双光束激光多普勒血流仪制造技术

本实用新型专利技术的名称是双光束激光多普勒血流仪，属于生物医学检测技术领域。国内外现有激光多普勒血流仪存在诸多缺陷：体积大、探测深度浅、对深部位血流检测无能为力；连接光纤长、使用过程中易折损、测量范围窄、信息量小、检测稳定性差、价格昂贵。为解决上述技术问题，本仪器以微机为数据采集与处理平台，将前置部分集成于一个检测探头内，其余电路做在一块电路板卡上，并插入微机内部总线扩展槽中，采用两只不同波长的半导体激光器作光源，可根据需要进行选通。还采用双路对称的信号调理、放大、处理电路以及伪差校正电路，具有灵敏度高、稳定性好、测量范围宽、信息量大、价格低廉等优点。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种医疗检测仪器，是一种无创检测人体(或组织)微区微血管中血流参数的检测仪器，具体地说是一种集红光(以下简称R光)血流仪和红外(以下简称IR)血流仪于一身的激光多普勒血流检测仪器，属于生物医学检测
目前，国内外用于临床的激光多普勒血流仪均存在诸多不足现有仪器均采用氦氖激光器作为光源，因氦氖激光器体积大，需高压电源供电，故均将激光器与其电源装在一个独立的机箱内，体积大、笨重、不安全、稳定性差；另外，红光探测深度较浅，故在检测较深部位血流时便无能为力；光电转换元件有的采用两只光电倍增管，亦需高压电源供电，其体积大、不安全这是人所共知的。它与激光器均装于一个所谓主机箱内；检测端面(探头)是通过三根(组)长光纤由主机箱引出，在使用过程中很容易将光纤折损，加之光纤运动极易引入伪差，使仪器工作不稳定；输出方式有的用指针式表头指示，有的用数字面板表指示，有的用记录仪描记，也有与计算机联机处理的，但其软件为DOS软件，与当前高速WINDOWS系统不兼容。总之，这些仪器体积大、结构复杂、稳定性差、测量范围窄、信息量小、长光纤易损、软件落后、价格昂贵。本技术所采用的技术方案是以微机作为数据采集与处理平台，将前置部分集成于一个小的检测探头内，将其余电路做在一块电路板卡上，并插入计算机内总线扩展槽中。其总体结构如附图说明图1所示，其中被测组织5，集成化检测探头1，多芯电缆2，电路板卡3，微机4依次联接。为缩小体积和扩展测量范围，在检测探头内安装两只体积小巧的半导体激光器作光源，可分别产生R光束和IR光束，根据需要利用程序(用鼠标点击)进行切换。选通R激光器时，该仪器相当于一台红光多普勒血流仪；当选通IR激光器时，则该仪器便成为一台红外多普勒血流仪。因红外线较红光穿透能力强，探测深度深，故可用来检测较深部位的血流参数。为抑制共模干扰，信号调理、放大和处理电路采用双通道对称结构。信号可根据需要进行选择，如检测统计流量图时需经差动放大器输出；如检测处理多普勒信号时，选择单路输出。为抑制伪差而引入伪差自动校正电路，它可有效抑制由于人体或组织运动、激光器光强变化以及因检测对象颜色不同而引起的光强变化，从而提高了仪器的稳定性。本技术的软件系统采用VC++6.0语言编制，主程序管理四个子程序模块，它们是SYS系统管理模块、FLOW连续监控模块、DSP多普勤信号处理模块和QCV连续列表显示模块。其中SYS模块主要任务是系统设置，光纤测试，文件存贮与打印等；FLOW模块的主要功能是统计流量图的测试与示波显示，以及计算、显示流速、浓度和流量的均值和标准差等；DSP模块主要功能是多普勒信号的采集、示波显示、功率谱计算和显示、以及计算、显示流速、浓度和流量的均值等；QCV模块的作用是连续列表显示和区间统计，并计算、显示流速、浓度和流量的均值和方差，以及最大值和最小值。本技术的有益效果是由于采用了上述技术方案，用多芯电缆把检测探头和计算机联结在一起，使该仪器结构简单；由于本技术采用短光纤并装在探头内部，所以无长光纤易折损之忧，避免了由光纤运动引入的伪差，提高了系统的灵敏度和可靠性；因采用了R和IR两只半导体激光器，体积小巧、价格低廉，而且大大扩展了该仪器的测量范围和使用范围；因采用了伪差校正电路，大幅度提高了该仪器的稳定性；软件使用VC++6.0语言编程，并采用先进的DSP技术，故该仪器能全面提供被测血流参数信息。经样机试用表明该仪器具有结构简单、体积小巧、灵敏度高、稳定性好、测量范围宽、信息量大、界面友好、价格低廉等优点。图5本技术主程序流程框图图6-图8三个子程序的流程框图图2是本技术的原理框图，检测探头1中光纤11、12、光电转换与混频13、I/V变换器14依次电联接，两只不同波长的激光器15、16可根据需要进行选通。电路板卡3中主放大器31、伪差校正32、差动放大33、滤波器34、多路选择器35、A/D转换与接口电路36依次电联结；DC/DC变换器37将微机+5V电源变换成±15V的稳定直流电压供检测探头使用；模拟开关38用于控制R/IR激光器的点亮或息灭。图3中光电转换和混频器13由3DU光敏三极管构成；I/V变换器14由1/2LF442及一只电阻构成；主放大器31由1/2LF442及其相关的阻容元件组成；伪差校正器32由模拟乘法器构成；差动放大器33是经典电路，运放采用CA3140；滤波器34由LPF4KHz、LPF12KHz和HPF1KHz组合而成，可构成4KHz低通滤波器、12KHz低通滤波器和(1-12)KHz带通滤波器；多路变换器35由AD7501构成；A/D转换与接口电路36、DC/DC变换器37均采用现有技术。模拟开关38由CD4066构成。检测过程是激光束经光导纤维(11)送到检测探头(1)，当探头送至组织表面时，激光除部分被组织吸收外，有一部分透入微血管内，经运动着的血细胞散射后，将产生多普勒频移，而被稳定的组织(如血管床等)散射回来的光不会产生多普勒频移，这两部分光经光纤(12)传输到光电转换器(13)中混频，经I/V变换器(14)，通过多芯电缆(2)输送给主放大器(31)，再经伪差校正电路(32)，与另一路信号差动输入至差动放大器(33)，再经滤波器(34)、多路选择器(35)、A/D变换与接口电路，输送给微机，进行采集、处理、显示，打印出结果。权利要求1.一种双光束激光多普勒血流仪，包括光电检测器、电缆、放大处理电路和微机系统，其特征在于光电检测器是一个装有半导体激光器的检测探头，其一面接触被测组织，另一面与多芯电缆连接，多芯电缆另一端与检测电路的电路板卡连接，电路板卡插入微机接口构成本血流仪。2.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于检测探头中装有两只不同波长的半导体激光器，其波长分别为632±20nm和800±20nm。3.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于检测探头中的光纤11、12是短纤维，4根两组成对称结构置于探头内，光电转换与混频器(13)、I/V变换器(14)依次电连接，I/V变换器(14)与电路板卡(3)连接。4.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于多芯电缆(2)把检测探头(1)与电路板卡(3)连接起来，电路板卡插入微机接口，从而与微机连接起来。5.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于电路板卡(3)中，主放大器(31)、伪差校正器(32)、差动放大器(33)、滤波器(34)、多路选择器(35)、A/D转换与接口电路(36)依次电连接；信号调理、放大和处理电路采用双通道对称结构，分别由光敏三极管(13)、运算放大器A1和A2、模拟乘法器(32)等元器件依次电连接构成；模拟开关(38)用于控制R/IR激光器的点亮与熄灭。6.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于电路板卡(3)中的DC/DC变换器(37)将微机+5V电源变换成±15V稳定直流电压供检测探头使用。7.根据权利要求1所述的双光束激光多普勒血流仪，其特征在于检测探头中可以只装一支半导体激光器。专利摘要本技术的名称是双光束激光多普勒血流仪，属于生物医学检测
国内外现有激光多普勒血流仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双光束激光多普勒血流仪，包括光电检测器、电缆、放大处理电路和微机系统，其特征在于：光电检测器是一个装有半导体激光器的检测探头，其一面接触被测组织，另一面与多芯电缆连接，多芯电缆另一端与检测电路的电路板卡连接，电路板卡插入微机接口构成本血流仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔月印，仇伟红，乔峰，何宗岐，乔岭梅，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]