CN117224121B - 一种近红外脑功能成像装置的头帽及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种近红外脑功能成像装置的头帽及设备，头帽包括垫片和罩体，垫片包括贴合受检者头部设置的弧形本体，弧形本体的前端、后端、左侧和右侧分别形成有首尾相连的第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘；各边缘上均设有同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成探头安装网；发射探头和接收探头间隔设置，以形成信号采集通道；设有贯穿孔的罩体设于垫片远离头部的一侧且被构造为用于包覆垫片。实现了近红外脑功能成像头帽更好的贴合受检者的头部，使得该头帽能够适用于不同头型的受检者，并能够对受检者更多的脑区范围进行信息检测，还提高了受检者的使用体验。

Description

一种近红外脑功能成像装置的头帽及设备

技术领域

本发明涉及近红外脑功能成像技术领域，特别涉及一种近红外脑功能成像装置的头帽及设备。

背景技术

近红外脑功能成像技术基于脑组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对不同波长的近红外光线吸收率的差异性，来检测大脑皮层的血流动力学变化，进而评估脑功能状况，得到脑活动的近红外光学图像。近红外脑功能成像技术具有较高的空间分辨率和更好的抗噪声性能，能允许长时间连续测量，短时间内多次测量，更适合大规模的数据采集等优势。目前，由于受检者头部的尺寸有限，能够布置的探头的数量有限，因此，现有的头帽的信号采集通道数较少，难以满足多脑区检测需求。此外，考虑制造成本，头帽一般都制成标准头帽，由于受检者的头型、头围的尺寸不尽相同，比如有的受检者头型较圆，有的受检者的头型较扁，现有的标准头帽难以适应不同受检者并与其头部进行很好地贴合，一方面会导致头帽上的探头无法有效的对受检者头部信息进行采集，另一方面会导致受检者的使用体验不佳。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种近红外脑功能成像装置的头帽及设备，用以解决现有技术中近红外脑功能成像装置的标准头帽能够布置的探头数量有限、探头之间形成的信号采集通道数量较少的问题以及标准头帽与头部贴合度不高的问题。

本发明的实施例采用如下技术方案：一种近红外脑功能成像装置的头帽，包括：

垫片，所述垫片包括贴合受检者头部设置的弧形本体，所述弧形本体的前端覆盖至所述受检者的前额以形成第一边缘，所述弧形本体的后端延伸至所述受检者的枕叶以形成第二边缘，所述弧形本体的左侧和右侧分别沿所述受检者的耳部轮廓贴合其头部设置以形成第三边缘和第四边缘，所述第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘首尾相连，且均呈现为向所述垫片的中心位置处汇聚的弧线；

所述第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘上均设有同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合所述受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合所述受检者头部轮廓设置多个发射探头和/或接收探头的探头安装网；其中，所述探头安装孔包括发射探头安装孔和接收探头安装孔，所述发射探头安装孔和所述接收探头安装孔间隔设置，以使相邻的发射探头与接收探头之间形成信号采集通道；

罩体，所述罩体设于所述垫片远离所述头部的一侧且被构造为用于包覆所述垫片，所述罩体匹配所述探头安装网设有多个用于安装所述发射探头/接收探头的贯穿孔。

在一些实施例中，所述弧形本体包括沿所述受检者的脑中线左右对称设置的第一弧形本体和第二弧形本体，所述第一弧形本体与所述第二弧形本体间隔设置在所述罩体上，且所述第三边缘位于所述第一弧形本体上，所述第四边缘位于所述第二弧形本体上。

在一些实施例中，所述垫片包括用于连接所述第一弧形本体和所述第二弧形本体的连接片。

在一些实施例中，所述第一弧形本体和所述第二弧形本体对应间隔的边缘均设有多个向彼此方向延伸的突触，以使所述第一弧形本体和所述第二弧形本体贴合于所述头部。

在一些实施例中，所述第一弧形本体和/或第二弧形本体上的多个所述突触在对应所述受检者头部的额叶区和/或顶叶区位置处形成波浪形边缘。

在一些实施例中，所述第一弧形本体和/或所述第二弧形本体在对应所述受检者枕叶区的突触位置处设置弧形的豁口；所述豁口自所述突触与相邻突触之间的间隙处向内延伸并围合至少一个所述突触，以用于增大所述豁口围合的所述突触在靠近/远离所述受检者头部方向上的自由度。

在一些实施例中，所述第三边缘和/或所述第四边缘在对应所述受检者的颞叶区靠近枕叶区的位置处设有至少两个开槽，所述开槽之间围合的区域中设有至少一个所述探头安装孔。

在一些实施例中，相邻的所述发射探头安装孔和所述接收探头安装孔以第一间距间隔设置，对应所述受检者枕叶区的相邻的所述接收探头安装孔或所述发射探头安装孔之间的间距小于所述第一间距。

在一些实施例中，所述发射探头与所述接收探头之间形成的采集通道数超过100。

在一些实施例中，所述第一边缘、所述第二边缘、所述第三边缘和所述第四边缘上，均设有八个所述探头安装孔。

在一些实施例中，所述弧形本体在沿垂直于所述第三边缘和/或所述第四边缘的位置处设有长条状的槽口，所述槽口的长边方向垂直所述第三边缘和/或所述第四边缘设置。

在一些实施例中，所述弧形本体上设有多个卸力孔，其中在对应所述受检者额叶区、颞叶区和顶叶区任一脑区设置的所述卸力孔的数量，均大于对应其枕叶区的所述卸力孔的数量。

在一些实施例中，对应所述额叶区和/或所述颞叶区设置的卸力孔位于相邻的四个所述探头安装孔的围合区域中；和/或，所述卸力孔位于相邻的四个所述探头安装孔的连接线上。

在一些实施例中，对应所述额叶区和/或所述颞叶区的所述卸力孔的开口面积大于对应所述顶叶区的所述卸力孔的开口面积。

本发明实施例还公开了一种近红外脑功能成像设备，其包括近红外脑功能成像装置、线缆以及连接于所述线缆的探头，还包括如上述实施例中任一项所述的头帽。

本发明实施例的有益效果在于：

通过将贴合向受检者头部的垫片设置为弧形本体状，并在弧形本体的前端、后端、左侧和右侧分别贴合受检者头部形成有首尾相连的第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，且各边缘上设置同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合受检者头部轮廓的探头安装网，使得该头帽在有限的头部尺寸条件下能够布置更多数量的发射探头和接收探头，同时，使得分别安装在发射探头安装孔和接收探头安装孔上的发射探头与接收探头能够间隔设置，并形成较多数量的信号采集通道，以满足对受检者头部进行多脑区检测的需求。此外，该头帽结构还可以使得近红外脑功能成像装置的头帽能够更好的贴合受检者的头部，使得该头帽能够适用于不同头型的受检者，提高了受检者的佩戴舒适感。而且还可以通过预设在垫片上的多个发射探头安装孔、多个接收探头安装孔和预设在罩体上的分别与多个发射探头安装孔和多个接收探头安装孔对应设置的贯穿孔，实现对发射探头和接收探头的精准安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的近红外脑功能成像装置的头帽的内部结构示意图；

图2为本申请实施例的近红外脑功能成像装置的头帽的外部结构示意图；

图3为本申请实施例的近红外脑功能成像装置的头帽在使用过程中的局部剖面结构示意图；

图4为本申请垫片的立体结构以及发射探头和接收探头在该垫片上的排布位点展示效果图；

图5为本申请图4的俯视图；

图6为本申请图4的前视图；

图7为本申请图4的后视图；

图8为本申请图4的左视图；

图9为本申请图4的右视图。

附图标记：1、垫片；101、发射探头安装孔；102、接收探头安装孔；103、第一弧形本体；104、第二弧形本体；105、间隔；106、突触；107、第一边缘；108、第二边缘；109、第三边缘；110、第四边缘；111、豁口；112、开槽；113、槽口；114、卸力孔；2、罩体；201、贯穿孔；3、发射探头；4、接收探头；5、适配器；6、拉紧组件；601、拉环；602、绑带。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如上述“发明内容”的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为上述“发明内容”的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

为解决背景技术中的问题，本申请实施例公开了一种近红外脑功能成像装置的头帽。

如图1至图9所示，本申请提供了一种近红外脑功能成像装置的头帽，头帽包括垫片1和罩体2。所述垫片1用于贴合向受检者的头部设置，垫片1包括贴合受检者头部设置的弧形本体，弧形本体可以采用可形变的材料制作，以使垫片1制作为能够佩戴于受检者的头部的形状，并很好的贴合向受检者的头部。

弧形本体的前端覆盖至受检者的前额以形成第一边缘107，弧形本体的后端延伸至受检者的枕叶以形成第二边缘108，弧形本体的左侧和右侧分别沿受检者的耳部轮廓贴合其头部设置以形成第三边缘109和第四边缘110，第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110首尾相连，且均呈现为向垫片1的中心位置处汇聚的弧线，以使弧形本体状的垫片1能够贴合于受检者头部的边缘位置，弧线形的第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110的结构设置相对于其他头帽边缘的设置形式来说，提高了受检者的佩戴舒适感，避免各边缘与受检者的头部发生刮擦等。具体的，对应于受检者前额的凸出情况以及受检者发际线的位置，第一边缘107呈现出向垫片1的中心位置处汇聚的弧线，弧线可以是连续的弧线，也可以是间断设置的弧线。第二边缘108则对应与受检者头部的枕叶形成向垫片1中心位置汇聚的弧线，同样的，该弧线也可以是连续的弧线，或是间断设置的弧线。同理，第三边缘109和第四边缘110也呈向垫片1中心位置处汇聚的弧线，而且第三边缘109和第四边缘110对应的弧线的弧度相对于第一边缘107对应的弧线的弧度可以更大，以使其能够更好的避位受检者的耳部，使得垫片1能够更好的贴合受检者的耳部轮廓。

第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110上均设有同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合所述受检者头部轮廓设置多个发射探头3和/或接收探头4的探头安装网。使得该头帽在有限的头部尺寸条件下能够布置更多数量的发射探头3和接收探头4，同时，使得分别安装在发射探头安装孔101和接收探头安装孔102上的发射探头3与接收探头4能够间隔设置，并形成较多数量的信号采集通道，以满足对受检者头部进行多脑区检测的需求。

其中，探头安装孔包括发射探头安装孔101和接收探头安装孔102，发射探头安装孔101和接收探头安装孔102间隔设置，以使相邻的发射探头3与接收探头4之间形成信号采集通道。具体的，以相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的一条连线举例来说，该连线上既布设有发射探头安装孔101，又布设有接收探头安装孔102，发射探头安装孔101处安装发射探头3，接收探头安装孔102处安装接收探头4，且两相邻发射探头安装孔101之间设置有一个接收探头安装孔102；同理，两相邻接收探头安装孔102之间设置有一个发射探头安装孔101，以使安装在发射探头安装孔101内发射探头3与其相邻的安装在接收探头安装孔102内的接收探头4之间形成信号采集通道。发射探头3发射的近红外光进入大脑皮层后经过被散射、吸收后从头部出射，被接收探头4接收。通过在垫片1上设置有多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102，并且发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102形成排布较为密集的探头安装网，以能够在头帽上安装更多数量的发射探头3和接收探头4，使相邻的发射探头3与接收探头4之间形成数量较多的信号采集通道，利用发射探头3向受检者的头部发射近红外光，并利用接收探头4接收从受检者的头部出射的近红外光，通过分析处理能够得到表征大脑皮层血流动力学变化的血氧浓度数据，即该发射探头3和接收探头4能够装配在头帽上来测量受检者的大脑皮层的血氧浓度。通过数量较多的发射探头3、接收探头4和信号采集通道获取更多的受检者的头部的检测数据。在一些实施例中，上述发射探头3可为双波长光源探头，双波长光源探头能够发出两种波长近红外光，在另一些实施例中，上述发射探头3也可以为三波长光源探头。

在发射探头安装孔101和接收探头安装孔102处均安装有用于连接发射探头3和接收探头4的适配器5，安装在发射探头安装孔101处的适配器5用于装设发射探头3，安装在接头探头安装孔处的适配器5用于装设接收探头4。

垫片1可以但不限于采用3D打孔技术在垫片1上形成多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102，以保证孔位不变形和适配器5不脱落，进而保证安装在适配器5上的发射探头3和接收探头4具有较高的安装精度，同时安装过程简单，安装成本低。

所述罩体2设于垫片1远离头部的一侧且被构造成为用于包覆垫片1。罩体2由可形变的材料制作而成，进一步可选地，罩体2的材料的弹性大于垫片1的材料弹性。具体地，罩体2能够佩戴于受检者的头部，并与贴合在受检者头部的垫片1远离头部的一侧贴合。垫片1可以采用第一可形变材料制成，第一可变形材料可以但不限于是橡胶、硅胶等材料。罩体2可以采用第二可形变材料制成，第二可变形材料可以但不限于是具有弹性的布料，以通过弹性布料对受检者头部实现较好的包覆效果。罩体2的整体形状大小可以大于垫片1的形状大小，以使罩体2能够更好的包覆受检者的头部。在罩体2对应受检者耳部的位置，还可以开设漏耳通孔，以使受检者的耳部可以通过漏耳通孔漏出，提高受检者的佩戴舒适感。

在本申请进一步可选的实施例中，垫片1的弹性小于罩体2的弹性，垫片1的硬度大于罩体2的硬度。具体的，垫片1可以采用硬度不超过设定阈值的材质制成，设定阈值可以通过人工设置。比如，硅胶制成的垫片1，由于垫片1具有一定的硬度，在面临不同的头型或头围时可以保持头帽不被剧烈拉扯，使发射探头3与接收探头4之间的间距保持在一定范围内(比如，发射探头3与接收探头4之间的固定距离约为3cm)，有助于近红外脑功能成像设备获得较佳的近红外数据。可以理解的是，在发射探头3所发射的近红外光垂直进入头部时，获取到的近红外数据准确性高，由于硅胶片的硬度可以降低头帽的伸缩性，起到保持角度的作用，因此用户使用该近红外脑功能成像装置的头帽能够采集到更准确的近红外数据。

罩体2匹配探头安装网设有多个用于安装发射探头3/接收探头4的贯穿孔201，以使发射探头3/接收探头4能够穿过贯穿孔201分别安装于垫片1上的发射探头安装孔101和接收探头安装孔102上。

适配器5穿透罩体2和垫片1以用于装设发射探头3和接收探头4。具体的，用于装设发射探头3的适配器5从与发射探头安装孔101对应设置的贯穿孔201和发射探头安装孔101依次分别穿透罩体2和垫片1，以用于装设发射探头3；用于装设接收探头4的适配器5从与接收探头安装孔102对应设置的贯穿孔201和接收探头安装孔102依次分别穿透罩体2和垫片1，以用于装设接收探头4。

示例性的，对于用于装设发射探头3的适配器5，假设适配器5包括第一扣接件和第二扣接件，第一扣接件从罩体2外侧（远离受检者头部的一侧）穿透贯穿孔201和发射探头安装孔101，与垫片1内侧（贴合受检者头部的一侧）的第二扣接件扣合，使得适配器5能够被固定在所述罩体2和垫片1上。对于用于装设接收探头4的适配器5，可以同样采用上述结构。仅以此为示例，不构成对权利要求保护范围的具体限定。

适配器5与贯穿孔201、多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102的结构设计，能够使得发射探头3和接收探头4以更高的精准度装设在头帽上，避免了采用定位片定位安装探头时安装过程麻烦、成本高等问题。

本申请实施例通过将贴合向受检者头部的垫片1设置为弧形本体状，并在弧形本体的前端、后端、左侧和右侧分别贴合受检者头部形成有首尾相连的第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110，且各边缘上设置同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合受检者头部轮廓的探头安装网，使得分别安装在发射探头安装孔101和接收探头安装孔102上的发射探头3与接收探头4能够间隔设置，并形成信号采集通道，进而使得近红外脑功能成像装置的头帽能够更好的贴合受检者的头部，使得该头帽能够适用于不同头型的受检者，提高了受检者的佩戴舒适感，同时探头安装网的设置可以实现在同等面积的垫片上设置更多的发射探头和接收探头，即相对面积较小的脑区位置上形成更多的信号采集通道，并能够对受检者更多的脑区范围进行信息检测，以获得更多的检测数据。

此外，通过预设在垫片1上的多个发射探头安装孔101、多个接收探头安装孔102和预设在罩体2上的分别与多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102对应设置的贯穿孔201，能够实现对发射探头3和接收探头4的精准安装。

在本申请的一个实施例中，在不影响采集功能的前提下，可以将垫片1设计为两片式的结构来装设各个发射探头3和接收探头4，以更好的适配不同头围的受检者，同时避免了应用定位片带来的安装过程麻烦，耗费大量的人工成本、定位效果不好、定位精度不够，不能保证3cm间距（或其他间距值）等问题。

具体的，弧形本体包括第一弧形本体103和第二弧形本体104，其中第一弧形本体103和第二弧形本体104可以沿受检者的脑中线左右对称设置。即弧形本体可以包括两部分，两部分分别为第一弧形本体103和第二弧形本体104，而且这两部分可以沿受检者的脑中线对称设置，一方面对称式布置的弧形本体结构便于设计制作，另一方面，对称式布置的弧形本体结构对于左右对称的头部结构来说更便于调整其相对头部的贴合度，以使头帽戴在受检者的头部时，对于第一弧形本体103相对受检者头部的贴合度的调整基本不会影响第二弧形本体104相对于受检者头部的贴合度。

具体的，上述结构尤其适用于当受检者的头型相对扁平；示例性的，受检者头部的枕叶部分相对于较为规整的人体头部模型更扁平，第一弧形本体103和第二弧形本体104分别对应位于受检者头部的左半部分和右半部分，以便于进行最大程度的调整垫片1至呈现贴合受检者头部的位置。

弧形本体包括第一弧形本体103和第二弧形本体104的结构设置，可以使垫片1的位置调整更加灵活，如当头帽戴在受检者的头部且第二弧形本体104已经贴合受检者头部的右半部分的情况下，第一弧形本体103并未贴合于受检者头部的左半部分，此时需要对第一弧形本体103进行调整，以使其贴合于受检者头部的左半部分；如果弧形本体采用一体式的结构，在对对应于受检者头部左半部分的弧形本体进行调整时，需要对对应于受检者头部的右半部分的弧形本体进行固定操作，以防止对对应于受检者头部左半部分的弧形本体进行调整的过程中，已贴合于受检者头部右半部分的弧形本体位置发生变动而无法贴合于受检者头部的右半部分。

而本申请分体式设计的弧形本体可以有效的解决上述问题，即由于已贴合于受检者头部右半部分的第二弧形本体104与第一弧形本体103是分体式的结构，因此，在对第一弧形本体103相对于受检者头部的左半部分的贴合度进行调整时，不会影响第二弧形本体104相对受检者头部的右半部分的贴合度。两片式的弧形本体在头帽使用过程中，弧形本体相对受检者头部的贴合度的调整更准确且快捷。

弧形本体两片式的结构设计以及其左右两侧高度对称的设计符合人体头部结构，具体的弧形本体与罩体2形成头帽的尺寸以符合大多数成年人头部形状头围的M号头帽为最佳，提高了头帽的适配性，且弧形本体在罩体2上整体上呈弧形，其弧度设计及柔韧度符合人体工学特征，进而保证了在数据采集过程中头帽能够贴紧受检者的头部。

相对于整体式的弧形本体，对称设置的第一弧形本体103与第二弧形本体104使得弧形本体的成型难度更低，使得其制作更容易，从而降低弧形本体的生产成本。第一弧形本体103与第二弧形本体104间隔设置在罩体2上，即，第一弧形本体103与第二弧形本体104之间有间隔105，该间隔105对应位于受检者的脑中线位置。因受检者脑中线位置可以不设发射探头3/接收探头4，因此，第一弧形本体103与第二弧形本体104可以不紧挨着；另外，该间隔105一方面可以是第一弧形本体103和第二弧形本体104能够更好的贴合于受检者的头部，而且第一弧形本体103与第二弧形本体104之间设置间隔可以使得整个垫片1的重量降低，减少受检者使用头帽时头帽重量对受检者造成的压迫感，提高了受检者的佩戴舒适感，也减少了垫片1材料的使用量，降低了头帽的制作成本。第三边缘109位于第一弧形本体103上，第四边缘110位于第二弧形本体104上，第三边缘109与第四边缘110可以是对称的。

在本申请的一个实施例中，垫片1包括用于连接第一弧形本体103和第二弧形本体104的连接片（图中未示出）。连接片可以设置一个或两个以上。具体的，连接片的一端可以连接于第一弧形本体103中对应受检者头部的前额位置处，连接片的另一端可以连接于第二弧形本体104中对应受检者头部的前额位置处，且连接片位于第一弧形本体103与第二弧形本体104之间的间隔105处。当然，可以理解的是，连接片还可以位于第一弧形本体103与第二弧形本体104之间的间隔105处，且对应于受检者头部的顶叶位置和/或枕叶位置。连接片的厚度可以小于第一弧形本体103和第二弧形本体104的厚度，较薄的连接片即可起到连接第一弧形本体103和第二弧形本体104的作用，避免较厚的连接片增加弧形本体整体的重量，也使得第一弧形本体103与第二弧形本体104之间的间隔105，也就是第一弧形本体103与第二弧形本体104的相对位置更容易调整。

再次结合图5，连接片还可以用于限制第一弧形本体103和第二弧形本体104相对边缘位置处的发射探头3和接收探头4之间的间距，以形成更多的信息采集通道。如可以通过该连接片限制发射探头S18和接收探头D19之间的间距为特定的距离，比如3cm，以方便发射探头S18、接收探头D19形成信号采集通道。

连接片可以使第一弧形本体103和第二弧形本体104组成一个整体。第一弧形本体103与第二弧形本体104的通过与第一弧形本体103和第二弧形本体104相同材质的可形变材料连接成一个整体。即，第一弧形本体103与第二弧形本体104可以是完全独立的两片结构呈现，还可以两者组成整体式的弧形本体，只不过第一弧形本体103与第二弧形本体104之间的连接片较小，使得第一弧形本体103和第二弧形本体104呈现出两片式的结构。仅以此为示例，不构成对权利要求保护范围的具体限定。

头帽还可以设置拉紧组件6，拉紧组件6可以设置于罩体2和/或垫片1的相对两侧，拉紧组件6拉紧时可以将罩体2拉紧至贴合受检者头部的状态。具体的，拉紧组件6可以包括拉环601和绑带602。至少两个拉环601分别设置于罩体2和/或垫片1对应头部的相对两侧。绑带602的一端固定于其中一侧的拉环601上，绑带602的另一端穿过另一侧的拉环601并拉紧固定。其中，绑带602为弹性体或自粘带，可以实现绑带602的有效拉紧，以使得头帽能够较高的包覆于受检者的头部。

在一些实施例中，第一弧形本体103和第二弧形本体104对应间隔的边缘均设有多个向彼此方向延伸的突触106，以使第一弧形本体103和第二弧形本体104对应受检者顶叶区的部分更贴合于受检者的头部。结合图 5，每个突触106上均设置有一个探头，突触106的上述设置方式还可以保持位于两个相邻突触106上的两个探头之间的距离，以使头帽上能够在有限的区域面积范围内设置更多数量的探头，并通过探头形成更多数量的信号采集通道。具体的，设置在第一弧形本体103上的各个突触106上的相邻的两个发射探头3与接收探头4之间可以形成信号采集通道，同理，设置在第二弧形本体104上的各个突触106上的相邻的两个发射探头3与接收探头4之间也可以形成信号采集通道。另外，第一弧形本体103上其中一个突触106上设置的探头能够与第二弧形本体104上对应位置相向设置的突触106上设置的探头之间形成一个信号采集通道。比如，设置在第一弧形本体103其中一个突触106上的发射探头S18与设置在第二弧形本体104其中一个突触106上的接收探头D19之间可以形成一个信号采集通道。如此，也能够使头帽上设置的有限数量的探头形成更多数量的信号采集通道。

具体地，突触106可以设置为边缘为平滑弧线的半圆形结构，而且第一弧形本体103上的突触106与第二弧形本体104上的突触106沿受检者的脑中线左右对称设置。

在一些实施例中，第一弧形本体103和/或第二弧形本体104上的多个突触106在对应受检者头部的额叶区和/或顶叶区位置处形成波浪形边缘，波浪形边缘增加了第一弧形本体103和第二弧形本体104相对边缘的长度，在不改变第一弧形本体103和第二弧形本体104自身面积的前提下，增加了其相对边缘与其对应受检者头部的接触位点，从而可以使得第一弧形本体103和第二弧形本体104能够更容易贴合于受检者的头部，尤其是在第一弧形本体103和第二弧形本体104受到拉拽的作用下，第一弧形本体103和第二弧形本体104上的多个突触106在对应受检者头部的额叶区和/或顶叶区位置处形成的波浪形边缘能够更容易适配受检者的头型、贴合受检者的头部。波浪形边缘以进一步使第一弧形本体103和第二弧形本体104能够更好的贴合于受检者的头部，同时相较于一体化的垫片设置方式减小了因垫片1自身重力在佩戴过程中对受检者头部施加的压力，提高了受检者佩戴舒适度，减少了制作垫片1所需材料，降低了生产成本。

在一些实施例中，第一弧形本体103和/或第二弧形本体104在对应受检者枕叶区的突触106位置处设置弧形的豁口111。豁口111自突触106与相邻突触106之间的间隙处向第一弧形本体103/第二弧形本体104内延伸并围合至少一个突触106，以用于增大豁口111围合的突触106在靠近/远离受检者头部方向上的自由度，使得由豁口111围合的突触106能够更好的适用于不同头型（比如扁头型和圆头型）的受检者，并保持设置在由豁口111围合的突触106上的发射探头3和接收探头4能够更容易的贴合于受检者的头部，进而使得该头帽能够在该区域位置设置更多的发射探头和接收探头，进而形成更多的信号采集通道。继续结合图5，豁口111呈曲线形向下延伸并围合分别设置在第一弧形本体103和第二弧形本体104上的突触106，分别设置在该两个突触106上的接收探头D30和发射探头S31之间形成有信号采集通道，因此，该位置处的接收探头D30、发射探头S31和信号采集通道能够更好和更全面的对受检者的头部进行信号的采集。这里所描述的围合至少一个突触106指的是豁口111半围合至少一个突触106。当第一弧形本体103和第二弧形本体104上在对应受检者枕叶区的突触106位置处都设置有弧形的豁口111时，第一弧形本体103和第二弧形本体104上的弧形的豁口111可以沿受检者的脑中线对称，以便形成更多的信息采集通道。

在一些实施例中，第三边缘109和/或第四边缘110在对应受检者的颞叶区靠近枕叶区的位置处设有至少两个开槽112，开槽112之间围合的区域中设有至少一个探头安装孔。开槽112可以使头帽能够在贴合受检者头部左右两侧时具有更大的位置调整自由度，从而使头帽适配受检者的头部，使得该区域的弧形本体能够更好的贴合头部，进而为实现更多数量探头的设置和更多数量信号采集通道的形成提供条件。同样的，此处描述的围合为半围合。因第三边缘109和第四边缘110分别是从第一边缘107的两端一直呈较大弯曲弧度延伸至第二边缘108的两端，开槽112的设置可以使得弧形本体对应靠近第三边缘109和第四边缘110的区域更好的贴合于受检者头部的对应区域，并使得由开槽112之间围合的区域中的探头安装孔上安装的探头能够更好的贴合受检者的头部，以对受检者头部该区域的数据进行采集。开槽112可以是自第三边缘109和/或第四边缘110向第一弧形本体103或第二弧形本体104内延伸形成，进一步可选地，开槽112也可以是弧形开槽112。当第三边缘109和第四边缘110在对应受检者的颞叶区靠近枕叶区的位置处都设有开槽112时，第一弧形本体103与第二弧形本体104上的开槽112可以沿受检者的脑中线对称设置。

在一些实施例中，相邻的发射探头安装孔101和接收探头安装孔102以第一间距间隔设置，对应受检者枕叶区的相邻的接收探头安装孔102或发射探头安装孔101之间的间距小于第一间距。即对应与受检者头部的枕叶区的接收探头安装孔102和发射探头安装孔101的布设密度更大，结合图7，虽然该区域接收探头安装孔102和发射探头安装孔101密度更大，但相邻较近的发射探头3与发射探头3（或接收探头4与接收探头4）之间不会形成信号采集通道，不影响按照预设间距设置的发射探头3与接收探头4之间形成信号采集通道，同时也不影响对受检者头部信号的采集。以便针对不同的脑区设置发射探头安装孔101和接收探头安装孔102，以便于在受检者的头部设置较多的发射探头3和接收探头4，进而形成更多的检测通道。

进一步，结合图7枕叶位置处两行虚线所标识出的位置，为贴合第二边缘108设置的多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102，具体的，虽然虚线标识出的S29、D29、S30、D30、S31、D31、S32、D32虽然在一条向弧形本体的内部方向延伸的弧线上，但其间隔的距离均为固定间距，以形成有效的信息采集通道，从而增加发射探头3和接收探头4的布设数量，形成更多的信号采集通道，实现更有效的大脑信号数据采集。上述结构设置区别于常规的头帽枕叶位置处呈矩阵状的探头排布方式，该设置无法在有限的头部上设置较多的发射探头3和接收探头4，并形成较多的信息采集通道。

示例性的，结合图4至图8，多个贯穿孔201、多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102对应在不同的脑区以不同的密度进行排布，即对应受检者枕叶区的相邻的接收探头安装孔102或相邻的发射探头安装孔101之间的间距小于其他脑区相邻的发射探头安装孔101或相邻的接收探头安装孔102之间的间距（第一间距）。不同密度排布的多个贯穿孔201、多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102使得弧形本体能够在受检者头部不同的脑区设置不同数量的发射探头和接收探头，以形成更多的信号采集通道，进而实现多通道的信号数据采集，以及对不同脑区的信号进行采集。示例性的，多个贯穿孔201、多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102对应在第一脑区以第一密度排布。多个贯穿孔201、多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102对应在第二脑区以第二密度排布；其中，第二密度大于第一密度。在此需要特别说明的是，不管以何种密度布设的发射探头安装孔101和接收探头安装孔102，成对使用并能够形成信号采集通道的发射探头与接收探头之间的间距是不变的，保持在3cm左右（两周岁以下的婴幼儿使用的头帽保持在2cm左右，儿童使用的头帽则保持在2.5cm左右）。

结合图7和图8，以第二脑区为枕叶区为例，在枕叶区就会造成较密的探头排布，在枕叶区虽然存在有间距很近的探头安装孔，但相邻距离较近的探头安装孔为相同型号的探头安装孔，如都是发射探头安装孔101或都是接收探头安装孔102，故而，这些距离较近的发射探头安装孔101或接收探头安装孔102对应的发射探头3和接收探头4不会与其距离较近的相同型号的探头形成信号采集通道，如此，虽然位于枕叶区（相对面积较小的脑区）的探头安装孔的密度较大，但是依然能够很好地在保证能够形成信号采集通道的一对发射探头3和接收探头4之间的间距的情况下，实现形成较多的信号采集通道。比如，图7中示出的用于安装发射探头S28的发射探头安装孔101和用于安装发射探头S32的发射探头安装孔101间距很近，因两者都是发射探头，故而不能形成信号采集通道，其间距的远近对信号采集通道的形成及信号采集通道数据的采集均没有影响。又如，图8中示出的用于安装接收探头D25的接收探头安装孔102和用于安装接收探头D29的接收探头安装孔102间距很近，二者同样也不能形成信号采集通道。该头帽能够实现对额叶区、颞叶区、顶叶区以及枕叶区等脑区的检测。

在一些实施例中，发射探头3与接收探头4之间形成的采集通道数超过100。具体的，结合图3至图8，以第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110上，均设有八个探头安装孔为例。阵列排布的多个发射探头安装孔101与多个接收探头安装孔102中，有32个发射探头安装孔101和32个接收探头安装孔102。对应32个发射探头安装孔101处装设有32个发射探头3，对应32个接收探头安装孔102处装设有32个接收探头4。图4至图9中Sn表示发射探头3，Dn表示接收探头（其中，n＝1、2、3、4…），S1-S32表示全部发射探头，D1-D32表示全部接收探头。发射探头3与接收探头4形成了112条信号采集通道。当然，可以理解的是，第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110上，也可以均设有其他数量的探头安装孔。仅以此为示例，不构成对权利要求保护范围的具体限定。

可以理解的是，发射探头3与接收探头4之间有一定的距离间隔，比如发射探头3与接收探头4之间的距离间隔105约为3cm左右。而且发射探头3和接收探头4是针对整个垫片1进行的布置，而非集中于垫片1的某一区域部分进行的集中布置。相较于其他的排布形式，该发射探头3与接收探头4的布置方式能够形成最大的采集范围，并在该采集范围内采集各个脑区的近红外信号。

在一些实施例中，弧形本体在沿垂直于第三边缘109和/或第四边缘110的位置处设有长条状的槽口113，槽口113的长边方向可以垂直第三边缘109和/或第四边缘110设置。槽口113的设置可以防止垫片1在第三第四边缘110位置处弯折，可以起到很好的抗弯折的效果，使垫片1与头部轮廓更加的贴合。

在一些实施例中，弧形本体上设有多个卸力孔114，其中，在对应受检者额叶区、颞叶区和顶叶区任一脑区设置的卸力孔114的数量，均大于对应其枕叶区的卸力孔114的数量。头帽贴合于受检者的头部时，弧形本体可以通过卸力孔114卸力，避免弧形本体贴合于不同受检者的头部时对受检者的头部产生过高的箍紧力，以提高受检者的佩戴舒适感，并且能够使弧形本体以及装配的探头更好地贴合受检者的头部，获得更准确地近红外信号。而且，因弧形本体对受检者的头部对应额叶区、颞叶区和顶叶区中任一脑区的弧面对应的角度都大于其对应枕叶区的弧面角度，而弧面角度较大的位置处在使用过程中更容易形成应力集中，发生弯折而损坏，所以，卸力孔114在对应受检者额叶区、颞叶区和顶叶区任一脑区设置的卸力孔114的数量，均大于对应其枕叶区的卸力孔114的数量。卸力孔114为以下形状中的至少一种或多种：矩形、三角形、圆形和椭圆形。仅以此为示例，不构成对权利要求保护范围的具体限定。

在一些实施例中，对应额叶区和/或颞叶区设置的卸力孔114位于相邻的四个探头安装孔的围合区域中；和/或，卸力孔114位于相邻的四个探头安装孔的连接线上。在头帽戴在受检者的头部使用时，对应额叶区和/或颞叶区的各个探头安装孔内安装的探头会使得其围合区域和/或连接线其连接线处相对其他区域更容易发生形变，而发生形变的区域更容易形成对受检者头部的箍紧力，使得受检者的头部处于较大的箍紧作用力下，进而造成受检者对头帽的使用体验不佳。因此，对应额叶区和/或颞叶区设置的卸力孔114位于相邻的四个探头安装孔的围合区域中；和/或，卸力孔114位于相邻的四个探头安装孔的连接线上，以卸除对应围合区域和/或对应连接线上对受检者头部的箍紧力，进而提高受检者的使用体验。另外，当弧形本体受到拉拽作用时（如受检者佩戴头帽的过程中），卸力孔114的设置还使得弧形本体不容易发生凸起等变形，进而提高了弧形本体与受检者头部的贴合度。

在一些实施例中，对应额叶区和/或颞叶区的卸力孔114的开口面积大于对应顶叶区的卸力孔114的开口面积。同样的，在头帽放置到受检者的头部使用时，对应额叶区和/或颞叶区的各个探头安装孔内安装的探头会使得其围合区域和/或连接线其连接线处相对其他区域更容易发生形变，而发生形变的区域更容易形成对受检者头部的箍紧力，使得受检者的头部处于较大的箍紧作用力下，进而造成受检者对头帽的使用体验不佳。所以，对应额叶区和/或颞叶区的弧形本体相对于顶叶区的弧形本体更需要进行卸力，对应额叶区和/或颞叶区的弧形本体的卸力孔114的开口面积大于对应顶叶区的卸力孔114的开口面积，以更好的卸除额叶区和/或颞叶区对受检者头部的箍紧力，以进一步提高受检者的佩戴舒适感。

上述豁口111、开槽112、槽口113、卸力孔114还具有透气的作用，因垫片1是不透气的硅胶或橡胶等材质制成，所以在头帽包覆在受检者的头部进行数据的采集时，受检者头部可能会出现因不透气的垫片1而出汗等影响受检者使用体验的问题。因此，上述豁口111、开槽112、槽口113、卸力孔114的设计还能够提高头帽的透气散热效果，提高使得受检者的使用体验；此外，还可以减少垫片1材料的使用，减少垫片1对受检者头部的压力作用，还可以降低成本。

本发明实施例还公开了一种近红外脑功能成像设备，其包括近红外脑功能成像装置、线缆以及连接于所述线缆的探头，还包括如上述实施例中任一项所述的头帽。

本申请实施例提供的近红外脑功能成像设备采用上述头帽，通过将贴合向受检者头部的垫片1设置为弧形本体状，并在弧形本体的前端、后端、左侧和右侧分别贴合受检者头部形成有首尾相连的第一边缘107、第二边缘108、第三边缘109和第四边缘110，且各边缘上设置同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合受检者头部轮廓的探头安装网，使得分别安装在发射探头安装孔101和接收探头安装孔102上的发射探头与接收探头能够间隔设置，并形成信号采集通道，进而使得近红外脑功能成像装置的头帽能够更好的贴合受检者的头部，使得该头帽能够适用于不同头型的受检者，提高了受检者的佩戴舒适感，同时探头安装网的设置可以实现在同等面积的垫片上设置更多的发射探头和接收探头，以形成更多的信号采集通道，并能够对受检者更多的脑区范围进行信息检测，以获得更多的检测数据。此外，可以通过预设在垫片1上的多个发射探头安装孔101、多个接收探头安装孔102和预设在罩体2上的分别与多个发射探头安装孔101和多个接收探头安装孔102对应设置的贯穿孔201，能够实现对发射探头和接收探头的精准安装。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本申请的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本申请。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本申请的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本申请的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (13)

1.一种近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，包括：

垫片，所述垫片包括贴合受检者头部设置的弧形本体，所述弧形本体的前端覆盖至所述受检者的前额以形成第一边缘，所述弧形本体的后端延伸至所述受检者的枕叶以形成第二边缘，所述弧形本体的左侧和右侧分别沿所述受检者的耳部轮廓贴合其头部设置以形成第三边缘和第四边缘，所述第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘首尾相连，且均呈现为向所述垫片的中心位置处汇聚的弧线；

所述第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘上均设有同等数量的探头安装孔，位于相对边缘上的探头安装孔贴合所述受检者头部轮廓的连线上等间距布设有多个探头安装孔，以形成能够贴合所述受检者头部轮廓设置多个发射探头和/或接收探头的探头安装网；其中，所述探头安装孔包括发射探头安装孔和接收探头安装孔，所述发射探头安装孔和所述接收探头安装孔间隔设置，以使相邻的发射探头与接收探头之间形成信号采集通道；

罩体，所述罩体设于所述垫片远离所述头部的一侧且被构造为用于包覆所述垫片，所述罩体匹配所述探头安装网设有多个用于安装所述发射探头/接收探头的贯穿孔；

所述弧形本体包括沿所述受检者的脑中线左右对称设置的第一弧形本体和第二弧形本体，所述第一弧形本体与所述第二弧形本体间隔设置在所述罩体上，且所述第三边缘位于所述第一弧形本体上，所述第四边缘位于所述第二弧形本体上；其中，

贴合所述第二边缘设置的多个发射探头安装孔和多个接收探头安装孔设置在一条向弧形本体的内部方向延伸的弧线上，且设置在该弧线上的发射探头安装孔和接收探头安装孔以第一间距间隔设置，以形成有效的信息采集通道，对应所述受检者枕叶区的相邻的所述接收探头安装孔，或相邻的所述发射探头安装孔之间的间距小于所述第一间距；除枕叶区外的其他脑区相邻的发射探头安装孔或相邻的接收探头安装孔之间的间距为第一间距。

2.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述垫片包括用于连接所述第一弧形本体和所述第二弧形本体的连接片。

3.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述第一弧形本体和所述第二弧形本体对应间隔的边缘均设有多个向彼此方向延伸的突触，以使所述第一弧形本体和所述第二弧形本体贴合于所述头部。

4.根据权利要求3所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述第一弧形本体和/或第二弧形本体上的多个所述突触在对应所述受检者头部的额叶区和/或顶叶区位置处形成波浪形边缘。

5.根据权利要求3所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述第一弧形本体和/或所述第二弧形本体在对应所述受检者枕叶区的突触位置处设置弧形的豁口；所述豁口自所述突触与相邻突触之间的间隙处向内延伸并围合至少一个所述突触，以用于增大所述豁口围合的所述突触在靠近/远离所述受检者头部方向上的自由度。

6.根据权利要求3所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述第三边缘和/或所述第四边缘在对应所述受检者的颞叶区靠近枕叶区的位置处设有至少两个开槽，所述开槽之间围合的区域中设有至少一个所述探头安装孔。

7.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述发射探头与所述接收探头之间形成的采集通道数超过100。

8.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述第一边缘、所述第二边缘、所述第三边缘和所述第四边缘上，均设有八个所述探头安装孔。

9.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述弧形本体在沿垂直于所述第三边缘和/或所述第四边缘的位置处设有长条状的槽口，所述槽口的长边方向垂直所述第三边缘和/或所述第四边缘设置。

10.根据权利要求1所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，所述弧形本体上设有多个卸力孔，其中在对应所述受检者额叶区、颞叶区和顶叶区任一脑区设置的所述卸力孔的数量，均大于对应其枕叶区的所述卸力孔的数量。

11.根据权利要求10所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，对应所述额叶区和/或所述颞叶区设置的卸力孔位于相邻的四个所述探头安装孔的围合区域中；和/或，所述卸力孔位于相邻的四个所述探头安装孔的连接线上。

12.根据权利要求10所述的近红外脑功能成像装置的头帽，其特征在于，对应所述额叶区和/或所述颞叶区的所述卸力孔的开口面积大于对应所述顶叶区的所述卸力孔的开口面积。

13.一种近红外脑功能成像设备，其包括近红外脑功能成像装置、线缆以及连接于所述线缆的探头，其特征在于，还包括如权利要求1至12中任一项所述的头帽。