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《华中科技大学》 2005年
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多通道近红外光谱血氧监测系统的研制

杜烜  
【摘要】:近红外光谱技术可实现组织中血氧代谢的实时无损伤在体测量,在生物医学领域得到了广泛应用,发展了一些面向不同应用的测量方法和实验装置。广泛采用的光源与探测器间距固定的装置,只能反映组织特定深度的血氧信息; 基于光纤设计的单光源单探头,虽然可测量不同深度的血氧代谢情况,但仍不能进行同时测量。 设计并制作了一套基于单片机与相敏检测的多通道近红外光谱血氧监测系统。系统选用三波长LED(735nm, 805nm, 850nm)光源,利用89S52 单片机产生稳定的方波输出,对光源进行脉冲调制; 探测器选用高灵敏度并集成前置放大器单元的光电探测芯片OPT101,所探测的电信号通过多路复用器后送入相敏检测模块CD505R2 中解调; 配合数字电位器x9c503 实现多达50 档的程控增益调节,提高了测量系统灵敏度及动态范围。该系统软件包括单片机程序和PC 机软件。单片机程序由通道选择与增益设定程序、AD 转换程序以及串口通讯程序组成,采用主控程序循环扫描的方式实现。PC 机软件具有三个功能模块:串口通讯、测量参数设置、测量结果显示。 在对暗噪声、出纤功率和通道增益测试的基础上,进行了标准样品及血模型实验,证明了该系统的稳定性与有效性。进而开展了人体前臂阻断与脑血流变化实验,通过改变光源-探测器间距,观察到不同深度肌肉组织与前额叶血流变化状况。结果表明:脂肪层厚度严重影响着近红外光学测量系统对肌氧代谢的测量,光源-探测器间距越大,所获得的血流信息越强; 脑皮层血流信息的获取则与头骨及皮层厚度有关,选取过大或过小的光源-探测器间距均不利于有效获取脑皮层的血流变化信息。 因此,利用光源-探测器间距可调的近红外光学测量系统,将有助于针对不同的研究对象选取合适间距,最大限度地获取组织中血氧信息。这对血氧代谢的无损光学检测及其应用是非常重要的。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH776

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李威;苑玮琦;;不同波长近红外光下手掌静脉图像质量分析[J];计算机工程与应用;2011年30期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 吴欣;基于近红外光谱技术的脑血氧监测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 张静;体外循环血氧饱和度实时监测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 洪金鹏;基于DSP的近红外光的脑血氧检测系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 林麟;林凌;李刚;;一种新型算法在组织光学参数测量系统中的应用[J];北京生物医学工程;2007年01期
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5 陈华才,杨仲国,陈星旦,蒋迎;傅里叶变换近红外光谱法快速检测人血清生化成分[J];分析试验室;2005年07期
6 陈荣,谢树森,陈艳娇,林爱珍,李德品;中国人血液的组织光学参数[J];光电子·激光;2002年01期
7 陈荣,谢树森,陈艳娇,林爱珍,王海平;血管的光学透射特性[J];光电子·激光;2002年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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2 郑成博;王作君;阎洪涛;朱薇;郑世科;;血氧饱和度无线实时光电检测方法[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 葛新发;赛艇水动力性能和运动员机能的评定研究[D];武汉理工大学;2004年
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6 张连顺;光与生物组织的相互作用及生物组织光学特性参数测量[D];南开大学;2003年
7 陈晓冬;自体荧光法诊断早期胃肠癌的方法和理论研究[D];天津大学;2001年
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10 来建成;生物组织的光学描述与光传输规律研究[D];南京理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐玲;基于fNIRS的神经外科手术导航系统软件开发[D];南京航空航天大学;2010年
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3 吴欣;基于近红外光谱技术的脑血氧监测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 张静;体外循环血氧饱和度实时监测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王秋殷;改善双积分球测量系统精度的方法研究[D];天津大学;2010年
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7 高遵伯;基于DSP的脉搏血氧饱和度测量仪的研制[D];国防科学技术大学;2002年
8 沈桂平;鼻咽组织光—热响应的研究[D];福建师范大学;2003年
9 赵曼;激光超短脉冲与生物组织相互作用的光学特性研究[D];河北师范大学;2003年
10 崔厚欣;经皮人体成份无创测量条件的研究[D];天津大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 郑理玲;新型低预充体外循环装置在心脏外科手术中应用的系列研究[D];福建医科大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴欣;基于近红外光谱技术的脑血氧监测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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9 曹传花;便携式近红外脑功能成像系统的性能测试[D];华中科技大学;2006年
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张岩;基于近红外光谱技术的脑功能活动信号提取方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 洪金鹏;基于DSP的近红外光的脑血氧检测系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王峰,丁海曙,林方;传感器几何结构对近红外组织氧合检测仪灵敏度的影响[J];光谱学与光谱分析;2000年04期
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4 陈敏,陈建文,徐至展;光学层析造影术新进展及应用前景[J];物理;1997年05期
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【相似文献】
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1 潘建超;薛东升;;近红外光谱相似度用于中药提取物质量控制方法的研究[J];中国医药工业杂志;2011年05期
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3 王木兰;耿炤;胡浩武;屈战果;沈丽琴;梅玲华;;近红外光谱用于杏香兔耳风提取过程含量控制的研究[J];江西中医药;2011年04期
4 李刚;赵喆;刘蕊;王慧泉;林凌;张宝菊;吴晓荣;;尿微量白蛋白的可见-近红外光谱检测[J];光谱学与光谱分析;2011年09期
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6 雷毅;罗卓雅;王彩媚;;近红外光谱快速检测痰咳净散中咖啡因的含量[J];药物分析杂志;2011年06期
7 石斌;张志刚;刘丽平;李斌;郭鸿;尹超;侯启亮;;持续静静脉血液滤过对甲型H1N1流感呼吸衰竭患者氧代谢及血管外肺水的影响[J];中国血液净化;2011年07期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 田高友;;轻质石油燃料质量指标近红外光谱分析方法标准研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
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7 李祥辉;林振宇;林燕琴;林艺冰;杨方;王丹红;陈国南;;傅里叶近红外光谱结合化学计量学快速检测食品中的塑化剂[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 柳俊;近红外光谱分析技术在白芍中药配方颗粒制备过程中的应用研究[D];广州中医药大学;2011年
5 淡图南;基于光谱分析的燃油组分检测技术研究[D];浙江大学;2011年
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7 贾燕花;近红外光谱分析技术在化学药品生产过程控制应用初探[D];北京协和医学院;2011年
8 王彬;近红外光谱结合化学计量学在药物无损定量分析中的应用研究[D];吉林大学;2010年
9 吴志生;中药过程分析中NIR技术的基本理论和方法研究[D];北京中医药大学;2012年
10 徐惠荣;基于可见/近红外光谱的水果糖度检测模型优化及应用研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜烜;多通道近红外光谱血氧监测系统的研制[D];华中科技大学;2005年
2 闫灵;基于近红外光谱的转基因菜籽油快速鉴别机理研究[D];西南大学;2010年
3 钱磊;基于USB的近红外脑组织血氧检测系统的研制[D];武汉理工大学;2010年
4 丁家欣;中药炮制辅料蜂蜜质量分析的近红外光谱实验研究[D];中国中医科学院;2010年
5 张华秀;近红外光谱法快速检测牛奶中蛋白质与脂肪含量[D];中南大学;2010年
6 惠娜;近红外光谱分析技术在党参及复方丹参片质量控制中的应用[D];兰州大学;2011年
7 王静;近红外光谱分析技术快速鉴别硫酸软骨素来源的建模研究[D];山东大学;2010年
8 朱丽;造纸用毛白杨综纤维素含量的近红外光谱预测模型[D];北京林业大学;2011年
9 王奇云;柴油十六烷值近红外机理模型开发[D];中国石油大学;2010年
10 潘建超;近红外光谱分析技术对痰热清注射液配方药材的质量控制研究[D];华东理工大学;2010年
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