可絕對(duì)量檢測(cè)的近紅外光譜腦功能成像及疲勞駕駛研究.pdf

1、在貨運(yùn)行業(yè)，57％的致命卡車(chē)交通事故是由于司機(jī)的疲勞駕駛，疲勞駕駛已成為交通事故的頭號(hào)原因，開(kāi)發(fā)一種技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)司機(jī)的疲勞情況已經(jīng)越來(lái)越迫切。功能近紅外光譜術(shù)（fNIRS）作為一種無(wú)創(chuàng)非侵入式的檢測(cè)技術(shù)，是監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的重要手段。fNIRS絕對(duì)量檢測(cè)可以為疲勞駕駛檢測(cè)提供可參考評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。本課題采用功能近紅外光譜術(shù)，研制一種可絕對(duì)量檢測(cè)的腦功能成像儀，并應(yīng)用于模擬駕駛中，召集司機(jī)志愿者進(jìn)行非隨意注意腦功能實(shí)驗(yàn)，對(duì)疲勞駕

2、駛進(jìn)行研究。
　　本文首先對(duì) fNIRS與其他不同腦功能成像技術(shù)進(jìn)行比較，對(duì)疲勞駕駛的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，并介紹本文所用的fNIRS技術(shù)。然后開(kāi)展本文的fNIRS儀器研發(fā)及在疲勞駕駛監(jiān)測(cè)的應(yīng)用研究：
　　在算法上，對(duì)相對(duì)量檢測(cè)算法，基于簡(jiǎn)單的fNIRS儀器，設(shè)計(jì)了離體血液光學(xué)模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有的血液參數(shù)相對(duì)量檢測(cè)算法進(jìn)行了校準(zhǔn)，對(duì)常用于血液參數(shù)計(jì)算的消光系數(shù)進(jìn)行了篩選；對(duì)于絕對(duì)量檢測(cè)算法進(jìn)行了推導(dǎo)。
　　在儀器研制上，設(shè)

3、計(jì)了用于檢測(cè)腦部前額葉局部組織血液參數(shù)絕對(duì)量檢測(cè)的儀器。首先，對(duì)光在人體頭部前額葉的傳輸進(jìn)行了蒙特卡洛仿真，根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)柔性探頭用于數(shù)據(jù)采集。然后，設(shè)計(jì)控制電路用于對(duì)柔性探頭光源點(diǎn)亮?xí)r序與數(shù)據(jù)采集的控制?？刂齐娐钒刂颇K、恒流驅(qū)動(dòng)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)選擇器。最后，編寫(xiě)軟件界面用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示和存儲(chǔ)。并通過(guò)滴墨水實(shí)驗(yàn)和血液阻塞實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器的性能進(jìn)行了測(cè)試。
　　在應(yīng)用上，考慮到非隨意注意與人腦信息的加工處理

4、、駕駛疲勞等密切相關(guān)，設(shè)計(jì)非隨意注意腦功能實(shí)驗(yàn)，通過(guò)聲音、方向、交通信號(hào)燈等對(duì)駕駛員進(jìn)行刺激，讓駕駛員做出相應(yīng)的反應(yīng)，基于Presentation開(kāi)發(fā)平臺(tái)用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)程序，以用于對(duì)疲勞駕駛的研究。
　　在疲勞駕駛監(jiān)測(cè)研究中，在模擬駕駛環(huán)境下，對(duì)司機(jī)進(jìn)行非隨意注意腦功能實(shí)驗(yàn)，采集行為實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)腦功能血液動(dòng)力學(xué)變化的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)隨著駕駛時(shí)間的增加，司機(jī)的脫氧血紅蛋白濃度有上升情況，表明了我們研發(fā)的fNI