的硅薄膜。将硅醇盐四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷、交联剂二甲基二甲氧基硅烷与pH-Ι (pH以盐酸调节)的水混合，乙醇或甲醇为共溶剂，醇与水的摩尔比为4:1。钉化合物加入到前驱液中，混合液搅拌I小时。钉化合物的浓度为2.5 μ g/mL。强烈搅拌后，溶胶在70°C下陈化18小时，提高水解和缩聚。而后在无气流条件下以硅胶片或显微镜玻片为基体铺膜，硅胶片或显微镜玻片均以去离子水、甲醇和丙酮洗涤，并用去离子水漂洗。然后在70°C下干燥18小时，即得厚度为0.0lmm的透明传感膜。将制备好的传感膜按需要切割成片，将切割好的传感膜用胶水固定于传感器上。传感膜中的?!了络合物Ru (ph2phen) 32+被470nm激发光照射后能发出630 - 680mm的荧光。
[0039]激发光源采用欧司朗LB W5SN-GYHZ-25蓝光激光二极管，能产生470nm波长的蓝光。光纤选用浙江新势力光电公司生产的分劈式Y型光纤，型号:NY200-2-VIS-M。
[0040]如图3所示，总体电路方面，压力数据的采集用芯微科的CMAD070P压力传感芯片，5伏电压驱动，以差分信号反应压力数值；温度数据的采集用晶品电子公司的TH03热电阻(负温度系数热敏电阻器NTC);光信号数据的采集使用美国TAOS公司的TSL12T光电传感器芯片；信号处理芯片采用意法半导体公司的STM32型单片机。
[0041]如图4所示，在压力传感单元I中，压电芯片CMAD070P将压力信号转变为电压信号，经过专用仪表放大器INA128将电压信号放大，精密运算放大器0PA177作为射随(射基跟随)缓冲，对前一芯片信号进行补充，经过处理的差分电压信号被传送给信号处理单片机 STM32。
[0042]如图5所示的温度传感单元的电路图。温度数据的采集使用负温度系数的热敏电阻器NTC，热敏电阻器NTC用作分压放大，当温度影响热敏电阻器NTC变化时，相应的分压电压也发生变化。为提高温度检测的精度，采用REF29XX系列电压基准源，使热敏电阻器获得稳定的电压。热敏电阻器采集的温度信号，采用低噪音精密轨至轨运放OPA2365，使信号进一步放大并提高精度，可以达到0.01摄氏度的精度。处理后的信号进一步被传送给信号处理单片机STM32。
[0043]如图6所不的光电转换电路，光信号被光电传感器芯片TSL12T米集后被转换为电压信号，电压信号被精密运算放大器OPA177进一步放大并起到一个射随缓冲作用，处理后的信号进一步被传送给信号处理单片机STM32。
[0044]如图7所示，在系统的电源电路中，发光二极管D3是电源显示灯，二极管SS510放置电路接反，过流保护丝Fl和稳压二极管D5都是电源过载保护器，降压转换器TPS5430将正电压转为负电压，通过第一稳压芯片LM7905能输出稳定的负电压，电阻R20和R21对电源电压实时监测，电阻R20和R21对输入电源起分压作用，通过单片机STM32采集电压分析电源输入的供电大小，通过第二稳压芯片LM7805能输出稳定的正电压，主控芯片AMS1117将5伏电压将至3.3伏，为单片机提供电源。
[0045]主控芯片采用意法半导体公司的STM32F103VCT6型号单片机，各传感信号依次接入单片机的对应管脚，如PA0、PA1、PA2等管脚。单片机可以计算各传感信号的调零值、函数计算、以及通过实时温度数据修正其它参数信号漂移误差等数据。单片机的所有程序通过 JTAG端口下载，所有处理的信号通过端口 USART与PC电脑、其它显示设备等连接并通信。
【主权项】
1.颅内生理参数采集装置，其特征为:具有以插入端为前端并在长度方向延伸的基体，在由前端向后长度方向的外侧面间隔设有用于检测生理参数的传感单元的检测窗口，所述的生理参数包括物理参数和化学物质参数，其中检测物理参数的传感单元至少包括压力传感单元(I)和温度传感单元(12)中的一种；检测化学物质参数的传感单元至少包括氧分压传感单元(4)、二氧化碳分压传感单元(13)和pH值传感单元中的一种，至少检测化学物质参数的各传感单元通过光传导结构(8)连接到激发光源，并且在其检测窗口上覆有与所述激发光源对应的荧光结构(10);各光传导结构(8)与各物理参数的传感单元的信号传输结构(7)均以相互独立的结构分别连接到信号处理单元和/或显示单元。2.如权利要求1所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:在检测化学物质参数的传感单元的检测窗口与所述光传导结构(8)之间设有能使激发光对所述荧光结构的入射角(45。的反射面(9) ο3.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述的压力传感单元(I)中包括压电型传感元件，其信号经金属的信号传输结构(7)输出。4.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述的温度传感单元(12)中包括热电偶或热电阻类型的测温元件，其信号经金属的信号传输结构(7)输出。5.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述插入端的插入端面为圆滑弧面(2)。6.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述插入端的至少非检测窗口部的外表面覆盖有与生物相容的高分子或金属的层结构(3)，插入端内填充有高分子填充结构。7.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述插入端的直径(80mm，传输结构的直径< 5mm。8.如权利要求1或2所述的颅内生理参数采集装置，其特征为:所述检测物理参数的传感单元位于检测化学物质参数的传感单元之前，优选为所述各生理参数传感单元的检测窗口在所述基体长度方向的同一外侧面部位间隔排布。9.权利要求1至8之一所述的采集装置在颅内生理参数采集中的应用。10.如权利要求9所述的应用，其特征为:根据通过采集装置检测到的温度数据和荧光信号计算包括颅内氧分子、二氧化碳分子和/或氢离子在内的颅内代谢物质的浓度，并且通过检测的实时温度数据修正至少包括化学物质参数在不同温度下的信号漂移误差。
【专利摘要】本发明涉及颅内生理参数采集装置和应用，在采集装置中具有以插入端为前端并在长度方向延伸的基体，在由前端向后长度方向的外侧面间隔设有用于检测生理参数的传感单元的检测窗口，检测化学物质参数的各传感单元均通过光传导结构连接到激发光源，各检测窗口上均覆有与所述激发光源对应的荧光结构；各检测窗口经相互独立的信号传输结构连接到信号处理单元。本发明可以同时采集颅内多个生理参数，能够提供更加及时、准确、丰富的参考数据，为临床救治工作提供更可靠的依据和支持。
【IPC分类】A61B5/1455, A61B5/03, A61B5/01
【公开号】CN104905781
【申请号】CN201510075705
【发明人】林昌军
【申请人】林昌军
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年2月13日