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在本论文的开头，简要介绍了功能性近红外光谱学
并且它的优点将用于激励和制定目标。
1.1动机
功能近红外光谱（fNIRS）是一项相对较新的技术
由J¨obsis于1977年提出[1]，它允许无创和连续地测量大脑
使用近红外光的氧合水平。
使用非侵入性、相对低成本、紧凑且无风险的技术检索大脑空间功能信息的可能性促使越来越多的研究人员进一步研究fNIRS的技术和生理方面。继J¨obsis的概念证明之后，20世纪80年代末和90年代的研究
20世纪90年代专注于增强对信号生理学、NIRS仪器和数学概念的理解。1988年，Delpy等人提供了一个数学模型
通过光照将测量的NIRS信号与相对氧合水平相关的方法
考虑散射[2]。在这之后，为了实现这一目标，建造了几个NIRS仪器
以增强仪器并找到获得绝对氧合值的方法[3-6]。
1993年，四个研究小组独立地证明了无创治疗的可行性
使用fNIRS进行的大脑活动调查[7-10]，随后发表的出版物有所增加
使用NIRS技术进行大脑活动研究。从2000年代到今天
主要步骤是设计用于根据地形信息绘制大脑活动图的成像仪器：功能近红外成像（fNIRI）。
今天，fNIRS和fNIRI已作为一种研究工具进入神经科学领域
表明他们在基于调查组的研究中是可靠和值得信赖的
受试者[11]。这项基于NIR的大脑活动监测研究的动机是
作为功能磁共振成像的替代或补充的几种可能性
（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET）：
•fNIRS提供（补充）生理参数信息
在其他模式中不可用，例如氧合信息[12]或细胞色素
氧化酶作为代谢需求的标志[13]
•fNIRS具有比fMRI和PET更高的时间分辨率。
•设备成本低、体积小、适用于床侧，可制成便携式
一般较少约束，因此
2第1章。介绍
•可以在临床办公室和其他地方进行大脑激活研究
适用于不能使用fMRI的受试者，例如不能
保持充分静止[14]。
•该设备可轻松与EEG等其他模式相结合[15]。
•fNIRS是电隔离和非电离的，因此不限制数量
一个人可以经历的扫描次数[13]。
•fNIRS对运动伪影具有鲁棒性。
除了提供潜在的补充信息和新的应用领域
与fMRI和PET相比，fNIRS似乎是一种有前途的替代方案或多模式
扩展到基于EEG的脑机接口（BCI）[12，16–19]，具有优势
对身体中的电伪影不太敏感或根本不敏感。
对fNIRS技术的兴趣日益增加，导致了一些仪器的设计
来自研究小组和市场上的第一批商业设备。而大多数
仪器是静态的和桌面式的，旧设备主要使用激光、高压光放大器和光纤进行信号传输，新技术已经出现
这使得仪器变得更加紧凑、安全，甚至可以移动。
最新出版物中只有极少数设备在
完全穿在身上，实现自由运动。此外，一个经常被报道的问题，到目前为止似乎没有得到令人满意的解决，那就是光电二极管连接到
头部保证稳定的光学接触、充足的光线水平和舒适度
佩戴[13，20]作为将光电二极管稳定固定在头部的一个主要限制
精度[21]。
1.2目标
这项工作的目的是设计和评估一种紧凑、模块化、完全可移动的
用于大脑激活的（无线）多通道功能近红外光谱系统
脑机接口领域的研究。
同时，光电二极管附件和系统外壳的机械设计
其设计可使受试者头部舒适地固定，同时确保其坚固性
信号和用户移动性。
对于仪器分析和验证，硬件设计应具有特征
测量数据的生理值将通过执行标准
测试和BCI分类试验。 |
