Las siguientes son la investigación sistemática y las soluciones para las fallas comunes de los dispositivos de imagen cerebral de infrarrojo cercano (fnirs), que cubren tres dimensiones: hardware, software y especificaciones de operación:

I. diagnóstico de fallas en el módulo central

1. anomalías en el sistema de fuente de luz

Fenómeno: salida / brillo desigual de la señal sin luz

Soluciones:

Comprobar la tensión de alimentación del tablero de control de la fuente de luz (+ 5% de tolerancia) y reemplazar el capacitor del Circuito de accionamiento envejecido;

Iniciar el ventilador de disipación de calor cuando la temperatura de la matriz LED supere los 60 ° C e instalar un módulo de refrigeración líquida si es necesario;

Prueba el valor de atenuación de la Potencia óptica de un solo canal con una bola de puntos, por debajo del valor inicial del 30%, es necesario reemplazar el módulo de transmisión en su conjunto.

2. falla de la unidad de detección

Manifestación típica: deriva basal > ± 5 μv / min

Tratamiento en profundidad:

Desmontar el filtro nd frente al Fotodetector y observar si hay protección contra el polvo;

Se inyecta una concentración estándar de solución verde de indocianina para la verificación cruzada, y si la curva de respuesta se desvía del rango lineal, se determina que el detector está saturado;

El método de emparejamiento de resistencia se utiliza para medir la relación señal - ruido del preamplificador, y el chip tia debe reemplazarse cuando sea inferior a 10 db.

3. interferencia de artefactos de movimiento

Características de temblor de alta frecuencia: protuberancias serradas en forma de onda

Esquema de inhibición:

Activar el algoritmo de filtrado adaptativo y establecer un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte inferior al pico del latido del corazón (~ 1,2 hz);

Los sujetos infantiles utilizaron una correa flexible + almohadilla de esponja de memoria para fijar la sonda;

Desarrollar un programa de compensación de desplazamiento en tiempo real basado en datos de acelerómetro para corregir dinámicamente el desplazamiento de fase causado por el Movimiento de la cabeza.

II. estrategias de optimización de la calidad de los datos

1. reparación de la distorsión de la tasa de muestreo

Síntomas: el análisis del espectro muestra una fuga de energía fuera de la frecuencia de Nyquist

Pasos de corrección:

Reinstalar el firmware FPGAs y restablecer los parámetros de cristal del reloj;

La reconstrucción de la inserción sinc de los datos originales aumenta la tasa de muestreo efectiva al 98% del valor teórico;

Deshabilitar la opción 'pci Express link State Power management' en la gestión de energía del sistema windows.

2. desviación de la inversión de la concentración de hemoglobina

Proceso de eliminación cuando el error relativo es superior al 15%:

① volver a calibrar el ángulo de la rejilla del selector de longitud de onda para garantizar que el intervalo de doble pico de 760 NM / 850 nm sea preciso a ± 0,5 nm;

② reemplazar los haces de fibra óptica amarillentos debido al uso a largo plazo;

③ sobre la base de la Ley Beer - lambert, se introduce el factor de corrección de dispersión Kappa 2 para reconstruir el modelo mejorado de longitud de ruta diferencial.

3. dislocación simultánea multicanal

Solución para la dislocación de la marca de tiempo > 2 ms:

A través de la interfaz SFP +, se conecta directamente la tarjeta de adquisición de cada canal para cancelar el retraso del relé del Hub usb;

Escribir el Protocolo de apretón de manos TCP / IP para lograr una sincronización estricta entre el maestro y el esclavo;

Realice la verificación de sincronización de tiempo del servidor NTP una vez a la semana.

3. respuesta a los problemas de los escenarios de aplicación clínica

1. dificultades en la vigilancia de los bebés y los niños pequeños

Avances en escenarios de alta tasa de fracaso:

Diseñar un soporte auricular de silicona blanda en forma de u y cooperar con el módulo de medición de temperatura infrarroja para ajustar automáticamente la presión de contacto;

Desarrollar un plug - in de Ia de reconocimiento de llanto y ruido para activar la función de suspensión instantánea de la adquisición;

Se utiliza la tecnología espectral de modulación de longitud de onda (wms) para multiplicar por cuatro la diferencia de absorción de tejidos para mejorar la sensibilidad.

2. limitaciones en la detección de áreas cerebrales profundas

Programa de mejora de la profundidad de penetración insuficiente:

→ cambiar a una fuente láser de pulso ultracorto (ancho de pulso inferior a 10 fs) y aumentar la proporción de fotones profundos utilizando efectos no lineales;

→ despliegue de sondas de matriz por fases circulares, centrándose en el área de la corteza objetivo a través de la formación de haz;

→ fusión de datos multimodal EEG / fmri conjunta para establecer una relación de mapeo de parámetros fisiológicos a escala cruzada.

4. tratamiento especial de enfermedades difíciles y complicadas

Caso: no hay señal en todo el canal de emergencia

Cadena de investigación de emergencia:

Módulo de alimentación → chip de conversión DAC → cola de muestreo ADC → grado de oxidación del dedo dorado del bus PCIe

Soluciones:

El depurador JTAG casero reinicia la configuración de flujo de bits de CPD y recupera el valor predeterminado del registro de fábrica.

V. puntos clave de la capacitación del personal

¡Tabú clave: ¡ está prohibido tocar la placa de PCB sin pulsera antiestática!

Habilidades avanzadas: dominar la llamada de Python a la Biblioteca pynirlib para el preprocesamiento de datos raw, y utilizar hábilmente la Caja de herramientas Biomedical MatLab para completar la operación de convolución de la función de respuesta vascular.

A través de las intervenciones multinivel mencionadas anteriormente, la disponibilidad de equipos se puede mantener por encima del 95%. Se recomienda establecer un mecanismo de alerta temprana de tres niveles (amarillo / naranja / rojo) que corresponda a diferentes niveles de velocidad de respuesta de operación y mantenimiento. Para los problemas técnicos persistentes, se debe contactar con el ingeniero de aplicaciones original a tiempo para obtener los últimos paquetes de actualización de firmware y parches.