一種同步射頻變換紅外掃描系統的制作方法

本實用新型涉及人體潛在功能研究及醫療器械技術領域，尤其是涉及一種同步射頻變換紅外掃描系統。

背景技術：

近紅外光源可根據其特定的波長，將皮下靜脈或者動脈的血紅細胞和周圍組織區別開來。在近紅外波段(700nm～1000nm)，生物體組織呈現低吸收、高散射的特性，對近紅外光有較高的透明性，因此能夠探測到一定深度的組織信息，同時這個波長范圍也被稱為生物組織的無損測量的光學窗口。

另外，近紅外光譜法可用于人體各組織器官血氧飽和度的定量檢測，由于腦組織供血、供氧的重要性，對腦組織的研究受到格外關注。氧合血紅蛋白、還原血紅蛋白在近紅外波段具有一定吸收，且兩者的吸收光譜存在一定的差異，由此也使得近紅外光譜NIRS(Near-Infrared Spectroscopy)血氧測量技術得以迅速發展，并在臨床研究中得以廣泛應用。

近紅外光譜技術是以氧合和還原血紅蛋白、細胞色素氧化酶等的吸收光譜為基礎，考慮到氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白在近紅外光波段吸收譜的差異性，結合光在組織中的傳播規律，利用近紅外光對組織良好的穿透能力，研究光在組織中歷經一系列吸收、散射后出射光攜帶的與吸收譜相關的組織生化信息，通過對這些吸收色團濃度的相對變化測量，獲取組織中的血氧含量變化信息。

由于該項技術具有對人體無損、無創、無輻射的特點，適用于對人體長期數據采集及跟蹤測量，因此可以被廣泛用于心理學、認知學、臨床醫學及腦機接口。除此之外，該技術與其他醫學影像技術(如：MRI，CT，PET)相比，在時間分辨率上具有明顯優勢，但空間分辨率相對較低。現有的近紅外腦部掃描探測裝置，通常采用寬光譜光源配合濾光鏡，或者特定波長的發光二極管LED作為光源，并且探測裝置的頻域相對固定，由此，探測結果精準度較低。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種同步射頻變換紅外掃描系統，以解決現有技術中存在的頻域相對固定，只能獲取和監測血紅蛋白的相對含量，探測結果精準度較低的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統，所述同步射頻變換紅外掃描系統包括處理器、電位器、運算放大器、壓控振蕩器、光源發射模塊和光源探測模塊；

所述處理器、電位器、運算放大器和壓控振蕩器依次順序連接；

所述光源發射模塊和光源探測模塊分別與所述壓控振蕩器連接，

所述壓控振蕩器用于同步向光源發射模塊和光源探測模塊輸出相同頻域的射頻信號。

進一步地，所述壓控振蕩器包括第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器；所述第一壓控振蕩器和所述第二壓控振蕩器并列設置，

所述第一壓控振蕩器與所述光源探測模塊連接；

所述第二壓控振蕩器與所述光源發射模塊連接。

進一步地，所述電位器為高精數字可調電位器。

進一步地，所述處理器為微處理器，微處理器與計算機連接。

進一步地，所述同步射頻變換紅外掃描系統還包括固定值高精分壓器，所述運算放大器和所述電位器分別與固定值高精分壓器連接。

進一步地，所述固定值高精分壓器與電壓基準元器件連接。

進一步地，所述光源發射模塊用于向外發出帶有所述相同頻域的近紅外光；所述光源發射模塊包括光源驅動電路、光源功率調節單元、幅度調節單元以及發射器；所述發射器分別和所述幅度調節單元以及所述光源功率調節單元連接。

所述光源功率調節單元包括與所述光源驅動電路連接的數字電位器，數字電位器與所述發射器連接，用于調節發射器的光源功率；

所述幅度調節單元用于調節所述發射器的幅度，所述幅度調節單元包括依次連接的線性穩壓器、可變衰減器和數字電位器，可變衰減器分別與光源驅動電路、所述發射器以及第二壓控振蕩器連接。

進一步地，所述發射器為激光發生器。

進一步地，所述光源探測模塊包括依次連接的探測器、微信號放大器、混頻器、低通濾波器和低頻放大器；

所述探測器用于接收所述近紅外光；

所述微信號放大器用于將高頻電流轉換成正弦波電壓；

所述混頻器用于解調差頻信號，混頻器與所述壓控振蕩器連接。

進一步地，所述低頻放大器通過數據采集模塊與所述處理器連接。

進一步地，所述探測器為光電轉換器。

進一步地，所述探測器為光電接收二極管或者激光接收器。

采用上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統，結構簡單，使用方便，抗干擾性能更優，并且與現有技術相比，不僅能夠通過探測出的近紅外波相對增益值探測出氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的相對變化值，還可以檢測出兩者的絕對含量值，由此，檢測結果更加準確。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統的光源探測模塊結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的發射光纖或接收導光束球面型末端的局部示意圖；

附圖標記：

10-光源探測模塊； 11-處理器；

12-探測器； 13-微信號放大器；

14-混頻器； 15-低通濾波器；

16低頻放大器； 20-光源發射模塊；

30-壓控振蕩器； 31-第一壓控振蕩器；

32-第二壓控振蕩器； 33-運算放大器；

34-固定值高精分壓器； 35-高精數字可調電位器；

36-電壓基準元器件； 50-計算機。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面結合具體的實施方式對本實用新型做進一步的解釋說明。

圖1為本實用新型實施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統的結構示意圖；如圖1所示，本實施例提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統，其包括處理器11、電位器35、運算放大器33、壓控振蕩器30、光源發射模塊20和光源探測模塊10；

處理器11、電位器35、運算放大器33和壓控振蕩器30依次順序連接；

光源發射模塊20和光源探測模塊10分別與壓控振蕩器30連接，

壓控振蕩器用于同步向光源發射模塊20和光源探測模塊10輸出相同頻域的射頻信號。

壓控振蕩器30包括第一壓控振蕩器31和第二壓控振蕩器32；第一壓控振蕩器31和第二壓控振蕩器32并列設置，

第一壓控振蕩器31與光源探測模塊10連接；

第二壓控振蕩器32與光源發射模塊20連接。

電位器35為高精數字可調電位器35。

處理器11為微處理器，微處理器與計算機50連接。

同步射頻變換紅外掃描系統還包括固定值高精分壓器34，運算放大器33和電位器35分別與固定值高精分壓器34連接。

固定值高精分壓器34與電壓基準元器件36連接。

光源發射模塊20用于向外發出帶有相同頻域的近紅外光；

光源發射模塊20包括光源驅動電路、光源功率調節單元、幅度調節單元以及發射器；發射器分別和幅度調節單元以及光源功率調節單元連接。

光源功率調節單元包括與光源驅動電路連接的數字電位器，數字電位器與發射器連接，用于調節發射器的光源功率；

幅度調節單元用于調節發射器的幅度，幅度調節單元包括依次連接的線性穩壓器、可變衰減器和數字電位器，可變衰減器分別與光源驅動電路、發射器以及第二壓控振蕩器32連接。

優選地，發射器為激光發生器。

圖2為本實用新型實施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統的光源探測模塊結構示意圖。

如圖2所示，光源探測模塊10包括依次連接的探測器12、微信號放大器13、混頻器14、低通濾波器15和低頻放大器16；

探測器12用于接收近紅外光；

微信號放大器13用于將高頻電流轉換成正弦波電壓；

混頻器14用于解調差頻信號，混頻器14與壓控振蕩器30連接；

低頻放大器16通過數據采集模塊與處理器11連接。

其中，探測器12為光電轉換器。優選地，探測器12為激光接收器。

圖3為本實用新型實施例提供的發射光纖或接收導光束球面型末端的局部示意圖。

如圖3所示，發射器的發射光纖或探測器的接收導光束43的末端為外凸的球面型。

當使用時，發射光纖或接收導光束43的球面型的結構頂壓頭皮，發射光纖和接收導光束43的末端與頭皮的接觸面積增大，由此可以擴大接收導光束的接收面積，而對于發射光纖，則有利于加大探測深度。

采用上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統，結構簡單，使用方便，抗干擾性能更優，并且與現有技術相比，不僅能夠通過探測出的近紅外波相對增益值探測出氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的相對變化值，還可以檢測出兩者的絕對含量值，由此，檢測結果更加準確。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。