一种微创的粘膜组织氧分压检测仪的制作方法

文档序号:15320063发布日期:2018-09-01 02:52阅读:228来源:国知局

本实用新型属于医疗生化检测技术领域,具体涉及一种微创的粘膜组织氧分压检测仪。



背景技术:

细胞的供氧依赖于人体呼吸系统与循环系统之间的协调运作。测定粘膜组织的氧分压水平对评估组织的氧气需求、调节氧气供给和消耗之间的平衡都能提供重要的参考信息。

运用比较广泛的Clark氧电极法需要将电极插入血管或者植入组织内使用,这伴随着严重的组织创伤,尤其对粘膜组织的损害较大。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种微创的粘膜组织氧分压检测仪,以价格低廉的蓝光LED为光源,多模光纤为荧光信号产生和传输的载体,利用特定波长的荧光接触氧气发生荧光淬灭的效应,实现根据荧光的强度来测定氧分压水平。其传感部件纤细柔软,不对组织造成创伤,适用于粘膜组织的氧分压检测。

本实用新型通过以下技术方案实现:一种微创的粘膜组织氧分压检测仪,其特征在于:由LED光源(1),3dB耦合器(2),多模光纤(3),荧光材料膜(4),光功率计模块(5),氧气瓶(6),氮气瓶(7),气体流量计(8)和气室(9)组成;LED光源(1)与3dB耦合器(2)的输入端相连,多模光纤(3)的左端与3dB耦合器(2)的输出端相连,光功率计模块(5)与3dB耦合器(2)的反射端相连,其中,多模光纤(3)末端的端面镀有荧光材料膜(4),并置于气室(9)中;氧气瓶(6)和氮气瓶(7)分别与气体流量计(8)相连,气体流量计(8)的出气口接入气室(9)。

所述的LED光源(1)是发光波长460nm的蓝光LED光源。

所述的荧光材料膜(4)中的荧光剂为PtOEP,基质为甲基丙烯酸乙酯。

所述的多模光纤(3)的纤芯直径为600μm。

本实用新型的工作原理是:LED光源(1)产生的是中心波长460nm的蓝光,经过3dB耦合器(2)向前传输,沿多模光纤(3)与光纤端面的荧光材料膜(4)接触。荧光材料膜(4)中的荧光剂PtOEP分子里被460nm的蓝光激励,在无氧气下辐射波长的550nm的红色荧光。接着,荧光信号沿着多模光纤(3)反向传输从3dB耦合器(2)的反射端被光功率计模块(5)接收。由于光功率计模块(5)只测量特定波长的光强度,通过波长的差异将光源光(460nm)与荧光信号(550nm)区别开来,获得荧光信号的光强度数据。

荧光现象在微观上,是入射光子被荧光分子吸收,光子的能量激励电子跃迁到高能态,当电子再次跃迁回低能态时辐射出能量减小,波长更长的光子。PtOEP分子在接触氧气的条件下将辐射波长大于550nm的,在650nm左右的绿光荧光,这进一步减弱了光源光的干扰。

氧气是典型的荧光熄灭剂之一,PtOEP分子因与氧气分子碰撞而损失能量,同时又因氧化减少了激发态分子的数量,导致荧光光子的数量和寿命减少。由于荧光淬灭,氧分压与荧光强度之间存在定量的反向关系。

本实用新型的有益效果是:首先,本实用新型用纤细柔软,重量可以忽略的多模光纤取代了Clark电极,大大减小了对组织的物理创伤;其次,该设计是基于荧光淬灭原理测量氧分压,不受生物电流信号的干扰。因此,本实用新型具有微创,抗干扰,成本低廉的优点,能实际施用于粘膜组织的氧分压检测。

附图说明

图1是一种微创的粘膜组织氧分压检测仪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

参见附图1,一种微创的粘膜组织氧分压检测仪由LED光源(1),3dB耦合器(2),多模光纤(3),荧光材料膜(4),光功率计模块(5),氧气瓶(6),氮气瓶(7),气体流量计(8)和气室(9)组成;LED光源(1)与3dB耦合器(2)的输入端相连,多模光纤(3)的左端与3dB耦合器(2)的输出端相连,光功率计模块(5)与3dB耦合器(2)的反射端相连,其中,多模光纤(3)末端的端面镀有荧光材料膜(4),并置于气室(9)中;氧气瓶(6)和氮气瓶(7)分别与气体流量计(8)相连,气体流量计(8)的出气口接入气室(9)。进一步的,LED光源(1)是发光波长460nm的蓝光LED光源;荧光材料膜(4)中的荧光剂为PtOEP,基质为甲基丙烯酸乙酯;多模光纤(3)的纤芯直径为600μm。

氧气瓶(6)、氮气瓶(7)、气体流量计(8)和气室(9)用于仪器的定标过程。气室(9)内氧分压的调节利用了气体分压与流量之间的对应关系原理,气室(9)的体积和温度不变时,氧分压与氧气的瞬时流量成正比,也就跟氧气的瞬时流速成正比。通过气体流量计(8)观察两种气体的瞬时流速,调节氧气瓶(6)、氮气瓶(7)的阀门改变两者流速的比例,就能阶梯性地设定气室(9)内的氧分压。结合气室(9)内氧分压和光功率计模块(5)的光强数据,对仪器进行定标。

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