光谱与脑电联合采集装置脑电电极和近红外探头各自独立，都需要占据一定的空间，降低了近红外和脑电电极的排布密度，限制了采集装置的应用范围。脑电信号与近红外光学信号采集时需尽可能覆盖到感兴趣的区域甚至全脑来实现数据融合分析，而现有的脑电电极与近红外探头不能有效地同时排布在有限的头皮表面，也就无法实现同时同区信号采集。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种近红外和脑电联合采集装置，其结构合理，固定座能同时兼容近红外探头和脑电电极，能实现同时同区脑电和近红外信号采集，提高了采集装置脑电和近红外的密度，扩宽应用范围，可满足不同研究的需求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种脑电与近红外光谱联合采集装置，包括覆盖于头部的支撑体以及设置在支撑体上的若干固定座，所述的固定座上分别固定有脑电电极以及由近红外发射探头和近红外探测探头组成的近红外探头，所述的近红外探头通过集成脑电电极的方式与脑电电极构成一体式结构或者通过选择性耦合在固定座上的方式与脑电电极构成分体式结构，所述的支撑体上设有固定座定位孔，所述的固定座为圆柱体，所述圆柱体的外表面设有用于固定支撑体的固定凹槽。进一步的技术方案是：所述的脑电电极为湿电极；所述的固定座与近红探头之间具有容纳导电胶的空腔。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为一体式，所述的脑电电极为嵌入近红外探头外周面的电极体或为涂覆在近红外探头下端部外表面的电极传感层。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为分体式，所述的脑电电极为嵌入固定座内壁的电极体或为涂覆在固定座内壁面的电极传感层。更进一步的技术方案是：所述的脑电电极为干电极。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为一体式，所述的脑电电极为设置在近红外探头底端的电极片/柱/环或涂覆在近红外探头底端面的电极传感层。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为分体式，所述的脑电电极为设置在固定座底端的电极片/柱/环或涂覆在固定座底端面的电极传感层。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头的外周面与固定座的内壁面相吻合并形成无缝连接。再进一步的技术方案是：所述的若干固定座先按10-20脑电定位系统或10-20脑电扩展定位系统形成初始排列单元，然后选择性地在初始排列单元的两侧等距离处形成扩展排列单元。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为一体式，所述的初始排列单元和扩展排列单元上的固定座均耦合有集成式近红外探头，所述的近红外发射探头和近红外探测探头呈交错排列。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其近红外探头与脑电电极为分体式，所述的初始排列单元和扩展排列单元上的固定座均耦合有近红外探头，所述的近红外发射探头和近红外探测探头呈交错排列。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其扩展排列单元上的固定座、以及初始排列单元和扩展排列单元重叠的固定座上均耦合有近红外探头，所述的近红外发射探头和近红外探测探头呈交替排列。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其固定座包括可拆卸连接的下座圈和上紧件。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其支撑体包括与脑部曲率相吻合、与头皮接触的弹性支撑体以及位于弹性支撑体之上的非弹性支撑体，所述的非弹性支撑体覆盖近红外探头区域，弹性支撑体与非弹性支撑体通过固定凹槽卡接。所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其非弹性支撑体由若干具有两个固定座定位孔的条状固定单元和/或具有三个固定座定位孔的人字形固定单元拼接而成。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术提供的近红外和脑电联合采集装置，固定座能同时兼容近红外探头和脑电电极，能实现全部位点同时同区脑电和近红外信号采集，满足不同研究和应用的需要。（2）本专利技术提供的近红外和脑电联合采集装置，近红外探头和脑电电极为分体式，使用灵活，维修更换方便。更换时只需换掉出故障的电极或近红外探头，不必同时换掉脑电和近红外探头，节约维护成本。另外某些应用中不必每个位点都需要近红外探头，此时分体式更合适，固定座上就设有脑电电极，无需额外插入探头，省时；同时脑电电极相对于近红外探头更加舒适，分体式也有利于提高被试的舒适度。（3）本专利技术提供的近红外和脑电联合采集装置，脑电电极采用干电极，无需注入导电胶，不会弄脏被试的头发，测试前后无需洗头；由于无需注入导电胶和皮肤预处理，大大节约了测试准备时间。（4）本专利技术提供的近红外和脑电联合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脑电与近红外光谱联合采集装置，包括覆盖于头部的支撑体（1）以及设置在支撑体（1）上的若干固定座（2），所述的固定座（2）上分别固定有脑电电极（3）以及由近红外发射探头（S）和近红外探测探头（D）组成的近红外探头（4），其特征在于：所述的近红外探头（4）通过集成脑电电极（3）的方式与脑电电极（3）构成一体式结构或者通过耦合在固定座（2）上的方式与脑电电极（3）构成分体式结构，所述的支撑体（1）上设有固定座定位孔（8），所述的固定座（2）为圆柱体，所述圆柱体的外表面设有用于固定支撑体（1）的固定凹槽（2.3）。
【技术特征摘要】
1.一种脑电与近红外光谱联合采集装置，包括覆盖于头部的支撑体（1）以及设置在支撑体（1）上的若干固定座（2），所述的固定座（2）上分别固定有脑电电极（3）以及由近红外发射探头（S）和近红外探测探头（D）组成的近红外探头（4），其特征在于：所述的近红外探头（4）通过集成脑电电极（3）的方式与脑电电极（3）构成一体式结构或者通过耦合在固定座（2）上的方式与脑电电极（3）构成分体式结构，所述的支撑体（1）上设有固定座定位孔（8），所述的固定座（2）为圆柱体，所述圆柱体的外表面设有用于固定支撑体（1）的固定凹槽（2.3）。2.根据权利要求1所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为湿电极；所述的固定座（2）与近红探头（4）之间具有容纳导电胶（6）的空腔（7）。3.根据权利要求2所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为嵌入近红外探头（4）外周面的电极体或为涂覆在近红外探头（4）下端部外表面的电极传感层。4.根据权利要求2所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为嵌入固定座（2）内壁的电极体或为涂覆在固定座（2）内壁面的电极传感层。5.根据权利要求1所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为干电极。6.根据权利要求5所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为设置在近红外探头（4）底端的电极片/柱/环或涂覆在近红外探头（4）底端面的电极传感层。7.根据权利要求5所述的一种脑电与近红外光谱联合采集装置，其特征在于，所述的脑电电极（3）为设置在固定座（2）底端的电极片/柱/环或涂覆在固定座（2）底端面的电极传感层。8...
【专利技术属性】
技术研发人员：段晏文，李广利，李明哲，杨德涛，
申请(专利权)人：苏州格林泰克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。