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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开一种面向超扫描应用的分布式fNIRS脑功能成像系统，该系统包括用于数据监控分析的主机平台和至少2台以上的可穿戴式成像终端；所述主机平台通过无线通信方式与多个所述成像终端进行数据交互；所述光源驱动单元根据主控单元发出的控制命令产生驱动信号；所述源‑探阵列单元根据驱动信号产生两种波长且不同频率的近红外光，将出射光信号转化为电信号并进行模数转换，进一步将数据传输给主控单元；所述主控单元接收数据并进行基于参考信号加权‑累加策略实现在线软件锁相解调，得到光强值；所述无线通信单元采用基于DMA的时分复用‑双线程策略、应答传输机制和自校正数据帧实现多成像终端与主机平台的信息同步无线传输；所述供电单元用于向成像终端输出电源和异常输出报警；本发明具有高效率双线程工作和高精度数据同步的特点，适合多个可穿戴式医疗设备的数据同步检测应用。

主权项：1.一种面向超扫描应用的分布式fNIRS脑功能成像系统，其特征在于：所述脑功能成像系统包括用于数据监控分析的主机平台和至少2台可穿戴式成像终端；所述主机平台通过无线通信方式与多个所述成像终端进行数据交互，可连续性、同步性记录并展示多个被试者血氧活动的变化信息；所述可穿戴式成像终端包括源-探阵列单元、光源驱动单元、主控单元、无线通信单元以及供电单元；所述主控单元基于参考信号加权-累加策略实现在线软件锁相解调，并行采集全通道测量数据；其中：所述主控单元由定时器、ARM微控器、数据存储器和在线软件锁相解调构成；包括：通过定时器产生86Hz-303Hz之间，间隔为31Hz的8组方波信号，每组方波信号由同频率的无相移和90°相移的两路方波组成，作为在线软件锁相解调的相敏检波参考信号；所述主控单元将待解调信号离散化处理，将前30个信号的平均值作为本次积分时间的基线值进行基线校准，所有的离散化待解调信号减去基线值；在积分时间内，经过基线校准的待测信号与两个离散的相敏检波参考信号分别进行解调累加处理，从而得到每个采样点的光强值；所述在线软件锁相解调完成时，读取此系统时钟的值作为时间戳，时间表示精度是10ms；各个采样点的光强值构成了数据帧中的数据位，时间戳位由系统时钟确定，进而将数据帧发送给主机平台；所述无线通信单元基于DMA的时分复用-双线程策略实现多终端信息同步无线传输，消除主机平台与多个成像终端间异步通信产生的时间误差，同时采用应答传输机制和自校正数据帧实现时间配准、分类存储和误码甄别；包括：所述无线通信单元通过CPU线程在每一个积分时间内进行连续的在线软件锁相解调，解调完成时会将积分完成标志位置1；所述无线通信单元通过DMA线程是在第二个积分时间内开始DMA数据传输，将上一个积分时间的解调值整理成数据帧发送给主机平台；所述无线通信单元采用应答传输机制和自校正数据帧步骤；其中:所述无线通信单元采用的应答传输机制有三个过程：终端发送允许：所述主机平台将第一个成像终端的数据传输指令以广播形式发送，成像终端通过DMA线程识别接收，将发送允许标志位置1；等待终端数据：所述主机平台在此过程等待接收数据，只有当成像终端内部积分完成标志位和发送允许标志位同时置1时，成像终端才将数据帧发送给主机平台；接收终端数据：所述主机平台在此过程接收数据，若传输有错误，丢弃此数据帧，发送数据重新上传指令，成像终端再发送一次数据帧；如果此时，主机平台仍接收错误，标记此数据为错误数据，并在数据集上进行标记，给成像终端发送数据完成指令，开始下一个成像终端的数据传输；所述主控单元在线软件锁相解调完成时，读取当前系统时钟值作为此数据的时间戳信息，各个采样点的光强值构成了数据帧中的数据位，进而将数据帧发送给主机平台。

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百度查询： 天津大学 一种面向超扫描应用的分布式fNIRS脑功能成像系统