在货运行业,57%的致命卡车交通事故是由于司机的疲劳驾驶,疲劳驾驶已成为交通事故的头号原因,开发一种技术来实时监测司机的疲劳情况已经越来越迫切。功能近红外光谱术(f NIRS)作为一种无创非侵入式的检测技术,是监测大脑活动的血液动力学参数的重要手段。f NIRS绝对量检测可以为疲劳驾驶检测提供可参考评价的标准。本课题采用功能近红外光谱术,研制一种可绝对量检测的脑功能成像仪,并应用于模拟驾驶中,召集司机志愿者进行非随意注意脑功能实验,对疲劳驾驶进行研究。本文首先对f NIRS与其他不同脑功能成像技术进行比较,对疲劳驾驶的研究现状进行了调研,并介绍本文所用的f NIRS技术。然后开展本文的f NIRS仪器研发及在疲劳驾驶监测的应用研究:在算法上,对相对量检测算法,基于简单的f NIRS仪器,设计了离体血液光学模型实验,对现有的血液参数相对量检测算法进行了校准,对常用于血液参数计算的消光系数进行了筛选;对于绝对量检测算法进行了推导。在仪器研制上,设计了用于检测脑部前额叶局部组织血液参数绝对量检测的仪器。首先,对光在人体头部前额叶的传输进行了蒙特卡洛仿真,根据仿真结果设计柔性探头用于数据采集。然后,设计控制电路用于对柔性探头光源点亮时序与数据采集的控制。控制电路包括控制模块、恒流驱动模块、A/D转换模块和数据选择器。最后,编写软件界面用于对采集的数据进行实时的显示和存储。并通过滴墨水实验和血液阻塞实验对仪器的性能进行了测试。在应用上,考虑到非随意注意与人脑信息的加工处理、驾驶疲劳等密切相关,设计非随意注意脑功能实验,通过声音、方向、交通信号灯等对驾驶员进行刺激,让驾驶员做出相应的反应,基于Presentation开发平台用VB语言开发上述三个实验程序,以用于对疲劳驾驶的研究。在疲劳驾驶监测研究中,在模拟驾驶环境下,对司机进行非随意注意脑功能实验,采集行为实验与检测脑功能血液动力学变化的数据,对数据进行分析。研究发现随着驾驶时间的增加,司机的脱氧血红蛋白浓度有上升情况,表明了我们研发的f NIRS在疲劳驾驶无创监测中具有潜力。