CN206548486U - 一种梳形近红外光谱检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种梳形近红外光谱检测装置，包括梳形检测装置、近红外光谱脑成像装置、可调紧固装置；所述近红外光谱脑成像装置与所述梳形检测装置之间通过总线连接控制部件与传输数据；所述梳形检测装置包括梳体、梳齿、检测探头；所述梳体在靠近人体头部的侧面固连有所述梳齿；自由状态下，所述梳齿在所述梳体上与连接点处的切线夹角小于9°，所述梳齿在所述梳体的对称平面上按相同周向方向排布；所述梳齿为通孔结构，所述检测探头位于所述梳齿的通孔结构内部；所述可调紧固装置位于所述梳体左右边缘对称两侧。本实用新型提供的梳形近红外光谱检测装置结构简单，可以稳定地安装在受测者头部，直接接触大脑头皮部分，大大提高了检测精度。

Description

一种梳形近红外光谱检测装置

技术领域

本实用新型涉及脑成像设备技术领域，更具体地，涉及一种梳形近红外光谱检测装置。

背景技术

大脑作为人体的重要组成，是中枢神经系统的最高级部分，它支配和控制着人类的一切生命活动，为检测受测者头部的活动情况，利用光学方法实现生物成像近年来成为研究的热点。随着近红外光谱成像技术的发展，近红外光谱开始应用于人类脑执行功能的检测。近红外光谱成像技术的成像物理基础：通过光在组织中的传播模型，创建出由输入到输出过程的组织变化，利用光在物质中传播的两种基本相互作用吸收和散射来了解物质特性。

当大脑活动时，大脑皮层上的神经元会做出相应的刺激反应，大脑皮层在刺激之后，由于消耗氧合血红蛋白，从而会导致脱氧血红蛋白浓度增加，之后由于血流供氧量增加大于氧消耗，表现出氧合血红蛋白浓度的增加和脱氧血红蛋白浓度的降低。在近红外波段氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白具有不同的吸收光谱，由透过该脑区的光强变化即可以推知氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，实现对大脑功能活动的监测。

现有的近红外光谱脑成像检测装置一般为直接覆盖受测者头部，在检测探头与受测部位之间有一层头发阻挡了检测探头的光传输，因此，不可避免地，在检测结果中含有头发对近红外光的影响，同时检测装置结构也较为复杂，增加了受测者在测试之前的时间。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种梳形近红外光谱检测装置，其检测探头随梳齿运动而与受测者头部直接接触，解决了现有的近红外光谱脑成像检测装置的非直接接触受测者大脑皮层活动区域，拉近了检测探头与检测区域的距离，提高测量精度，为实际临床提供参考。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。

一种梳形近红外光谱检测装置，其包括梳形检测装置、近红外光谱脑成像装置、可调紧固装置；其中：

所述近红外光谱脑成像装置与所述梳形检测装置之间通过总线连接，用于控制部件与传输数据；

所述梳形检测装置包括梳体、梳齿、检测探头；所述梳体左右空间对称，所述梳体在靠近人体头部的侧面固连有多个所述梳齿；自由状态下，所述梳齿在所述梳体上与连接点处的切线夹角小于9°，所述梳齿在所述梳体的对称平面上按相同周向方向排布；所述梳齿为通孔结构，所述检测探头位于所述梳齿的通孔结构内部；

所述可调紧固装置位于所述梳体左右边缘对称两侧。

本实用新型所述梳形近红外光谱检测装置设计了包含梳体、梳齿和检测探头的梳形检测装置，使用时将所述梳形检测装置从头部滑动至覆盖检测区域，多个所述梳齿与头发之间的摩擦力使该梳形检测装置在一定条件下不发生明显滑动，并且进一步通过所述可调紧固装置固定于人体头部，检测探头通过梳齿的通孔结构发送或接受光源，其中，检测探头可分为光源探头与接收探头，所述光源探头与光源传送光纤导线相连，接收探头与光源接收光纤导线相连，上述的所有光纤导线集合在一起构成连接总线，并由连接总线将安装在梳形检测装置上的检测探头与所述近红外光谱脑成像装置相连，用于控制部件与传输数据。所述梳齿在所述梳体的对称平面上按相同周向方向排布，贴合头型，所述梳形近红外光谱检测装置可以利用梳齿拨开头发，而使梳齿自由端的检测探头通过通孔结构接触头皮，拉近了检测探头与检测区域的距离，大大降低了头发对光源发射和采集的消极影响。

所述梳体的大小和形状可以根据不同的检测目的来设置，如所述梳体为长条弧形，用于检测头顶区域大脑皮层的活动状态，或者所述梳体为矩形块状，由柔性材料制成，用于检测头部特定块状区域的头部活动情况，等等。

进一步优选地，所述梳形检测装置覆盖受测者整个头部，从而适应各种头部活动的检测目的。更优选地，所述近红外光谱脑成像装置设有控制模块，所述控制模块通过总线控制不同头部活动区域上的检测探头的开关，能够满足特定区域头部活动的检测要求。

进一步优选地，所述梳体为中空可充气型，所述梳体连接有微型充气装置。使用时，将所述梳体利用可调紧固装置固定在人体头部后，通过微型充气装置对中空的梳体进行充气，梳体在一定程度内的膨胀会使靠近头部的所述检测探头更加贴近头皮，对不同受测者的头部都能够实现完美包裹。

进一步优选地，所述梳体靠近受测者头部一侧的材料具有伸缩性；如皮质材料（例如：牛皮），该材料具有一定的伸缩性质，一方面能够在梳体被充气后推动所述梳齿更加贴近头皮，另一方面由于所选材料的柔软性不会由于头部的反作用力使梳体变形。

进一步优选地，所述梳齿成阵列交错排布；交错排布的所述梳齿穿插在受测者头发中，阵列交错的排布方式可以让梳形检测装置更加稳固地戴在受测者头部。

进一步优选地，结合人体头部的实际情况，所述梳齿长2~5mm；所述梳齿横截面为叶形，所述横截面短轴长2~4mm，与检测探头直径相配合安装。

进一步优选地，所述梳齿通孔结构的自由端部分设置一圆周锲形橡胶挡头，所述橡胶挡头中设有一用于通过检测探头的通孔。所述橡胶挡头可以避免检测探头与所述梳齿之间间隙过大，检测探头在所述梳齿的通孔内不平衡。

进一步优选地，所述可调紧固装置上设置有一相配合扁平带，所述扁平带的带宽为1cm~3cm，较宽的宽度可承受相对较大压强，使受测者穿戴该检测设备更舒适。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：本实用新型穿戴方便，利用梳形可以将检测装置安装在受测者头部，其梳体上的阵列交错的梳齿，形成多个轨道，利于检测装置在受测者头部不打滑；梳齿内安装的间隔分布的光源探头与接收探头，提高检测区域的检测通道数量；而整头充气式发梳也使发梳更加贴合各类受测者头部，从而使近红外脑成像检测装置覆盖大脑皮层活动区域，检测大脑响应状况，提高了检测设备的精密度。

附图说明

图1为实施例1的梳形近红外光谱检测装置的结构框图。

图2为实施例1的梳形检测装置的主视图。

图3为实施例1的梳形检测装置的侧视图。

图4为实施例1的检测探头分布示意图。

图5为实施例2的梳形近红外光谱检测装置示意简图。

图中：1、梳形检测装置；11、梳体；12、梳齿；13、检测探头；14、锲形橡胶挡头；15、微型充气装置；131、光源探头；132、接收探头；2、近红外光谱脑成像装置；3、可调紧固装置；31、紧固带；311、上半部带；312、下半部带；32、粘黏带。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合说明书的附图，通过对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

请参阅图1~图4所示的，本实用新型较佳的实施例是提供一种梳形近红外光谱检测装置，其包括梳形检测装置1、近红外光谱脑成像装置2、可调紧固装置3；其中：所述近红外光谱脑成像装置2与所述梳形检测装置1之间通过总线连接，用于控制部件与传输数据；所述梳形检测装置包括梳体11、梳齿12、检测探头13；在本实施例中，所述梳体11为一矩形块状，由柔性材料制成，所述梳体11左右空间对称，所述梳体在靠近人体头部的侧面固连有多个所述梳齿12；自由状态下，多个所述梳齿12在所述梳体11上与连接点处的切线夹角小于9°，所述梳齿12在所述梳体11的对称平面上按相同周向方向排布；所述梳齿12为通孔结构，所述检测探头13位于所述梳齿12的通孔结构内部；所述可调紧固装置3位于所述梳体11左右边缘对称两侧。

所述梳形近红外光谱检测装置设计了包含梳体11、梳齿12和检测探头13的梳形检测装置1，使用该实用新型，利用多个稍微倾斜梳齿拨开检测区头发，可以使所述检测探头13更有效地直接接触皮肤，在多个梳齿12的共同作用下，所述梳形检测装置1可以戴在受测者头部检测区域，同时，多个所述梳齿12与头发之间的摩擦而使该梳形近红外光谱检测设备在一定条件下不发生明显滑动。

更为具体地，所述梳体11为中空可充气型，所述梳体11靠近受测者大脑皮层区域侧为皮质；鉴于受测者头型各异，采用可充气式梳体，在所述梳体外边缘设置一微型充气装置微型充气装置15，梳体11内部在充气状态下向内向外膨胀，而膨胀的气体一方面可使靠近受测者大脑皮层区域侧的皮质材料与受测者头型包裹地更贴切，同时还可压住梳齿12，避免了受测者头部晃动导致的位移偏差；另一方面由于所选材料的柔软性不会由于头部的反作用力使梳体变形。

在本实施例中，所述检测探头13可分为一光源探头131与一接收探头132，所述光源探头131与所述接收探头132间隔分布，一般情况下，一个光源探头131和一个接收探头132构成一个检测通道，一个检测通道可以检测位于该光源探头131和接收探头132连接下的大脑皮层执行功能活动情况。合理状态下，相邻检测通道之间距离在2cm~5cm范围内，交错分布的检测探头13位置提供了多种检测通道的直线距离。就单一的检测通道长度而言，该分布方式可以使检测装置在较小的覆盖区域内得到较多的检测通道。

作为对本实施例的更进一步完善与补充，所述梳齿12成阵列交错排布，交错排布的所述梳齿12穿插在受测者头发中，阵列交错的排布方式可以让梳形检测装置更加稳固地戴在受测者头部。

作为对本实施例的更进一步完善与补充，所述梳齿12长3mm，所述梳齿横截面为叶形，在本实施例附图中未画出该截面，所述横截面短轴长2mm，与检测探头13直径相配合安装。更为具体地，所述梳齿通孔结构的自由端部分设置一圆周锲形橡胶挡头14，所述锲形橡胶挡头14中设有一用于通过检测探头13的通孔，所述锲形橡胶挡头14可以避免检测探头13与所述梳齿12之间间隙过大，检测探头13在所述梳齿12的通孔内不平衡，以免较大的活动空间使得检测探头13在梳齿腔内晃动。

作为对本实施例的再进一步完善与补充，为避免受测者在检测过程头部任意的晃动导致的所述梳体在受测者头部发生松动，在梳形检测装置1上设置有一可调紧固装置3，所述可调紧固装置3为直接两条相配合紧固带31，所述紧固带31宽度为1.5cm，两条所述紧固带31远离梳形检测装置1的端部上设置有相互连接的粘黏带32，所述粘黏带32长10cm，在一定范围内，可针对受测者的头部大小进行微调。

实施例2

请参阅图5所示的，本实用新型较佳的实施例是提供一种梳形近红外光谱检测装置，所述梳形检测装置覆盖受测者整个头部；一个动作应答，需要大脑的多区域相互配合，而响应的相应区域也是未知的，因而检测受测者的整个大脑皮层的活动区域是更为合理的，采用整头式的梳体结构，从而适应各种头部活动的检测目的。

作为对本实施例的更进一步完善与补充，所述可调紧固装置3采用围绕梳体边缘上半部带311和下半部带312，同一侧的带顺头型交汇成一条紧固带31，所述紧固带31的带宽为2cm，该可调紧固装置3对于受测者头部前端和后端都可以起到收紧作用，所述两条加强带紧固带，为两含有相互粘黏带32的紧固带，所述粘黏带长10cm，可针对不同受测者的头部大小进行微调。

其他结构与效果与实施例1相同，在此不一一赘述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，包括梳形检测装置、近红外光谱脑成像装置、可调紧固装置；其中：

所述近红外光谱脑成像装置与所述梳形检测装置之间通过总线连接，用于控制部件与传输数据；

所述梳形检测装置包括梳体、梳齿、检测探头；所述梳体左右空间对称，所述梳体在靠近人体头部的侧面固连有多个所述梳齿；自由状态下，所述梳齿在所述梳体上与连接点处的切线夹角小于9°，所述梳齿在所述梳体的对称平面上按相同周向方向排布；所述梳齿为通孔结构，所述检测探头位于所述梳齿的通孔结构内部；

所述可调紧固装置位于所述梳体左右边缘对称两侧。

2.根据权利要求1所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳形检测装置覆盖受测者整个头部。

3.根据权利要求1所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳体为中空可充气型，所述梳体连接有微型充气装置。

4.根据权利要求3所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳体靠近受测者头部一侧的材料具有伸缩性。

5.根据权利要求1所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳齿成阵列交错排布。

6.根据权利要求5所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳齿长2~5mm；所述梳齿横截面为叶形，所述横截面短轴长2~4mm。

7.根据权利要求6所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述梳齿通孔结构的自由端部分设置一圆周锲形橡胶挡头，所述橡胶挡头中设有一用于通过检测探头的通孔。

8.根据权利要求1所述的梳形近红外光谱检测装置，其特征在于，所述可调紧固装置上设置有一相配合扁平带，所述扁平带的带宽为1cm~3cm。