微型腦功能監(jiān)測與成像的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微型腦功能監(jiān)測與成像裝置和方法，屬于醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)雜的心臟和腦外科手術(shù)往往需要心臟停止搏動、全身無血液循環(huán)的手術(shù)環(huán)境， 臨床上利用人工心肺機(jī)建立體外循環(huán)，并且采用深低溫停循環(huán)來保護(hù)腦功能，防止腦損傷。 然而在臨床實(shí)踐中，不同人對于深低溫停循環(huán)的耐受時間具有明顯的個體差異，如果手術(shù) 時間過長，深低溫循環(huán)可引起腦部血管功能和組織灌注功能損傷?，F(xiàn)有臨床技術(shù)手段無法 滿足對深低溫停循環(huán)術(shù)中腦功能的精確監(jiān)護(hù)，存在著手術(shù)風(fēng)險的不可控性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種微型腦功能監(jiān)測與成像裝置 和方法，可同時進(jìn)行EEG (electroencephalogram)信號采集、腦皮層血管血流成像及組織 灌注成像的微型裝置和方法。既可滿足以動物模型為主的基礎(chǔ)研宄需要，也可為下一步臨 床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是： 一種微型腦功能監(jiān)測與成像裝置，包括成像前端、控制和存儲模塊、電源和光源模塊， 所述成像前端包括CMOS傳感器、微距鏡頭、光纖束，所述微距鏡頭置于CMOS傳感器下方，所 述光纖束均勻排布到微距鏡頭周圍；所述電源和光源模塊包括激光光源、LED光源、電源， 所述激光光源和LED光源并列排布在電源上方；所述控制和存儲模塊包括micro SD卡、控 制電路板、EEG信號放大和采集模塊，它們?nèi)慷技傻揭粔K電路板上；所述電源和光源模 塊的電源通過電源線連接到控制存儲模塊上，電源和光源模塊中的激光光源和LED光源通 過光纖連接到成像前端的光纖束上，所述成像前端的CMOS傳感器通過數(shù)據(jù)線連接控制和 存儲模塊。
[0005] -種微型腦功能監(jiān)測與成像方法，采用上述的微型腦功能監(jiān)測與成像裝置進(jìn)行 EEG信號采集、腦皮層血管血流成像及組織灌注成像，步驟如下： A. 給動物腹腔注射麻醉劑使其進(jìn)入麻醉狀態(tài)，之后將動物俯臥位安置在立體定位儀 上，首先于頭皮剃毛，并使用75%酒精消毒，術(shù)中保持無菌操作； B. 從頭皮中間位置將頭皮打開，并用刀片清理附著在頭骨上的組織，暴露頭骨，使用高 速牙科鉆在頭骨左右兩側(cè)各磨一個窗，把窗中的頭骨磨薄，使其呈現(xiàn)半透明狀態(tài)； C. 打磨完頭骨后，把所述成像前端放置到動物頭上，用牙科水泥固定牢靠，裝置的其余 部分固定到動物的背上； D. 待動物清醒后，打開EEG信號放大和采集模塊、激光光源、LED光源和CMOS傳感器， 同時進(jìn)行EEG信號采集、腦皮層血管血流成像及組織灌注成像，采集的數(shù)據(jù)與上位機(jī)實(shí)時 通信和數(shù)據(jù)傳輸； E. 上位機(jī)分析微型腦功能監(jiān)測與成像裝置傳輸來的數(shù)據(jù)，從而實(shí)時顯示EEG信號、腦 皮層血管血流及組織灌注。
[0006] 本發(fā)明的原理如下： 腦皮層血管血流的成像利用的是激光散斑襯比成像技術(shù)，它利用激光的相干性原理對 流動的血液進(jìn)行速度評估，當(dāng)血液流動速度快的時候散斑的閃爍頻率比較快，繁殖則散斑 的閃爍頻率比較慢，通過攝像機(jī)拍攝得到的散斑圖像，利用襯比算法對散斑圖像進(jìn)行處理 可以得到血流信息的二維圖像，襯比度公式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微型腦功能監(jiān)測與成像裝置，包括成像前端、控制和存儲模塊、電源和光源模 塊，其特征在于，所述成像前端包括CMOS傳感器（6 )、微距鏡頭（7 )、光纖束（8 )，所述微距鏡 頭（7 )置于CM0S傳感器（6 )下方，所述光纖束（8 )均勻排布到微距鏡頭（7 )周圍；所述電源 和光源模塊包括激光光源（3 )、LED光源（4 )、電源（5 )，所述激光光源（3 )和LED光源（4 )并 列排布在電源（5)上方；所述控制和存儲模塊包括micro SD卡（1 )、控制電路板（2)、EEG信 號放大和采集模塊（9)，它們?nèi)慷技傻揭粔K電路板上；所述電源和光源模塊的電源（5) 通過電源線連接到控制存儲模塊上，電源和光源模塊中的激光光源（3)和LED光源（4)通過 光纖連接到成像前端的光纖束（8)上，所述成像前端的CMOS傳感器（6)通過數(shù)據(jù)線連接控 制和存儲模塊。
2. -種微型腦功能監(jiān)測與成像方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型腦功能監(jiān)測與成 像裝置進(jìn)行EEG信號采集、腦皮層血管血流成像及組織灌注成像，其特征在于，步驟如下： A. 給動物腹腔注射麻醉劑使其進(jìn)入麻醉狀態(tài)，之后將動物俯臥位安置在立體定位儀 上，首先于頭皮剃毛，并使用75%酒精消毒，術(shù)中保持無菌操作； B. 從頭皮中間位置將頭皮打開，并用刀片清理附著在頭骨上的組織，暴露頭骨，使用高 速牙科鉆在頭骨左右兩側(cè)各磨一個窗，把窗中的頭骨磨薄，使其呈現(xiàn)半透明狀態(tài)； C. 打磨完頭骨后，把所述成像前端放置到動物頭上，用牙科水泥固定牢靠，裝置的其余 部分固定到動物的背上； D. 待動物清醒后，打開EEG信號放大和采集模塊（9)、激光光源（3)、LED光源（4)和 CMOS傳感器（6)，同時進(jìn)行EEG信號采集、腦皮層血管血流成像及組織灌注成像，采集的數(shù) 據(jù)與上位機(jī)實(shí)時通信和數(shù)據(jù)傳輸； E. 上位機(jī)分析微型腦功能監(jiān)測與成像裝置傳輸來的數(shù)據(jù)，從而實(shí)時顯示EEG信號、腦 皮層血管血流及組織灌注。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微型腦功能監(jiān)測與成像裝置和方法，同時進(jìn)行EEG信號采集、腦皮層血管血流成像及組織灌注成像，屬于醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域。該微型腦功能監(jiān)測與成像裝置主要由成像前端、控制和存儲模塊、電源和光源模塊三大模塊構(gòu)成，本發(fā)明既可滿足以動物模型為主的基礎(chǔ)研究需要，也可為下一步臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【IPC分類】A61B5-0476, A61B5-00
【公開號】CN104873192
【申請?zhí)枴緾N201510314490
【發(fā)明人】苗鵬, 張億光, 馮詩涵, 劉穎
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月10日