可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶解氧分壓的測(cè)定在各類科學(xué)研宄和實(shí)際應(yīng)用中是很重要的。在醫(yī)學(xué)診斷中，血 液中氧分壓是評(píng)估病人的重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，特別是對(duì)一些病?；颊叩脑\斷、重大的手術(shù)中對(duì) 病人的監(jiān)護(hù)以及早產(chǎn)新生嬰兒的監(jiān)護(hù)中，能夠及時(shí)有效的連續(xù)監(jiān)測(cè)其血液氧氣的濃度是至 關(guān)重要的。
[0003] 目前國(guó)際上有兩種相對(duì)比較成熟的連續(xù)無(wú)創(chuàng)血氧監(jiān)測(cè)技術(shù)，分別是經(jīng)皮氧分壓 (TcP02)監(jiān)測(cè)和脈搏血氧飽和度監(jiān)測(cè)。TcP02監(jiān)測(cè)是通過(guò)對(duì)皮膚加熱，增加皮膚的通透性， 再用Clark氧電極來(lái)監(jiān)測(cè)皮膚中彌散出來(lái)的氧氣；脈搏血氧監(jiān)測(cè)則基于氧合血紅蛋白和還 原血紅蛋白的近紅外吸收光譜的差異性來(lái)監(jiān)測(cè)外周組織內(nèi)動(dòng)脈成分的血氧飽和度。這兩種 監(jiān)測(cè)雖然方法簡(jiǎn)單，成本較低，能夠?qū)崿F(xiàn)氧濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是其監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性不高，而 且只能夠間接地檢測(cè)到血氧含量。此之外，這兩類傳感器還受到諸多因素的影響，如病人脈 搏異常、休克、血紅蛋白含量異常等，使得最終的檢測(cè)結(jié)果不夠精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的 熒光光纖傳感器，其將氧氣感受膜涂在光纖末梢，表面做生物兼容性修飾，所得熒光光纖傳 感器具有反應(yīng)快、選擇性及可靠性好、靈敏度高的特點(diǎn)，可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)血液中溶解氧分 壓。
[0005] 一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，包括光纖探頭、Y字形光纖、光 電接口模塊，其特征在于：還包括數(shù)字信號(hào)處理模塊、計(jì)算機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第一低通濾波 器、第二低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，光纖探頭是光纖去除有機(jī)包層之后鍍上敏感膜形成， 光纖探頭與Y字形光纖的尾端連接，數(shù)字信號(hào)處理模塊用于產(chǎn)生正弦波信號(hào)，所述正弦波 信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第一低通濾波器處理后輸入光電接口模塊生成激發(fā)光，激發(fā)光接 入Y字形光纖的一個(gè)頭端使光纖探頭產(chǎn)生同頻但有一定相移的熒光，激發(fā)光和熒光沿著Y 字形光纖輸入光電接口模塊將激發(fā)光信號(hào)濾除，熒光經(jīng)過(guò)光電接口模塊光電轉(zhuǎn)換之后通過(guò) 第二低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后輸入到數(shù)字信號(hào)處理模塊中進(jìn)行 處理獲得熒光信號(hào)的滯后相移，計(jì)算機(jī)根據(jù)熒光信號(hào)的滯后相移實(shí)現(xiàn)溶解氧分壓的計(jì)算和 顯不O
[0006] 進(jìn)一步的，光電接口模塊包括第一帶通濾光片、電光轉(zhuǎn)換電路、第二帶通濾光片及 光電轉(zhuǎn)換電路，所述正弦波信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和第一低通濾波器處理后輸入電光轉(zhuǎn)換 電路生成激發(fā)光，激發(fā)光通過(guò)第一帶通濾光片后接Y字形光纖的一個(gè)頭端，激發(fā)光和熒光 沿著Y字形光纖輸入第二帶通濾光片以將激發(fā)光信號(hào)濾除，熒光經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路光電轉(zhuǎn) 換之后輸入第二低通濾波器。
[0007] 進(jìn)一步的，所述敏感膜從下至上依次為多聚物層、指示劑層和聚氨酯水凝膠層。
[0008] 進(jìn)一步的，數(shù)字信號(hào)處理模塊包括DDS波形產(chǎn)生器及矢量正交數(shù)字鎖相放大器， DDS波形產(chǎn)生器的信號(hào)輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和DDS波形產(chǎn)生器的信號(hào)輸入端連接，模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與矢量正交數(shù)字鎖相放大器的信號(hào)輸入端連接，矢量正交數(shù)字鎖相 放大器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與第一低通濾波器的信號(hào) 輸入端連接，第二低通濾波器的信號(hào)輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接。
[0009] 本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧分壓，具有反應(yīng)快、選擇性及可靠性好、靈敏 度高、低成本、便攜等特點(diǎn)，其中光電接口部分可以實(shí)現(xiàn)小型化和低廉化，由于信號(hào)的產(chǎn)生 和處理均在在單一頻率下，可以通過(guò)一片DSP芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)DDS和相位檢測(cè)，從而大大簡(jiǎn)化 電路板的空間。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本實(shí)用新型中敏感膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3是本實(shí)用新型光纖探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖4是指示劑在甲苯中的激發(fā)光譜和吸收光譜示意圖。
[0014] 圖中：1 一光纖探頭，2-Y字形光纖，3-光電接口模塊，4 一數(shù)字信號(hào)處理模塊， 5一計(jì)算機(jī)，6-敏感膜，7-數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，8-第一低通濾波器，9一第二低通濾波器，10- 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，31-第一帶通濾光片，32-電光轉(zhuǎn)換電路，33-第二帶通濾光片，34-光電 轉(zhuǎn)換電路，41 一 DDS波形產(chǎn)生器，42-矢量正交數(shù)字鎖相放大器，61-多聚物層，62-指示劑 層，63-聚氨醋水凝I父層，64-指不劑。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地 描述。
[0016] 圖1所示為本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器的結(jié)構(gòu)示意 圖，所述可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中溶解氧的熒光光纖傳感器包括光纖探頭1、Y字形光纖2、光電接 口模塊3、數(shù)字信號(hào)處理模塊4、計(jì)算機(jī)5、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊7、第一低通濾波器8、第二低通濾波 器9、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊10。
[0017] 光纖探頭1通過(guò)光纖接口（例如SMA905接頭）與Y字形光纖2的尾端連接，光電 接口模塊3包括第一帶通濾光片31、電光轉(zhuǎn)換電路32、第二帶通濾光片33及光電轉(zhuǎn)換電路 34,數(shù)字信號(hào)處理模塊4用于產(chǎn)生正弦波信號(hào)，所述正弦波信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊7和第一 低通濾波器8處理后輸入電光轉(zhuǎn)換電路32生成激發(fā)光，激發(fā)光通過(guò)第一帶通濾光片31后 接Y字形光纖2的一個(gè)頭端使光纖探頭1產(chǎn)生同頻但有一定相移的熒光，Y字形光纖2的 另一個(gè)頭端通過(guò)第二帶通濾光片33后接光電轉(zhuǎn)換電路34,激發(fā)光和熒光沿著Y字形光纖2 輸入第二帶通濾光片33將激發(fā)光信號(hào)濾除，熒光經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路34光電轉(zhuǎn)換之后通過(guò) 第二低通濾波器9、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊10后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后輸入到數(shù)字信號(hào)處理模塊4中 進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理獲得熒光信號(hào)的滯后相移，熒光信