本實(shí)用新型涉及人體潛在功能研究及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近紅外光源可根據(jù)其特定的波長，將皮下靜脈或者動(dòng)脈的血紅細(xì)胞和周圍組織區(qū)別開來。在近紅外波段(700nm～1000nm)，生物體組織呈現(xiàn)低吸收、高散射的特性，對近紅外光有較高的透明性，因此能夠探測到一定深度的組織信息，同時(shí)這個(gè)波長范圍也被稱為生物組織的無損測量的光學(xué)窗口。

另外，近紅外光譜法可用于人體各組織器官血氧飽和度的定量檢測，由于腦組織供血、供氧的重要性，對腦組織的研究受到格外關(guān)注。氧合血紅蛋白、還原血紅蛋白在近紅外波段具有一定吸收，且兩者的吸收光譜存在一定的差異，由此也使得近紅外光譜NIRS(Near-Infrared Spectroscopy)血氧測量技術(shù)得以迅速發(fā)展，并在臨床研究中得以廣泛應(yīng)用。

近紅外光譜技術(shù)是以氧合和還原血紅蛋白、細(xì)胞色素氧化酶等的吸收光譜為基礎(chǔ)，考慮到氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白在近紅外光波段吸收譜的差異性，結(jié)合光在組織中的傳播規(guī)律，利用近紅外光對組織良好的穿透能力，研究光在組織中歷經(jīng)一系列吸收、散射后出射光攜帶的與吸收譜相關(guān)的組織生化信息，通過對這些吸收色團(tuán)濃度的相對變化測量，獲取組織中的血氧含量變化信息。

由于該項(xiàng)技術(shù)具有對人體無損、無創(chuàng)、無輻射的特點(diǎn)，適用于對人體長期數(shù)據(jù)采集及跟蹤測量，因此可以被廣泛用于心理學(xué)、認(rèn)知學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及腦機(jī)接口。除此之外，該技術(shù)與其他醫(yī)學(xué)影像技術(shù)(如：MRI，CT，PET)相比，在時(shí)間分辨率上具有明顯優(yōu)勢，但空間分辨率相對較低。現(xiàn)有的近紅外腦部掃描探測裝置，通常采用寬光譜光源配合濾光鏡，或者特定波長的發(fā)光二極管LED作為光源，并且探測裝置的頻域相對固定，由此，探測結(jié)果精準(zhǔn)度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的頻域相對固定，只能獲取和監(jiān)測血紅蛋白的相對含量，探測結(jié)果精準(zhǔn)度較低的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)，所述同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)包括處理器、電位器、運(yùn)算放大器、壓控振蕩器、光源發(fā)射模塊和光源探測模塊；

所述處理器、電位器、運(yùn)算放大器和壓控振蕩器依次順序連接；

所述光源發(fā)射模塊和光源探測模塊分別與所述壓控振蕩器連接，

所述壓控振蕩器用于同步向光源發(fā)射模塊和光源探測模塊輸出相同頻域的射頻信號。

進(jìn)一步地，所述壓控振蕩器包括第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器；所述第一壓控振蕩器和所述第二壓控振蕩器并列設(shè)置，

所述第一壓控振蕩器與所述光源探測模塊連接；

所述第二壓控振蕩器與所述光源發(fā)射模塊連接。

進(jìn)一步地，所述電位器為高精數(shù)字可調(diào)電位器。

進(jìn)一步地，所述處理器為微處理器，微處理器與計(jì)算機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)還包括固定值高精分壓器，所述運(yùn)算放大器和所述電位器分別與固定值高精分壓器連接。

進(jìn)一步地，所述固定值高精分壓器與電壓基準(zhǔn)元器件連接。

進(jìn)一步地，所述光源發(fā)射模塊用于向外發(fā)出帶有所述相同頻域的近紅外光；所述光源發(fā)射模塊包括光源驅(qū)動(dòng)電路、光源功率調(diào)節(jié)單元、幅度調(diào)節(jié)單元以及發(fā)射器；所述發(fā)射器分別和所述幅度調(diào)節(jié)單元以及所述光源功率調(diào)節(jié)單元連接。

所述光源功率調(diào)節(jié)單元包括與所述光源驅(qū)動(dòng)電路連接的數(shù)字電位器，數(shù)字電位器與所述發(fā)射器連接，用于調(diào)節(jié)發(fā)射器的光源功率；

所述幅度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)所述發(fā)射器的幅度，所述幅度調(diào)節(jié)單元包括依次連接的線性穩(wěn)壓器、可變衰減器和數(shù)字電位器，可變衰減器分別與光源驅(qū)動(dòng)電路、所述發(fā)射器以及第二壓控振蕩器連接。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射器為激光發(fā)生器。

進(jìn)一步地，所述光源探測模塊包括依次連接的探測器、微信號放大器、混頻器、低通濾波器和低頻放大器；

所述探測器用于接收所述近紅外光；

所述微信號放大器用于將高頻電流轉(zhuǎn)換成正弦波電壓；

所述混頻器用于解調(diào)差頻信號，混頻器與所述壓控振蕩器連接。

進(jìn)一步地，所述低頻放大器通過數(shù)據(jù)采集模塊與所述處理器連接。

進(jìn)一步地，所述探測器為光電轉(zhuǎn)換器。

進(jìn)一步地，所述探測器為光電接收二極管或者激光接收器。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，抗干擾性能更優(yōu)，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能夠通過探測出的近紅外波相對增益值探測出氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的相對變化值，還可以檢測出兩者的絕對含量值，由此，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)的光源探測模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)射光纖或接收導(dǎo)光束球面型末端的局部示意圖；

附圖標(biāo)記：

10-光源探測模塊； 11-處理器；

12-探測器； 13-微信號放大器；

14-混頻器； 15-低通濾波器；

16低頻放大器； 20-光源發(fā)射模塊；

30-壓控振蕩器； 31-第一壓控振蕩器；

32-第二壓控振蕩器； 33-運(yùn)算放大器；

34-固定值高精分壓器； 35-高精數(shù)字可調(diào)電位器；

36-電壓基準(zhǔn)元器件； 50-計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的解釋說明。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)，其包括處理器11、電位器35、運(yùn)算放大器33、壓控振蕩器30、光源發(fā)射模塊20和光源探測模塊10；

處理器11、電位器35、運(yùn)算放大器33和壓控振蕩器30依次順序連接；

光源發(fā)射模塊20和光源探測模塊10分別與壓控振蕩器30連接，

壓控振蕩器用于同步向光源發(fā)射模塊20和光源探測模塊10輸出相同頻域的射頻信號。

壓控振蕩器30包括第一壓控振蕩器31和第二壓控振蕩器32；第一壓控振蕩器31和第二壓控振蕩器32并列設(shè)置，

第一壓控振蕩器31與光源探測模塊10連接；

第二壓控振蕩器32與光源發(fā)射模塊20連接。

電位器35為高精數(shù)字可調(diào)電位器35。

處理器11為微處理器，微處理器與計(jì)算機(jī)50連接。

同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)還包括固定值高精分壓器34，運(yùn)算放大器33和電位器35分別與固定值高精分壓器34連接。

固定值高精分壓器34與電壓基準(zhǔn)元器件36連接。

光源發(fā)射模塊20用于向外發(fā)出帶有相同頻域的近紅外光；

光源發(fā)射模塊20包括光源驅(qū)動(dòng)電路、光源功率調(diào)節(jié)單元、幅度調(diào)節(jié)單元以及發(fā)射器；發(fā)射器分別和幅度調(diào)節(jié)單元以及光源功率調(diào)節(jié)單元連接。

光源功率調(diào)節(jié)單元包括與光源驅(qū)動(dòng)電路連接的數(shù)字電位器，數(shù)字電位器與發(fā)射器連接，用于調(diào)節(jié)發(fā)射器的光源功率；

幅度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)發(fā)射器的幅度，幅度調(diào)節(jié)單元包括依次連接的線性穩(wěn)壓器、可變衰減器和數(shù)字電位器，可變衰減器分別與光源驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射器以及第二壓控振蕩器32連接。

優(yōu)選地，發(fā)射器為激光發(fā)生器。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)的光源探測模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，光源探測模塊10包括依次連接的探測器12、微信號放大器13、混頻器14、低通濾波器15和低頻放大器16；

探測器12用于接收近紅外光；

微信號放大器13用于將高頻電流轉(zhuǎn)換成正弦波電壓；

混頻器14用于解調(diào)差頻信號，混頻器14與壓控振蕩器30連接；

低頻放大器16通過數(shù)據(jù)采集模塊與處理器11連接。

其中，探測器12為光電轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，探測器12為激光接收器。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)射光纖或接收導(dǎo)光束球面型末端的局部示意圖。

如圖3所示，發(fā)射器的發(fā)射光纖或探測器的接收導(dǎo)光束43的末端為外凸的球面型。

當(dāng)使用時(shí)，發(fā)射光纖或接收導(dǎo)光束43的球面型的結(jié)構(gòu)頂壓頭皮，發(fā)射光纖和接收導(dǎo)光束43的末端與頭皮的接觸面積增大，由此可以擴(kuò)大接收導(dǎo)光束的接收面積，而對于發(fā)射光纖，則有利于加大探測深度。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型提供的一種同步射頻變換紅外掃描系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，抗干擾性能更優(yōu)，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能夠通過探測出的近紅外波相對增益值探測出氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的相對變化值，還可以檢測出兩者的絕對含量值，由此，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。