随着脑科学、神经科学以及智能医学的不断发展，可穿戴近红外脑成像系统作为一种新兴技术，正逐步走向实际应用。它结合了近红外光谱（NIRS）技术和便携式、舒适的可穿戴设备，具备对脑部活动进行无创、实时、便捷监测的能力。
1.光源和探测器阵列
核心部件是光源和探测器阵列。光源一般采用LED或激光二极管，通过特定波长的光照射到头部。探测器则负责接收反射回来的光信号，常使用光电二极管（photodiodes）来检测这些信号。
为了确保信号的准确性，光源和探测器需要在头部固定，并确保其位置不会因佩戴者的动作而发生偏移。为了避免外界环境光的干扰，通常会使用光纤传输技术来传递光信号，避免信号的丢失或变形。
2.信号处理与数据采集模块
采集到的光信号需要经过数据处理和分析。信号处理模块的主要任务是去除噪声，滤除不必要的信号干扰，并通过算法提取出脑部活动的有用信息。通常，这一过程会借助高性能的处理器和软件算法（如滤波器、傅里叶变换、最小二乘法等）来完成。
3.传输与显示模块
经过处理后的数据可以实时传输到计算机、移动设备或云端，供科研人员或临床医生进行进一步分析。大多数系统还配有实时显示屏，能够显示脑部活动的动态变化，帮助监测者观察和分析实验过程中的脑功能状态。
4.佩戴舒适性与便捷性设计
另一个重要设计考虑是佩戴的舒适性。因为该系统需要与佩戴者的头部紧密接触，因此设计时要考虑到佩戴的舒适性和安全性。例如，头戴装置需要设计成适合不同头型的可调结构，避免长时间佩戴带来的不适感或疼痛。
此外，为了便于日常使用和移动，许多系统设计为轻便、便携且电池续航时间长，这使得使用者可以在不同场景下应用该设备，无论是实验室研究还是临床监测。
可穿戴近红外脑成像系统的应用领域：
1.神经科学研究
出现为神经科学研究提供了更为便捷和实时的工具。研究人员可以通过该设备观察大脑在不同认知任务下的活动变化，例如在记忆、注意力、决策等任务下，脑区的血流和氧气消耗变化。这些信息有助于揭示大脑功能的细节，促进神经科学领域的基础研究。
2.脑疾病监测与早期诊断
在脑疾病的早期诊断和监测中具有重要潜力。例如，在阿尔茨海默病（AD）、帕金森病、癫痫等神经系统疾病中，患者的脑部血流、代谢等指标常常出现异常。通过对这些异常的实时监测，医生可以及时干预，延缓病情进展。
3.脑-机接口（BCI）
可与脑-机接口技术结合，帮助脑瘫、截瘫等患者通过大脑控制外部设备（如假肢、轮椅、计算机等）。这种技术利用脑电信号或脑部血流变化来解码用户的意图，从而控制外部设备进行交互。
4.认知训练与脑反馈
近年来，脑反馈训练作为一种新型的认知训练方法逐渐受到关注。通过实时监测大脑的活动，参与者能够通过训练提高特定脑区的活跃度，从而改善认知能力、情绪调节等。可为此类训练提供实时数据支持。
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