[發(fā)明專利]一種用于清醒動物的便攜式神經血管耦合檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110457713.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113197564A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 袁毅;姚磊強
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026;A61B5/00;A61B5/369;A61B5/38
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 朱麗麗

本申請?zhí)峁┮环N用于清醒動物的便攜式神經血管耦合檢測裝置，包括圖像采集模塊、激光發(fā)射模塊、信號處理模塊、電源模塊、電信號采集模塊及安裝組件；安裝組件安在實驗對象頭部，激光發(fā)射模塊向實驗對象頭部發(fā)射傾斜激光在其上形成散斑；圖像采集模塊設在實驗對象頭部的上方采集試驗對象對應散斑部位的腦皮層血流圖像；電信號采集模塊設于實驗對象頭部，配置用于采集實驗對象腦電信號；信號處理模塊配置用于將接收的腦皮層血流圖像和腦電信號進行分析得出兩者之間的耦合關系。本申請的有益效果是：通過安裝組件便攜安裝在實驗對象的頭部，可對其在清醒且可活動的情況下進行腦電信號和腦皮層血流圖像的采集，從而更加真實地得出神經血管耦合關系。

技術領域

本公開涉及神經血管耦合檢測技術領域，具體涉及一種用于清醒動物的便攜式神經血管耦合檢測裝置。

背景技術

血流速度是生命活動過程中非常重要的功能代謝參數之一。動態(tài)監(jiān)測血流速度的時空變化對于研究生物組織生理變化過程，功能活動及藥效評價等具有重大意義。激光散斑血流成像技術是近年來新出現的一種快速血流檢測方法，具有光學成像無電離輻射、非接觸測量的優(yōu)勢，該技術是利用生物組織后向散斑來獲取相對血流速度信息，通過成像方式即獲得全場的二維高分辨率血流分布成像，無需結合機械掃描；無需注入造影劑等外源性物質，可實現長時間連續(xù)的血流檢測。腦電來自于腦部神經元群的自由放電活動，是腦神經細胞的電生理活動在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。腦電信號中包含了大量的生理與疾病信息，對于腦電信號的研究分析不僅可為某些腦疾病提供診斷依據，而且還可以為某些腦疾病提供有效的治療手段。人們嘗試通過腦-機接口(BCI)來有效提取和分析腦電信號，從而達到某種控制目的。由于腦電信號是不具備各態(tài)歷經性的非平穩(wěn)隨機信號，其噪聲影響也很大，所以關于腦電信號的分析與處理是一項重要研究內容。

神經血管耦合是指，局部神經活動與腦血流(CBF)變化之間的關系，血流變化的幅度和空間分布通過神經元、神經膠質和血管細胞等一系列耦合因素而與神經活動的變化產生關聯。許多基于血管的腦功能成像技術(例如fMRI)都需要依賴這種耦合關系來推斷神經活動的變化。

發(fā)明內容

本申請的目的是針對以上問題，提供一種能夠在超聲刺激下實現腦電信號采集和血流成像同時工作的裝置，并且解決移動性差的問題。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N用于清醒動物的便攜式神經血管耦合檢測裝置，包括圖像采集模塊、激光發(fā)射模塊、信號處理模塊、電源模塊、電信號采集模塊及安裝組件；所述電源模塊與信號處理模塊電連接，所述信號處理模塊分別與圖像采集模塊及電信號采集模塊信號連接；所述安裝組件安裝在實驗對象的頭部，所述圖像采集模塊通過安裝組件設置在實驗對象頭部的上方，配置用于采集試驗對象對應散斑部位的腦皮層血流圖像并將其發(fā)送至信號處理模塊；所述激光發(fā)射模塊發(fā)射的激光傾斜照射在實驗對象的頭部并在其上形成散斑；所述電信號采集模塊設于實驗對象頭部，配置用于采集實驗對象對應散斑部位的腦電信號并將其發(fā)送至信號處理模塊；所述信號處理模塊配置用于將接收的腦皮層血流圖像和腦電信號進行分析得出兩者之間的耦合關系。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述安裝組件包括固定殼體及身體背包；所述實驗對象的頭部的第一設定范圍設為實驗區(qū)域，所述實驗區(qū)域內的第二設定范圍設為信號獲取區(qū)域；所述固定殼體固定在實驗區(qū)域的顱骨上，所述激光發(fā)射模塊發(fā)射的激光傾斜打在信號獲取區(qū)域的腦皮層上并在其表面形成散斑，圖像采集模塊固定在固定殼體的頂端以獲取散斑對應區(qū)域的腦皮層血流圖像；所述電信號采集模塊設于所述信號獲取區(qū)域內以獲取該區(qū)域內腦皮層的腦電信號；所述信號處理模塊及電源模塊設置在身體背包內，所述身體背包固定在實驗對象身體上。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述檢測裝置還包括與電源模塊電連接的超聲刺激模塊，所述超聲刺激模塊安裝在實驗對象的頭部以對其產生超聲刺激，當超聲刺激模塊使能時，圖像采集模塊及電信號采集模塊可分別采集實驗對象在超聲刺激下的腦皮層血流圖像及腦電信號，并分別將其傳送至信號處理模塊。