脑是人体最重要、最复杂的器官，是控制人体各种运动、产生知觉的高级神经中枢，脑功能的检测在生命的探索、开发大脑的潜能、疾病的诊断和治疗等方面有着重大的意义。当前脑功能检测方法存在受电磁干扰、检测时人体的姿势与呼吸会对测量结果产生影响、功能磁共振成像设备会产生强大的磁场因而对人体存在一定的影响等问题。基于上述问题，本文设计了一种基于近红外光谱的脑功能成像系统。近红外光谱技术是一种无创测量技术，具有测量速度快、操作方便等特点，因而其应用越来越广泛。近红外光谱技术应用于脑功能检测时主要用来检测能够反映大脑功能活动的氧合、还原血红蛋白的浓度变化量。论文主要完成的工作：1．根据氧合、还原血红蛋白（分别记为O2Hb和Hb）这两种物质在近红外波段的吸光特性，选取两种特定的波长并以修正的比尔朗伯定律作为理论基础；推导出氧合、还原血红蛋白浓度变化量的计算公式。2．在此基础上，设计了脑功能成像系统，包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括主控制器、多通道传感器、光源驱动电路、信号调理电路和数据存储单元。使用MSP430F149作为主控制器；使用3个发光二极管和8个光电探测器构成多通道传感器；利用三极管的开关作用构成简单的光源驱动电路；使用OP07组成的同相比例放大器和二阶低通滤波器构成信号调理。系统的软件部分由C#和MATLAB混合编程来实现，包括通信管理模块、数据管理模块、脑功能参数分析模块三个部分。利用C#提供的串口通信组件SerialPort实现通信管理模块；使用C#提供的System.IO实现数据管理模块；使用MATLAB对信号进行去噪和提取，绘制氧合、还原血红浓度变化量的曲线实现脑功能参数分析模块。3.对系统进行试验测试，前臂阻断试验测试表明，用本系统检测到的氧合、还原血红蛋白浓度变化量的变化趋势与组织中氧合、还原血红蛋白浓度变化量的变化趋势一致。瓦耳萨耳瓦试验测试表明，用本系统检测到的结果与现有的研究结论一致，证明了本论文设计的基于近红外光谱的脑功能成像系统应用于脑功能检测是可行的。