一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统。

背景技术：

近红外光源可根据其特定的波长，将皮下静脉或者动脉的血红细胞和周围组织区别开来。在近红外波段(700nm～1000nm)，生物体组织呈现低吸收、高散射的特性，对近红外光有较高的透明性，因此能够探测到一定深度的组织信息，同时这个波长范围也被称为生物组织的无损测量的光学窗口。

另外，近红外光谱法可用于人体各组织器官血氧饱和度的定量检测，由于脑组织供血、供氧的重要性，对脑组织的研究受到格外关注。氧合血红蛋白、还原血红蛋白在近红外波段具有一定吸收，且两者的吸收光谱存在一定的差异，由此也使得近红外光谱NIRS(Near-Infrared Spectroscopy)血氧测量技术得以迅速发展，并在临床研究中得以广泛应用。

近红外光谱技术是以氧合和还原血红蛋白、细胞色素氧化酶等的吸收光谱为基础，考虑到氧合血红蛋白与还原血红蛋白在近红外光波段吸收谱的差异性，结合光在组织中的传播规律，利用近红外光对组织良好的穿透能力，研究光在组织中历经一系列吸收、散射后出射光携带的与吸收谱相关的组织生化信息，通过对这些吸收色团浓度的相对变化测量，获取组织中的血氧含量变化信息。

由于该项技术具有对人体无损、无创、无辐射的特点，适用于对人体长期数据采集及跟踪测量，因此可以被广泛用于心理学、认知学、临床医学及脑机接口。除此之外，该技术与其他医学影像技术(如：MRI，CT，PET)相比，在时间分辨率上具有明显优势，但空间分辨率相对较低。现有的近红外脑部扫描探测装置，通常采用宽光谱光源配合滤光镜，或者特定波长的发光二极管LED作为光源，并且探测装置的频域相对固定，由此，探测结果精准度较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统，以解决现有技术中存在的发射光源的波长、频率、振幅以及功率基本上固定，无法满足实际临床使用要求的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统，所述用于近红外脑部扫描的光源发射系统包括主控板、光源驱动电路、幅度调节单元以及发射器；

光源驱动电路分别与所述幅度调节单元和发射器连接；

所述主控板上设置有相互连接的处理器和压控振荡器；

所述压控振荡器通过所述幅度调节单元与所述发射器连接，所述发射器用于向外发出近红外光。

进一步地，所述发射器为激光发射器。

进一步地，所述光源发射系统还包括用于调节所述发射器功率的光源功率调节单元，光源功率调节单元分别与所述光源驱动电路和所述发射器连接。

进一步地，所述光源功率调节单元包括与所述光源驱动电路连接的数字电位器，数字电位器与所述发射器连接。

进一步地，所述幅度调节单元用于调节所述发射器的幅度，所述幅度调节单元包括依次连接的线性稳压器、可变衰减器和数字电位器。

进一步地，所述可变衰减器分别与所述光源驱动电路、所述发射器以及所述压控振荡器连接。

进一步地，所述主控板上还包括电位器，所述压控振荡器通过电位器与所述处理器连接。

进一步地，所述电位器为高精数字可调电位器。

进一步地，所述主控板上还包括运算放大器，所述压控振荡器依次顺序通过所述运算放大器、所述高精数字可调电位器与所述处理器连接。

进一步地，所述主控板上还包括固定值高精分压器，所述固定值高精分压器分别与所述运算放大器和所述高精数字可调电位器连接。

进一步地，所述固定值高精分压器与电压基准元器件连接。

进一步地，所述光源发射系统还包括探测头，探测头上包括壳体、以及壳体上设置的发射光纤；发射光纤与所述发射器连接，发射光纤的末端与头皮接触用于将发射器发出的近红外光导入人体内。

进一步地，所述发射光纤的末端为外凸的球面型。当使用时，所述发射光纤的球面型的结构顶压头皮，发射光纤的末端与头皮的接触面积增大，由此有利于加大探测深度。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统，结构简单，使用方便，而且红外光源的波长、频率、振幅以及功率可调，可以满足临床的不同需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于近红外脑部扫描的光源发射系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于近红外脑部扫描的光源发射系统的主控板结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的探测头的壳体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的探测头结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的发射光纤球面型末端的放大示意图；

附图标记：

1-头皮； 2-头发；

11-处理器； 20-主控板；

21-光源驱动电路； 22-光源功率调节单元；

22a-数字电位器； 23-幅度调节单元；

23a-线性稳压器； 23b-可变衰减器；

23c-数字电位器； 24-发射器；

30-压控振荡器； 33-运算放大器；

34-固定值高精分压器； 35-高精数字可调电位器；

36-电压基准元器件； 40-探测头；

41-壳体； 42-柔性导向套；

43-发射光纤； 50-计算机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

图1为本实用新型实施例提供的用于近红外脑部扫描的光源发射系统结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的用于近红外脑部扫描的光源发射系统的主控板结构示意图。

如图1-2所示，本实施例提供的一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统，用于近红外脑部扫描的光源发射系统包括主控板20、光源驱动电路21、幅度调节单元23以及发射器24；

光源驱动电路21分别与幅度调节单元23和发射器24连接；

主控板20上设置有相互连接的处理器11和压控振荡器30；

压控振荡器30通过幅度调节单元23与发射器24连接，发射器24用于向外发出近红外光。

发射器24为激光发射器24。

光源发射系统还包括用于调节发射器24功率的光源功率调节单元22，光源功率调节单元22分别与光源驱动电路21和发射器24连接。

光源功率调节单元22包括与光源驱动电路21连接的数字电位器22a，数字电位器22a与发射器24连接。

幅度调节单元23用于调节发射器24的幅度，幅度调节单元23包括依次连接的线性稳压器23a、可变衰减器23b和数字电位器23c。

可变衰减器23b分别与光源驱动电路21、发射器24以及压控振荡器30连接。

主控板20上还包括高精数字可调电位器35，压控振荡器30通过高精数字可调电位器35与处理器11连接。处理器11为微处理器。微处理器与计算机50连接。

更为优选地，主控板20上还包括运算放大器33，压控振荡器30依次顺序通过运算放大器33、高精数字可调电位器35与处理器11连接。处理器11为微处理器，微处理器与计算机50连接。

主控板20上还包括固定值高精分压器34，固定值高精分压器34分别与运算放大器33和高精数字可调电位器35连接。

固定值高精分压器34与电压基准元器件36连接。

图3为本实用新型实施例提供的探测头的壳体结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的探测头结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的发射光纤球面型末端的放大示意图。

如图3-5所示，光源发射系统还包括探测头40，探测头40上包括壳体41、以及壳体41上设置的发射光纤43；发射光纤43与发射器24连接，发射光纤43的末端与头皮接触用于将发射器24发出的近红外光导入人体内。

壳体41内侧设置有柔性导向套42，柔性导向套42的内部设置有上大下小的导向孔，柔性导向套42外形为上大下小的锥形，壳体41扣在头部时，柔性导向套42的下端穿过头发2的缝隙与头皮1接触；发射光纤43插装在柔性导向套42内；发射光纤43在壳体41外经柔性导向套42插入壳体41内时，柔性导向套42的下端被挤压扩张进而拨开头发，进而便于发射光纤43直接与头皮1接触。

如图5所示，发射光纤或接收导光束43的末端为外凸的球面型。当使用时，发射光纤或接收导光束43的球面型的结构顶压头皮，发射光纤和接收导光束43的末端与头皮的接触面积增大，由此可以扩大接收导光束的接收面积，而对于发射光纤，则有利于加大探测深度。

本实用新型提供的一种用于近红外脑部扫描的光源发射系统，结构简单，使用方便，而且红外光源的波长、频率、振幅以及功率可调，可以满足临床的不同需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。