一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，包括：控制處理單元、光源和光電探測(cè)器，所述的控制處理單元與所述的光源之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述光源工作頻率的電學(xué)調(diào)制模塊，所述光源的光束出射方向設(shè)有用于固定被測(cè)物的弧面檢測(cè)罩；所述光源出射光束入射至所述被測(cè)物后形成散射光，在所述散射光出射方向上設(shè)有用于探測(cè)所述散射光的光電探測(cè)器，所述的光電探測(cè)器通過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊與所述的控制處理單元連接。本實(shí)用新型的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)在線原位檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)裝置，特別是一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血紅素檢測(cè)裝置，主要疾病診斷、生命科學(xué)、生理監(jiān)控、血紅蛋白、血液研究、分析儀器等領(lǐng)域中的血紅素濃度檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]血紅素是血紅蛋白分子上的主要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為血紅蛋白、肌紅蛋白等的輔基。分子式:C34H32N4FeCV血液中正常值:男性介于13.5-17.5，女性介于12_16g/dl。如果超出正常范圍，常見的癥狀包括:脫水、心肺疾病(例如慢性阻塞性肺病、心衰竭)、高山癥、紅血球過(guò)多癥等。血紅素和珠蛋白構(gòu)成的綴合蛋白質(zhì)，是脊椎動(dòng)物血液的有色成分。其主要功能是運(yùn)輸氧，也有維持血液酸堿平衡的作用。血紅素是含2價(jià)鐵的卟啉化合物。鐵有6個(gè)配位鍵，其中4個(gè)與血紅素的環(huán)狀結(jié)構(gòu)相連，并與之處在同一平面中。另2個(gè)配位鍵中的一個(gè)與蛋白質(zhì)部分相連，還有I個(gè)則連接氧。珠蛋白含有4個(gè)亞基(α2β 2)，每個(gè)亞基連接I個(gè)血紅素輔基。人和許多動(dòng)物血紅蛋白α鏈和β鏈的氨基酸序列已確定，也已用X射線衍射結(jié)構(gòu)分析測(cè)定其四級(jí)結(jié)構(gòu)。血紅蛋白基因的點(diǎn)突變導(dǎo)致異常血紅蛋白的產(chǎn)生。已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種異常血紅蛋白，其中只有一小部分引起疾病發(fā)生，最常見也最了解的疾病是鐮刀形紅細(xì)胞貧血病。血紅素濃度檢測(cè)在疾病診斷、生命科學(xué)、生理監(jiān)控、血紅蛋白、血液研究、分析儀器等領(lǐng)域中具有意義，得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]在先技術(shù)中，存在血紅素濃度檢測(cè)技術(shù)，醫(yī)療診斷系統(tǒng)中通常使用生化分析儀進(jìn)行血紅素濃度檢測(cè)，但是生化分析儀系統(tǒng)復(fù)雜、需要進(jìn)創(chuàng)傷性采血，并且在實(shí)際檢測(cè)中需要對(duì)被檢測(cè)試樣進(jìn)行預(yù)處理。為克服生化分析儀系統(tǒng)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用不便利等不足，便攜式分析儀器被發(fā)明出現(xiàn)，例如手持式血紅素檢測(cè)儀，參見型號(hào)為CYHB的檢測(cè)儀，此技術(shù)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，與生化分析儀相比具有體積小、重量輕、便于攜帶等特點(diǎn)，但是，存在本質(zhì)不足，與現(xiàn)有生化分析儀技術(shù)類似，在線技術(shù)中的手持式血紅素檢測(cè)儀，仍然需要進(jìn)行采血，仍然是有創(chuàng)傷型血紅素檢測(cè)?；趧?chuàng)傷性采取被檢測(cè)試樣的血紅素檢測(cè)技術(shù)，不僅具有創(chuàng)傷性動(dòng)作，也存在采樣過(guò)程中感染的可能，并且采樣用材料均為一次性使用，存在資源浪費(fèi)和二次污染風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血紅素檢測(cè)裝置，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、基于光學(xué)散射法、無(wú)需非采樣、在線原位監(jiān)測(cè)、無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)感染風(fēng)險(xiǎn)、靈敏度高等特點(diǎn)。
[0005]一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，包括:控制處理單元、光源和光電探測(cè)器，所述的控制處理單元與所述的光源之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述光源工作頻率的電學(xué)調(diào)制模塊，所述光源的光束出射方向設(shè)有用于固定被測(cè)物的弧面檢測(cè)罩；所述光源出射光束入射至所述被測(cè)物后形成散射光，在所述散射光出射方向上設(shè)有用于探測(cè)所述散射光的光電探測(cè)器，所述的光電探測(cè)器通過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊與所述的控制處理單元連接。
[0006]上述技術(shù)方案中，主要利用了光學(xué)散射原理。總體來(lái)說(shuō)，控制處理器和電學(xué)調(diào)制模塊用以調(diào)制光源的出光頻率，使光源的出射出射光束以一定頻率間隔出射；經(jīng)調(diào)制的光源出射光束入射至固定在探測(cè)罩上的被測(cè)物(如拇指)，光束進(jìn)入被測(cè)物的皮下組織，皮下組織血管中的血紅素與入射光束存在吸收性相互作用，發(fā)生散射效應(yīng)，形成的散射光被光電傳感器探測(cè)到，光電探測(cè)器將探測(cè)到散射光強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳輸至電子解調(diào)模塊解調(diào)，經(jīng)過(guò)電子解調(diào)模塊解調(diào)出散射光強(qiáng)度，傳到中央處理部件得到血紅素濃度含量信息從而完成整個(gè)血紅素的檢測(cè)過(guò)程。
[0007]作為優(yōu)選，所述的光源與所述的檢測(cè)罩之間設(shè)有用于將所述光源出射光束會(huì)聚至所述被測(cè)物的會(huì)聚透鏡。為了實(shí)現(xiàn)血紅素含量檢測(cè)，光源出射光束入射至被測(cè)物并與被測(cè)物皮下組織中的血紅素發(fā)生散射效應(yīng)，并通過(guò)探測(cè)散射光信息間接檢測(cè)出血紅素含量。在光源出射光路上設(shè)置會(huì)聚透鏡可以將出射光束會(huì)聚至被測(cè)物的皮下組織，入射光束的能量集中于皮下組織、更容易與皮下組織中血紅素發(fā)生散射相應(yīng)，從而使散射效應(yīng)更明顯，最終增強(qiáng)探測(cè)靈敏度，提高整個(gè)過(guò)程的檢測(cè)精度。
[0008]作為優(yōu)選，所述的檢測(cè)罩與所述的光電探測(cè)器之間設(shè)有用于將所述散射光會(huì)聚至所述光電探測(cè)器的探測(cè)透鏡。因入射光與被測(cè)物皮下組織中的血紅素發(fā)生散射效應(yīng)所形成的散射光方向的無(wú)序性，使得散射光的光強(qiáng)較小，在散射光出射方向設(shè)置會(huì)聚透鏡并將散射光會(huì)聚至光電探測(cè)器的光電探頭，可以使光電探測(cè)器的更容易探測(cè)到散射光信息。
[0009]作為優(yōu)選，所述檢測(cè)罩在所述光源與所述被測(cè)物連線經(jīng)過(guò)位置設(shè)有入射透光窗口 ；所述檢測(cè)罩在所述被測(cè)物與所述光電探測(cè)器連線經(jīng)過(guò)位置設(shè)有出射透光窗口。在弧面探測(cè)罩上設(shè)置入射透光窗口和出射透光窗口，而弧面探測(cè)罩的其余部分不透光，可以減小外界雜散光對(duì)整個(gè)探測(cè)過(guò)程的干擾。
[0010]作為優(yōu)選，所述的光源出射光束的波長(zhǎng)為385nm±5nm。血紅素對(duì)波長(zhǎng)為385nm的光束具有明顯吸收特性，采用此波長(zhǎng)的光束照射皮下組織中血紅素散射效應(yīng)較明顯。
[0011]作為優(yōu)選，所述的被測(cè)物和所述光源之間的連線與所述的被測(cè)物和所述的光電探測(cè)器的之間連線相互垂直。理論上，光束照射皮下組織中血紅素并發(fā)生散射效應(yīng)時(shí)，所形成的散射光朝各個(gè)方向均有出射，但為了避免光源出射光束對(duì)光電探測(cè)器探測(cè)散射光時(shí)造成干擾，故光電探測(cè)器需盡量避免設(shè)置在光源出射光路上，所以被測(cè)物與光源的連線、被測(cè)物與光電探測(cè)器的連線兩者相互垂直。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型采用光學(xué)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，利用采用光學(xué)散射原理和吸收光譜技術(shù)，進(jìn)行無(wú)損血紅素檢測(cè)，無(wú)需采血，無(wú)需預(yù)處理，因此是一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血紅素檢測(cè)，本質(zhì)上不存在因創(chuàng)傷引起的感染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)在線原位檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度高。另外，由于無(wú)需一次性采樣、預(yù)處理等手續(xù)，在材料消耗層面上更能體現(xiàn)出節(jié)約環(huán)保特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，包括依次連接的控制處理單元1、電學(xué)調(diào)制模塊2和光源3，光源3出射光路上依次設(shè)有會(huì)聚透鏡4和弧面檢測(cè)罩5，以檢測(cè)罩5為垂足并垂直光源3出射光路的方向上依次設(shè)有探測(cè)透鏡6和光電探測(cè)器7，光電探測(cè)器6通過(guò)電子解調(diào)模塊8與控制處理單元I連接。
[0017]其中，檢測(cè)罩5用于固定被測(cè)物，被實(shí)施例中的被測(cè)物為拇指，具體固定時(shí)將拇指摁壓在檢測(cè)罩5的凹面上。拇指和光電探測(cè)器7的連線以及拇指與光源3的連線，兩條連線相互垂直。檢測(cè)罩5為石英材料，檢測(cè)罩5的表面分別在光源3出射光束入射位置以及拇指與光電探測(cè)器7連線經(jīng)過(guò)檢測(cè)罩5的位置設(shè)有直徑4_開孔作為入射透光窗口 501和出射透光窗口 502。
[0018]本實(shí)施例的具體檢測(cè)過(guò)程如下:控制處理單元I與電學(xué)調(diào)制模塊2相連接，電學(xué)調(diào)制模塊2與光源3相連接，控制處理單元I通過(guò)電學(xué)調(diào)制模塊2，實(shí)現(xiàn)對(duì)光源3出射光束的調(diào)制，調(diào)制頻率為IkHz ;光源3出射的調(diào)制光束光路上設(shè)置有會(huì)聚透鏡4，會(huì)聚透鏡4光束出射一側(cè)設(shè)置有檢測(cè)罩5，光源3出射的光束經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡4匯聚，匯聚光束經(jīng)過(guò)檢測(cè)罩5的入射透光窗口 501聚焦到被檢測(cè)區(qū)域；被檢測(cè)血紅素的人將大拇指摁壓到檢測(cè)罩5凹面一側(cè)，此時(shí)匯聚光束照射到拇指內(nèi)的血管，血管中的血紅素與與入射光束存在吸收性相互作用，發(fā)生散射效應(yīng)；散射光經(jīng)過(guò)檢測(cè)罩5的出射透光窗口 502，被探測(cè)透鏡6匯聚到光電探測(cè)器7上；光電電測(cè)器7實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，電子解調(diào)模塊8與光電電測(cè)器7連接，對(duì)光電探測(cè)器探測(cè)到的光電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并且將信號(hào)傳輸?shù)娇刂铺幚韱卧狪 ;由于散射光強(qiáng)度與被測(cè)區(qū)域血紅素濃度相關(guān)，血紅素在此波長(zhǎng)存在吸收效應(yīng)，基于吸收光譜原理，散射光強(qiáng)度反應(yīng)出血紅素濃度，控制處理單元I對(duì)輸入進(jìn)行處理得到了血紅素濃度。
[0019]以上所述的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，包括:控制處理單元、光源和光電探測(cè)器，其特征在于，所述的控制處理單元與所述的光源之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述光源工作頻率的電學(xué)調(diào)制模塊，所述光源的光束出射方向設(shè)有用于固定被測(cè)物的弧面檢測(cè)罩；所述光源出射光束入射至所述被測(cè)物后形成散射光，在所述散射光出射方向上設(shè)有用于探測(cè)所述散射光的光電探測(cè)器，所述的光電探測(cè)器通過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊與所述的控制處理單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的光源與所述的檢測(cè)罩之間設(shè)有用于將所述光源出射光束會(huì)聚至所述被測(cè)物的會(huì)聚透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的檢測(cè)罩與所述的光電探測(cè)器之間設(shè)有用于將所述散射光會(huì)聚至所述光電探測(cè)器的探測(cè)透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)罩在所述光源與所述被測(cè)物連線經(jīng)過(guò)位置設(shè)有入射透光窗口 ；所述檢測(cè)罩在所述被測(cè)物與所述光電探測(cè)器連線經(jīng)過(guò)位置設(shè)有出射透光窗口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的光源出射光束的波長(zhǎng)為385nm±5nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光散射法無(wú)創(chuàng)傷血液檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的被測(cè)物和所述光源之間的連線與所述的被測(cè)物和所述的光電探測(cè)器的之間連線相互垂直。
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK203647349SQ201420013539
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】高秀敏, 朱厚飛 申請(qǐng)人:高秀敏