|
圖1所示。A)框圖說明構成近紅外光譜傳感控制電路的各個子組件的互連性。B)光電器件原型的照片(未按比例)。C)照片顯示一個模特戴著我們的近紅外頭帶設備。
為了演示目的，本文中提出的組裝系統由單個近紅外LED對(740 nm和850 nm)和四個硅光電二極管探測器組成，共線放置在距離為5 mm, 10 mm, 23 mm和28 mm的地方(圖1B)。選擇這種源和探測器的布局是為了方便未來在有前途的多通道fNIRS系統中對短通道和長通道放置的決策。該系統可以擴展到包括10個探測器和三組LED光源，其中“一組”將構成一組可以一起照明的多個光源。
控制電子和光電元件被包裹在一個柔軟的、共形的頭帶外殼中，該外殼由硅樹脂和布料組成。光電元件被包裹在模塑硅膠中，并被“粘”在激光切割的布料上。其余的控制電子設備和電池通過扁平和柔性電纜(FFC)連接到光電組件，并被封閉在一個口袋里，這個口袋是用維可牢®貼在布外殼的折疊處形成的。
一旦完全組裝(圖1C)，我們的開源fNIRS頭帶以10 Hz廣播數據，重量僅為142 g，電池壽命長達5小時(峰值電流消耗為84 mA，使用400 mah鋰離子聚合物LiPo電池進行測試)。該系統的單單位成本約為215美元，預計在批量生產時將大大降低。本裝置具有以下優點，便于研究:
•
該設備將允許在家使用
•
該設備將允許進行大規模研究
•
該設備將允許長時間的研究(小時)
•
該設備將允許縱向研究
•
該設備將允許治療反應反饋和優化
•
該裝置將允許發現新的近紅外光譜應用和知識
3.設計文件
設計文件名文件類型license類型文件位置
circuitdesigns expresspcb電路文件cc - sa* osf
circuitschematics cc - sa* osf圖像文件
timermcu iar嵌入式工作臺項目cc - sa* osf
mcu iar嵌入式工作臺項目cc - sa* osf
dataacquisition單片機iar嵌入式工作臺項目cc - sa* osf
sw_collectdatamatlab matlab®AppDesigner項目cc - sa* osf
sw_collectdatacpp visual Studio (c++)項目cc - sa* osf
android visual Studio (Xamarin.)Android c#)項目cc - sa* osf
3d_cad_siliconemold autodesk Inventor文件cc - sa* osf
2d_cad_clothenclosure librecad文件cc - sa* osf知識共享署名-相同方式共享許可協議
電路設計:ExpressPCB PCB原理圖(.sch)和設計文件(. PCB)，其中多個電路將沿著絲網上的虛線切割出來。
timerMCU: IAR嵌入式工作臺固件項目，用于編程MSP430F2001微控制器輸出定時信號以觸發其他微控制器中的中斷事件。
ledIntensityMCU: IAR嵌入式工作臺固件項目，用于編程MSP430FG6626微控制器來控制LED激活序列。還提供了控制LED強度和讀取其數模轉換器的附加功能。
dataachievtionmcu: IAR嵌入式工作臺固件項目，用于編程主MSP430F5438A微控制器，該微控制器與MSP430FG6626微控制器和藍牙單片系統通信，以無線廣播數據。它負責光電二極管信號的模擬-數字轉換，與LED脈沖同步，由定時器信號引導。
sw_collectDataCpp:一個簡單的2017年Visual c++程序，用于通過原始無線藍牙®接收和解析從fNIRS設備廣播的fNIRS數據。
sw_collectDataAndroid:用于繪制和存儲來自fNIRS設備的實時數據的Android應用程序和代碼。此外，GUI還可以用于在向數據提供刺激時進行注釋。
sw_collectDataMATLAB:一個MATLAB®GUI應用程序，用于從fNIRS設備收集和存儲實時數據。此外，GUI還可以用于在向數據提供刺激時進行注釋。
3D_CAD_SiliconeMold:一個Autodesk Inventor文件，用于制作用于將光電器件封裝在軟硅膠中的模具。
2D_CAD_ClothEnclosure: LibreCAD文件，用作激光切割機的輸入，用于切割將電路和硅護套電子設備固定在適當位置的布頭帶。 |
