一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于活體腦光學成像技術領域，具體涉及一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，一系列新的成像技術的出現為腦科學研究者提供了一批把腦功能性活動顯示為圖像并做空間定位的方法，從而為揭示腦的奧秘提供了一條新的途徑(Bonhoeffer et al 1996)，基于內源信號的腦光學成像技術就是其中之一。
[0003]腦光學成像的內源信號來源主要由幾個不同的成分構成，而光源的波長的選取直接影響到獲取的信號成分，由于光學成像的信號十分微弱，整個實驗裝置的各個環節都必須經過精確的設計，以605nm下的信號強度為例，光強信號的變化范圍與本底光強相比僅達到千分之一數量級的水平，因而要獲取好的信號就對光源的穩定性提出了較高的要求。
[0004]在光學成像技術應用的早期，由于缺乏定制的光源，實驗裝置必須由鹵素燈、濾色片以及外部穩壓電源構成，由于鹵素燈的光電轉化效率限制以及全波段的鹵素燈需要外加濾色片，而引起光強透過的二次損耗，外加的穩壓電源往往需要提供較大的電流，整個裝置的成本高昂且穩定性差，不具通用性，而且使用壽命短(在500h左右)。希望通過改變光源裝置，使原有的光源系統具有更強的通用性和拓展性。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種成本較低的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統。
[0006]本實用新型提供的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，包括:
[0007]動物固定及生命維持裝置，用于動物的固定以及動物生命體征的維持；
[0008]光源裝置；
[0009]傳光光纖，一端與光源裝置相連接，另一端對著動物腦皮層，用于將光源的光傳送至動物腦皮層；
[0010]視覺刺激裝置，對準動物，用于刺激動物視覺；
[0011]攝像機裝置，用于拍攝捕動物腦皮層圖像，捉動物因受到刺激而導致的皮層亮度的變化；
[0012]數字圖像采集卡，與攝像機裝置連接，用于采集攝像機拍攝的圖像；
[0013]計算機，與視覺刺激裝置和數字圖像采集卡連接，用于控制系統工作，接收圖像并進行分析處理。
[0014]本實用新型中，所述的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統采用的光源裝置，是一種新型光源裝置，具體可采用價格低廉的貼片LED光源。
[0015]該系統使用前，將動物誘導麻醉后進行靜脈插管和氣管插管術，并用人工呼吸機維持其正常呼吸狀態，將動物固定在立體定位儀后，將其腦皮層進行處理。實驗時，采用新型光源裝置，給光方式采取斜光照明的方式，由柔軟的光纖導出入射后均勻地照射在動物腦皮層表面，并由攝像機記錄反射光作為信號，整個實驗裝置均在光學平臺上搭建以確保實驗過程中的穩定性，在給動物視覺刺激的同時，用攝像頭同步記錄視覺刺激引起的皮層反射光的變化，圖像由數字圖像采集卡輸入計算機進行后續處理并顯示。
[0016]有益效果:本發明公開的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，利用LED領域較為成熟的技術，根據內源信號功能成像的要求，進行了光源的定制，LED是一種注入式電致發光器件，直接將電能轉換為光能，相對于鹵鎢燈有壽命長、高亮度、功耗低、成本低和便于電子調制等優點，通過物理檢測和生物信號穩定性的檢測，充分表明自行研制的LED光源完全可以取代原有的光源系統，解決目前使用價格較昂貴并且壽命較短的鹵素燈的局面。
【附圖說明】
[0017]圖1是活體動物腦皮層功能觀測的成像系統的結構示意圖。
[0018]圖中標號:I動物固定及生命維持裝置，2新型光源裝置，3傳光光纖，4視覺刺激裝置，5攝像機裝置，6數字圖像采集卡，7計算機。
【具體實施方式】
[0019]下面通過圖1對本發明作進一步的說明。
[0020]本實用新型公開了一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，包括:動物固定及生命維持裝置I，新型光源裝置2，傳光光纖3，視覺刺激裝置4，攝像機裝置5，數字圖像采集卡6，計算機7。
[0021]本實用新型中，所述的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統采用新型光源裝置。
[0022]本實用新型中，所述的新型光源裝置采用價格低廉的貼片LED光源。此光源共有9個芯片構成，分布面積約為9mm2，為了避免LED因為溫度升高而產生光強的波動，本發明將導熱效果較好的鋁制散熱片與LED芯片相連并進行架空，通過散熱片及獨立供電的風扇提供主動式散熱。在Sh的連續工作后，芯片溫度未達到60°C以上。
[0023]該系統使用前，將動物誘導麻醉后進行靜脈插管和氣管插管術，并用人工呼吸機維持其正常呼吸狀態，將動物固定在立體定位儀后，將其腦皮層進行處理。實驗時，采用新型光源裝置，給光方式采取斜光照明的方式，由柔軟的光纖導出入射后均勻地照射在動物皮層表面，并由攝像機記錄反射光作為信號，整個實驗裝置均在光學平臺上搭建以確保實驗過程中的穩定性，在給動物視覺刺激的同時，用攝像頭同步記錄視覺刺激引起的皮層反射光的變化，圖像由數字圖像采集卡輸入計算機進行后續處理并顯示。
[0024]本實用新型提供了一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統的思路與方法，具體實現該方案的思路和方法很多，應當指出，對于本領域的技術人員，在不脫離本方案原理的前提下，可以做出很多改進，這些改進被視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，其特征在于包括: 動物固定及生命維持裝置，用于動物的固定以及動物生命體征的維持； 光源裝置； 傳光光纖，一端與光源裝置相連接，另一端對著動物腦皮層，用于將光源的光傳送至動物腦皮層； 視覺刺激裝置，對準動物，用于刺激動物視覺； 攝像機裝置，用于拍攝捕動物腦皮層圖像，捉動物因受到刺激而導致的皮層亮度的變化； 數字圖像采集卡，與攝像機裝置連接，用于采集攝像機拍攝的圖像； 計算機，與視覺刺激裝置和數字圖像采集卡連接，用于控制系統工作，接收圖像并進行分析處理。2.根據權利要求1所述的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，其特征在于所述光源裝置采用貼片LED光源。3.根據權利要求2所述的用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統，其特征在于所述貼片LED光源共由9個芯片構成，并采用鋁制散熱片與LED芯片相連并進行架空，通過散熱片及獨立供電的風扇提供主動式散熱。
【專利摘要】本實用新型屬于活體腦光學成像技術領域，具體為一種用于活體動物腦皮層功能觀測的成像系統。該系統包括：動物固定及生命維持裝置，用于動物的固定以及生命體征的維持；光源裝置，傳光光纖，將光源的光傳送至動物腦皮層；視覺刺激裝置，用于刺激動物視覺；攝像機裝置，用于捕捉動物因受到刺激而導致的皮層亮度的變化；數字圖像采集卡，用于圖像采集；計算機，用于系統控制，接收圖像并處理。本實用新型將LED照明技術應用于皮層信號檢測，通過物理信號測試以及生物信號的檢測表明，LED光源的穩定性與適用性均達到了科研要求，并且成本低廉，結構簡單，組裝方便，相比于原有的光源系統具有更強的通用性和拓展性，可以廣泛應用于其他生物研究領域。
【IPC分類】A61B5/00
【公開號】CN205163040
【申請號】CN201520908334
【發明人】俞洪波, 朱建兵
【申請人】復旦大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月14日