【正文】 共 頁 第 頁 18 調(diào)節(jié)電阻 R1， R2以及電容 C可調(diào)節(jié)輸出控制脈沖的頻率，根據(jù) 調(diào)頻器件模擬 光電池對光調(diào)制頻率的響應(yīng)特性以及系統(tǒng)要求雙光源交替照射的特點(diǎn)，實(shí)際電路調(diào)節(jié)時(shí)使輸 出脈沖為頻率 400HZ。我們這次就是通過利用 軟件 Multisim仿真設(shè)計(jì)電路的到我們預(yù)期的結(jié)果，以此來驗(yàn)證電路的正確性和可靠性并且可以更好的通過改善電路時(shí)結(jié)果更加完美。 5 常呂遠(yuǎn) ，趙寧 ，魏同立． E— 100型血氧飽和度測定儀的研制 ， 東南大學(xué)學(xué)報(bào) 。 Academic Press， 1981． 3 MarkoIf H Niemz著，張鎮(zhèn)西等譯．激光與生物組織的相互作 用。為期一周的課程設(shè)計(jì)中，由于時(shí)間有限關(guān)于血氧飽和度測試系統(tǒng)方面我們只是對部分功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可能存在很多不足之處。 共 頁 第 頁 15 圖 光電池的頻響特性曲線 3． 2． 2 光電池對光調(diào)制頻率響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究 對于調(diào)制光，硅光電池對調(diào)制頻率的響應(yīng)是另一個(gè)需要認(rèn)真考慮的問題．因?yàn)檎{(diào)制頻率太高，超出其響應(yīng)范圍，則光電池的輸出波形會出現(xiàn)衰減振蕩現(xiàn)象，相當(dāng)于在輸出信號上疊加了很強(qiáng)的高頻噪聲，不利于生理信號的檢出．為此，本人進(jìn)行了光電池對光調(diào)制頻率響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究． 使用 調(diào)頻 電路 （如下圖 所示） 輸 出的脈沖對一特定波長的激光二極管光源進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制頻率 原件 可以通過調(diào)節(jié) 頻率 電路來改變 頻率大小，用此可以模擬 光源直接照射光電池光電池輸出信號通過示波器進(jìn)行觀察．下列示波器記錄圖 (圖 3． 7 圖 至 )是砘光電池對光調(diào)制頻率分別為 ， 409． 8Hz， 2． 9KHz， 6． 9KHz 的響應(yīng)輸出．從實(shí)驗(yàn)研究可知，要得到噪聲很小的輸出信號波形，調(diào)制頻率并不能太高．兼顧到計(jì)算機(jī)的采樣速率， 400Hz 是理想的調(diào)制頻率，所以在后續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中光源調(diào)制頻率設(shè)定在 400Hz 左 。 尤其是由 O— H、 N— _H、 c— H鍵的伸縮振動和彎曲振動的諧振和泛頻吸收引起的 。 13 3． 2． 2 光電池對光調(diào)制頻率響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究 2 第一節(jié)腦血氧監(jiān)測的 意義 參 考 資 料 1．《現(xiàn)代測控電路》 李剛等 天津大學(xué)出版社 2. [根據(jù)自己找到資料填寫 ] 3．網(wǎng)上相關(guān)資料 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 ③ 實(shí)現(xiàn)了大部分設(shè)計(jì)要求。 11 第 二節(jié)傳感器設(shè)計(jì) 12 3． 2 光電轉(zhuǎn)換器的選擇及其對光調(diào)制頻率響應(yīng)特性的研究 19 第五章 參考文獻(xiàn) 近紅外光對人體有很強(qiáng)的穿透能力，它能透過頭發(fā)、頭骨、和腦組縱數(shù)厘米的深度．人腦 中 每 100克組織中含血紅蛋白 600— 1000mg，使人腦極適合近紅 外光譜法無創(chuàng)測量血 紅 蛋白和氧合血紅蛋白的含量． 第三節(jié)腦血氧監(jiān)測的基本原理和推導(dǎo)新的計(jì)算方法 氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白的近紅外吸收光譜見圖 2． 4．顯然在紅光譜區(qū) (600hm～ 700nm)Hb02和 Hb的吸光系數(shù)差別很大，在該波段內(nèi)，選用合適的波長的激光照 射組織，光的吸收程度將很大程度依賴于血氧飽和度；而在紅外光譜區(qū) (800nm～ 1000nm)， Hb02和 Hb的吸光系數(shù)差別不大，若使用等吸收波長 805nm左右的激光照射組織，光的吸收程度則主要反映了血紅蛋白 共 頁 第 頁 5 (Hb02和 Hb)的總量． 利 用氧合和還原血紅蛋白吸光系數(shù)的差異就可以測量血氧飽和度． 圖 2． 4 氧臺血紅蛋自和還原血紅蛋白的近紅外吸收光譜 腦血氧飽和度儀利用分光光度法直接測量大腦局部血氧飽和度(rSc02)．大腦組織中靜脈和動脈占了絕大部分，腦血氧飽和度實(shí)質(zhì)是局部大腦血紅蛋白混合 氧飽和度，主要代表靜脈部分．因而能在低血壓、脈搏搏動減 B日甚至心臟停止跳動的情況下使用不受限制．腦組織位于由顱骨構(gòu)成的封閉腔內(nèi)，因而若采用遠(yuǎn)近兩個(gè) 不 同距離的光感受器，則近處光感受器所接收的信號較多的反映了淺表層組織 (頭皮、頭骨 )的信息，而遠(yuǎn)處光感受器所接收的信號較多的反映了深部組織的信息．其檢測模型基于圖 感受器模型．圖中 2代表近處和遠(yuǎn)處光感受器，接收波長 N和 R的光照射下來自表層組織 (皮膚、皮下組織、骨骼 )和腦組織的信息． 共 頁 第 頁 6 圖 腦血氧檢測的雙光源 雙感受器模型 血氧飽和度的計(jì)算基于朗伯一比爾定律 (The LambertBeer Law)和吸 光度加和定律，朗伯一比爾定律是： (1． 1) 其中 I0和 I分別表示發(fā)射光強(qiáng)和接收光強(qiáng)， c表示待測物質(zhì)濃度， L表示光穿過組織的路徑長度， E表示待測成分的摩爾吸光系數(shù)， W為光吸收度． 對生物組織而占，由于光子在組織中吸收與散射的隨機(jī)性，朗伯一比爾定律應(yīng)改進(jìn)為： 此時(shí)的 G表示待測成分在組織中的平均 濃度， L指的是光子在組織中行走的平均光程， 一 般為光源到光感受器間距離的 4— 6倍 (對一百個(gè)成年人的腦顱和前臂分別進(jìn)行測量，得到這個(gè)倍數(shù)分別為 6． 26和 4． 16，散射因子 G用來彌補(bǔ)因散射而減弱的光強(qiáng)，對于特定的檢測對象， G一般假定為常數(shù)． 吸光度加和定律是指在某一波長下，樣品溶液中含有多種對光產(chǎn)生吸收的物質(zhì)，那么該溶液對該波長光的總吸光度 m，應(yīng)該等于溶液中每一成分的吸光度之線性加和．吸光度加和定律是多組分混合體系對光吸收的重要性質(zhì)，是對多組分混合體系進(jìn)行定量分析的理論依據(jù)。 方波發(fā)牛器在系統(tǒng)中至關(guān)重要，除了用來控制光源的通斷之外，還用作同步分離器和同步積分器的控制信號、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入信號等，為了增大輸出電流，應(yīng)采取多個(gè)施密特觸發(fā)器的辦法．得到的輸出脈沖波形 。通過這次可以更 好的體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，是我深深明白合作的利處。 6 王強(qiáng)，林淑娟，羅致誠．無創(chuàng)傷紅外光潛腦血氧臨測儀 ， 國外醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué) 工 程分冊 。 Doppler Anemometry（電路如下圖 所示） 圖