CN114711745A - 一种神经血管信号检测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了神经血管信号检测装置，包括检测箱，其内壁设有用于实验鼠活动的爬行面，爬行面为半球形；盖板，可拆卸地固定在检测箱的顶部开口处；盖板的底面在位于爬行面的圆心处设有安装区；盖板上设有控制模块；轻质背负板，用于穿戴在被测实验鼠的身上；实验鼠的头部设有检测区；背负板上设有脑电信号采集模块，用于采集检测区的脑电信号；跟踪架组件，激光发射模块发射、图像采集模块和控制模块。本申请使得检测装置检测数据基本贴合实验鼠的正常活动状态，更加准确。
Description
技术领域
本公开一般涉及实验检测技术领域，具体涉及一种神经血管信号检测装置。
背景技术
血流速度是生命活动过程中非常重要的功能代谢参数之一。动态监测血流速度的时空变化对于研究生物组织生理变化过程，功能活动及药效评价等具有重大意义。激光散斑血流成像技术是近年来新出现的一种快速血流检测方法，具有光学成像无电离辐射、非接触测量的优势，该技术是利用生物组织后向散斑来获取相对血流速度信息，通过成像方式即获得全场的二维高分辨率血流分布成像，无需结合机械扫描；无需注入造影剂等外源性物质，可实现长时间连续的血流检测。
现有的实验检测装置在进行上述实验时，通过限制实验鼠的运动使得检测装置与实验鼠之间保持静止，该方式由于实验鼠状态不是正常状态，检测数据不准确。也有通过给大鼠背负便携式的检测装置来检测，由于检测装置有一定的重量，因此其也会影响实验鼠的正常状态，影响检测数据的准确性。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种神经血管信号检测装置，包括
检测箱，其内壁设有用于实验鼠活动的爬行面，所述爬行面为半球形；
盖板，可拆卸地固定在检测箱的顶部开口处；所述盖板的底面在位于所述爬行面的圆心处设有安装区；所述盖板上设有控制模块；
轻质背负板，用于穿戴在被测实验鼠的身上；所述实验鼠的头部设有检测区；所述背负板上设有脑电信号采集模块，用于采集检测区的脑电信号并将其发送至控制模块；
跟踪架组件，包括：
万向球，可转动地卡在所述盖板的安装区；
支撑杆，具有与所述万向球连接的第一端，和与所述第一端相对的第二端；
连杆，其两端分别连接所述第二端和所述背负板的边缘靠近所述检测区的一端；
检测杆，位于所述连杆的上方，其一端固定在所述支撑杆的外壁，另一端位于所述检测区的上方；所述检测杆远离所述支撑杆的一端设有激光发射模块和图像采集模块；
所述激光发射模块发射的激光倾斜照射在实验对象的头部并在其上形成散斑；所述图像采集模块用于采集对应散斑部位的脑皮层血流图像，并发送至所述控制模块。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述万向球具有第一中空腔体，所述支撑杆具有与所述第一中空腔体连通的第二贯通腔体；
所述第一中空腔体内安装有自卷式卷尺，所述卷尺的尺端部从所述第一中空腔体伸入所述第二贯通腔体，并从所述第二端伸出，且与所述背负板的顶部可万向转到地卡接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述检测杆远离所述支撑杆的一端设有：
检测板，与所述检测杆的端部固定连接；
微型电机，固定在所述检测板的底面，其输出轴垂直于所述检测板向远离所述检测板的一侧伸出；
转盘，其顶部中心与述输出轴垂直固定连接；所述转盘靠近所述检测板一侧的边缘以所述输出轴为轴线可转动地卡在所述检测板上；
所述激光发射模块包括第一激光发射模块和第二激光发射模块，所第一激光发射模块和第二激光发射模块均固定在所述转盘远离所述微型电机的一侧，且以所述转盘的中心对称设置；所述第一激光发射模块用于发射第一激光信号；所述第二激光发射模块用于发射第二激光信号。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述图像采集模块安装在所述检测杆上，镜头朝向所述检测区设置。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述盖板上设有控制模块，所述控制模块与所述微型电机信号连接，用于控制所述电机正转、反转使得所述第一激光发射模块和第二激光发射模块交替对准所述检测区。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述背负板为由塑料板。
根据本申请实施例提供的技术方案，第一激光信号的波长为530nm；所述第二激光信号的波长为605nm。
本申请的技术方案中，通过在检测箱内设置具有半球形的爬行面，且在盖板的在位于所述爬行面的圆心处设有安装区，通过安装在安装区的万向球和支撑杆、连杆、检测杆等组件，使得用于采集的激光发射模块和图像采集模块可以持续跟踪在检测区的上方，跟随实验鼠的移动而移动，且不给实验鼠施加压力，从而使得本申请的检测装置检测数据基本贴合实验鼠的正常活动状态，更加准确。
在本申请的某些实施方案中，通过设置转盘和微型电机，所述激光发射模块包括第一激光发射模块和第二激光发射模块，所第一激光发射模块和第二激光发射模块均固定在所述转盘远离所述微型电机的一侧，且以所述转盘的中心对称设置；所述第一激光发射模块用于发射第一激光信号；所述第二激光发射模块用于发射第二激光信号。实现了对同一实验对象的多种脑电信号的检测。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例中激光发射模块的安装结构示意图。
图中标号：10检测箱；20盖板；40轻质背负板；50实验鼠；51检测区；61万向球；61-2卷尺；62支撑杆；63连杆；71脑电信号采集模块；72控制模块；73激光发射模块；74图像采集模块；73-1第一激光发射模块；73-2第二激光发射模块；61-1第一中空腔体；62-1第二贯通腔体；66微型电机；65检测板；67转盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本实施例提供一种神经血管信号检测装置，包括
检测箱10，其内壁设有用于实验鼠活动的爬行面11，所述爬行面11为半球形；
盖板20，可拆卸地固定在检测箱10的顶部开口处；所述盖板20的底面在位于所述爬行面11的圆心处设有安装区；所述盖板20上设有控制模块31；
轻质背负板40，用于穿戴在被测实验鼠50的身上；所述实验鼠50的头部设有检测区51；所述背负板40上设有脑电信号采集模块71，用于采集检测区的脑电信号并将其发送至控制模块72。所述背负板为由塑料板或者泡沫板。
跟踪架组件，包括：
万向球61，可转动地卡在所述盖板20的安装区；
支撑杆62，具有与所述万向球61连接的第一端，和与所述第一端相对的第二端；
连杆63，其两端分别连接所述第二端和所述背负板40的边缘靠近所述检测区51的一端；
检测杆61，位于所述连杆63的上方，其一端固定在所述支撑杆62的外壁，另一端位于所述检测区51的上方；所述检测杆61远离所述支撑杆61的一端设有激光发射模块73和图像采集模块74；
所述激光发射模块73发射的激光倾斜照射在实验对象的头部并在其上形成散斑；所述图像采集模块74用于采集对应散斑部位的脑皮层血流图像；。
在实验对象的头部的第一设定范围设为检测区，在检测区内的第二设定范围设为信号获取区域，例如在实验鼠的头部选定直径为6mm的圆形区域作为检测区，将该检测区的头皮、硬脑膜剥离裸露出实验区域的颅骨，将玻璃盖板抵接在实验区域颅骨表面固定，待实验鼠剥离区康复后，在实验区域内选取3mm圆形范围作为信号获取区域，将信号获取区域的颅骨剥离露出该范围的脑皮层即脑组织。使得激光发射模块73发生的激光打在信号获取区域的脑皮层上并在其上形成散斑。脑电信号采集模块71是通过探针连接到玻璃盖板的下面，玻璃盖板会压着这个采集线；当散斑形成后图像采集模块74及脑电信号采集模块71同步对信号获取区域的脑皮层进行数据采集：图像采集模块74获取信号获取区域的脑皮层上的脑皮层血流图像；激光信号透过玻璃盖采集图像；脑电信号采集模块71设置在信号活动区域的脑皮层上获取该区域的脑电信号。
在本实施例中，脑电信号采集模块71采用cerebus多通道神经信号记录系统。该系统可以实时记录脑电信号。
优选地，图像采集模块74选用CMOS相机；所述激光发射模块73设置为激光二极管，且所述激光二极管型号选用HL6322G；所述控制模块72选用嵌入式ARM系统。
在本实施例中，所述激光发射模块73包括第一激光发射模块73-1和第二激光发射模块73-2，所述第一激光发射模块用于发射第一激光信号；所述第二激光发射模块用于发射第二激光信号。第一激光信号的波长为530nm；所述第二激光信号的波长为605nm。第一激光信号照射在检测区形成的散斑图像可以用来提取脱氧血红蛋白信号，第二激光信号照射在检测区形成的散斑图像可以用来提取血流速度信号。利用MATLAB从散斑图像中提取脱氧血红蛋白信号和血流速度信号为现有技术，在此不赘述。
本实施例中，当实验鼠在爬行面行动的时候，由于爬行面为半球面，背负板的中心距离安装区的距离始终不变，因此实验鼠可以在检测箱内自如行走，且用于检测的各个模块，由于均安装在与支撑杆连接的检测杆上，因此实验鼠将不需要背负各个模块的重量，检测数据将更加准确。
在本申请的某些优选实施例中，所述万向球61具有第一中空腔体61-1，所述支撑杆62具有与所述第一中空腔体61-1连通的第二贯通腔体62-1；
所述第一中空腔体内安装有自卷式卷尺61-2，所述卷尺61-2的尺端部从所述第一中空腔体61-1伸入所述第二贯通腔体62-1，并从所述第二端伸出，且与所述背负板40的顶部可万向转到地卡接。
本实施例中，通过自卷式卷尺61-2，进一步加强了跟踪架组件与实验鼠之间的连接稳定性。优选的，所述卷尺的尺量部由柔性的编制材料制成。
在本申请的某些优选实施例中，所述检测杆61远离所述支撑杆62的一端设有：
检测板65，与所述检测杆61的端部固定连接；
微型电机66，固定在所述检测板65的底面，其输出轴垂直于所述检测板65向远离所述检测板65的一侧伸出；
转盘67，其顶部中心与述输出轴垂直固定连接；所述转盘67靠近所述检测板65一侧的边缘以所述输出轴为轴线可转动地卡在所述检测板65上；
第一激光发射模块73-1和第二激光发射模块73-2均固定在所述转盘远离所述微型电机的一侧，且以所述转盘的中心对称设置；
在本实施方式中，通过控制微型电机转动转盘，使得第一激光发射模块73-1和第二激光发射模块73-2交替对应检测区发射激光信号。当图像采集装置分别采集第一激光信号照射下的散斑图像，和第二激光信号照射下的散斑图像，所述控制模块与所述微型电机信号连接，用于控制所述电机正转、反转使得所述第一激光发射模块和第二激光发射模块交替对准所述检测区；控制模块72分别从两种散斑图像中提取得到脱氧血红蛋白信号和血流速度信号。
在本申请的某些优选实施例中，所述图像采集模块74安装在所述检测杆上，镜头朝向所述检测区设置。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (7)
1.一种神经血管信号检测装置，其特征在于，包括
检测箱，其内壁设有用于实验鼠活动的爬行面，所述爬行面为半球形；
盖板，可拆卸地固定在检测箱的顶部开口处；所述盖板的底面在位于所述爬行面的圆心处设有安装区；控制模块
轻质背负板，用于穿戴在被测实验鼠的身上；所述实验鼠的头部设有检测区；所述背负板上设有脑电信号采集模块，用于采集检测区的脑电信号控制模块；
跟踪架组件，包括：
万向球，可转动地卡在所述盖板的安装区；
支撑杆，具有与所述万向球连接的第一端，和与所述第一端相对的第二端；
连杆，其两端分别连接所述第二端和所述背负板的边缘靠近所述检测区的一端；
检测杆，位于所述连杆的上方，其一端固定在所述支撑杆的外壁，另一端位于所述检测区的上方；所述检测杆远离所述支撑杆的一端设有激光发射模块和图像采集模块；
所述激光发射模块发射的激光倾斜照射在实验对象的头部并在其上形成散斑；所述图像采集模块用于采集对应散斑部位的脑皮层血流图像，并发送至所述控制模块。
2.根据权利要求1所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，所述万向球具有第一中空腔体，所述支撑杆具有与所述第一中空腔体连通的第二贯通腔体；
所述第一中空腔体内安装有自卷式卷尺，所述卷尺的尺端部从所述第一中空腔体伸入所述第二贯通腔体，并从所述第二端伸出，且与所述背负板的顶部可万向转到地卡接。
3.根据权利要求1所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，所述检测杆远离所述支撑杆的一端设有：
检测板，与所述检测杆的端部固定连接；
微型电机，固定在所述检测板的底面，其输出轴垂直于所述检测板向远离所述检测板的一侧伸出；
转盘，其顶部中心与述输出轴垂直固定连接；所述转盘靠近所述检测板一侧的边缘以所述输出轴为轴线可转动地卡在所述检测板上；
所述激光发射模块包括第一激光发射模块和第二激光发射模块，所第一激光发射模块和第二激光发射模块均固定在所述转盘远离所述微型电机的一侧，且以所述转盘的中心对称设置；所述第一激光发射模块用于发射第一激光信号；所述第二激光发射模块用于发射第二激光信号。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，所述图像采集模块安装在所述检测杆上，镜头朝向所述检测区设置。
5.根据权利要求3所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，所述盖板上设有控制模块；所述控制模块与所述微型电机信号连接，用于控制所述电机正转、反转使得所述第一激光发射模块和第二激光发射模块交替对准所述检测区。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，所述背负板为由塑料板。
7.根据权利要求3所述的神经血管信号检测装置，其特征在于，第一激光信号的波长为530nm；所述第二激光信号的波长为605nm。
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