本发明涉及以诊断为目的的测量仪器,特别是涉及适用于新生 儿胆红素检测的仪器。
婴儿高胆红素血症是新生儿最常见问题之一,肉眼观察不能准 确可靠地估计血清胆素浓度,必须抽血化验,婴儿采血尚存在技术 难度,使动态连续测量难以实施。八十年代初有人在US4267844专 利中提出了经皮胆红素检测仪。该仪器由光源、光学组件、光电转 换、信号处理、显示等五大部件组成。它的结构示意图如图1所示: 其中闪光灯为光源,滤色片S1、二向色片S2、滤色片S3及S4和光纤 S5组成光学组件,光通过滤色片S1、光纤S5照至患儿额部,反射光 经光纤S5至二向色片S2分为二束光,这二束光分别透过滤色片S3及 S4,然后进入各自光电转换器并放大,经比较器和逻辑控制后输入 计数器,控制计数器计数,最后将计数值输出到显示器显示。由比 较器、逻辑控制电路、计数器等组成的信号处理部件,实质上是时 钟脉冲计数电路。该仪器测得黄胆指数后,要查事先绘制的线性相 关图方可知血清总胆红素的含量。由于婴儿的胎龄或体重、肤色对 胆红素值都有一定的影响,结果不加校正,则必影响精度,这种非 创伤检测仪的使用仍然较麻烦。又由于主电容上每次充电电压不同 引起闪光强度不一致,易造成测量误差。
本发明的任务是要提供一种可直接读出黄胆指数或胆红素浓度 的监测仪,又确保每次闪光强度一致,进一步提高测量精度。
本发明的目的是通过以下方式完成的:改原来的由比较器、逻 辑控制计数器组成的信号处理部件为微机及接口电路,在闪光灯电 路中加接恒压控制电路。具体地讲:在闪光灯的电路中氖灯一端通 过由二只三极管串接成的恒压控制电路接到振荡管的基极,信号处 理部件中的接口电路由硅光电池和电流电压转换器、基准电压发生 器、电压比较器组成。其输出端与微机相接。
该发明的结构示意图如图2所示。闪光灯回路中接有恒压控制 电路。光通过滤色片S1、光纤S5照至患儿额部,反射出来的光通过 光纤S5的内芯至二向色片S2分成二种波长的光,这二束光分别透过 干涉滤色片S3及S4,然后进入相应的硅光电池,信号经电流电压转 换器、电压比较器、最后输入微机,微机对信号进行检测、处理将 结果送显示器显示。
该胆红素监测仪在闪光灯电路中加接恒压反馈控制电路后,当 储能电容上的电压充至额定值时,通过恒压控制电路迫使振荡管停 止振荡,减少了功耗、延长电池使用时间。这对于直流供电的手持 式的袖珍仪器更为重要。储能电容上电压恒定,也保证了闪光灯闪 光强度—致,从而提高了测量精度。更主要的是该仪器采用了微机 技术,提高了仪器的性能价格比及可靠性。微机对输入的胎龄或体 重等参数及测量的光电信号进行校正,不但提高了测量精度,使其 结果更符合实际值,而且可直接读出黄胆指数值或血清总胆红素值, 使操作更加简单。
图1现有技术US4267844结构示意图
图2本发明的结构示意图
图3本发明的实施例的电原理图
图4本发明的实施例的软件流程图
以下将结合附图及实施例对本发明作进一步具体描述。本发明 的实施例由光源、光学组件、光电转换、信号处理、显示五大部件 组成。
光源是氙闪光灯,其电路由以下几个电路组成。图3中的脉冲 变压器B1、晶体管BG1、电容器C3、电阻R1及R2组成振荡电路。与 该电路并联由晶体管BG3及BG2组成的恒压反馈控制电路,其输出接 到晶体管BG1的基极上。振荡信号经变压器B1耦合到由二极管D2、 电容C2组成的滤波电路,将能量储存在与之并接的主储能电容C1上。 氖灯Ne氙灯T并接在主储能电容C1上。氙灯触发电路由电容C4、电 阻R3及R4、变压器B2组成。主储能电容C1、氙灯T、可变电位器W1组成RC放电回路。DC/DC是隔离型的直流/直流变换器和电源E并接。
光学组件由滤色片S1、二向色片S2、干涉滤色片S3和S4、同轴 光纤S5等组成。
信号处理部件由微机及接口电路组成。微机接口电路中的硅光 电池P1及P2的负极分别与运放A1与A2的负向输入端连接,实现光电 流----电压信号转换。电阻R10与电容C5并联,电阻R5与电容C6并联 它们分别组成放大器的反馈回路,决定信号放大增益的高低。增益 调正器W2的中心抽头与电阻R10、电容C5连接,用来调正运放A1的 增益。运放A1和A2输出信号经限流电阻R6及R7分别接到比较器A3和 A4上,该二比较器的另一端接在基准电压发生器VCO输出的电位器 W3上,两信号同基准电压比较后,产生两个不同时间宽度的电脉冲 信号,接到微机上的 INT及T1端。
微机在本发明中采用单片机。晶体Z、电容C7与C8组成单片机 时钟电路。按钮K1和开关K3作为胎龄参数输入键,开关K3同时是显 示方式选择开关。按钮K2为单片机复位键。限流电阻R8与R9与单 片机对应的管脚相连,单片机的P0口,P2口与显示器连接。
显示器由发光二极管所组成的数码管构成,既可显示黄胆指数, 又可显示胆红素值。
本发明的实施例是如下使用的:接通电源开关K5,按下复位开 关K2,选好显示方式选择开关K3,按动按钮K1输入胎龄参数。待氖 灯亮后,可将探头对准患儿额部按下,即接通开关K4,便可显示测 量值。
本发明实施例的黄胆监测仪,接通电源后振荡管BG1开始工作, 经电容C2、二极管D1组成的滤波电路,将振荡电路产生的交流电压 变成直流电流,向主储能电容器C1充电,使其电压不断升高,至额 定电压时,氖灯Ne导通,经晶体管BG3与BG2组成的反馈控制电路, 迫使晶体管BG1停止工作,从而保证了主储能电容器C1上的电压恒 定,也就保证了闪光光强的一致性,提高了测量精度。按下探头时, 即接通开关K4,在变压器B2中产生高压触发脉冲点燃氙灯T,使管 内氙气电离,产生弧光放电,主储电容C1、电位器W1、氙灯T构成 放电回路。
脉冲光通过滤色片S1,同轴光纤S5照到患儿颈部,经吸收其反 射光通过光纤S5内芯传到二向色片S2上,分成二束光,分别经干涉 滤片S3及S4滤光,获得不同光强不同波长的二束光。然后耦合到与 之对应的硅光电池P1和P2上,经电流电压变换放大,输至比较器A3与A4上,与电位器W3上的基准电压比较,形成二个不同时间宽度的 电脉冲信号。然后输入到单片机的二个端口 INT及T1。其中电阻R10及R5、电容C5和C6为运算放大器A1与A2的反馈阻抗,R6、R7、R8、 R9为限流电阻,电位器W2为增益调正器。
单片机软件流程图如图4所示。当按下复位键K2,单片机即清 零复位,设定初值,将显示缓冲区的内容送显示。然后查询是否已 测试,若已测试。则根据显示方式选择开关K3的位置,送黄胆指数 或胆红素值到显缓区,再送去显示。若未测试,则查询有否校正参 数输入,即胎龄参数输入按钮K1是否按下,若有按钮K1键未按下, 则查询有否启动,即探头有否按下,开关K4是否接通;若未启动, 则将提示符送显缓区,再送去显示。若已启动,则进行测量取样, 然后进行数据处理,根据选择显示方式开关K3的位置,位置在黄胆 指数上,则将黄胆指数值送显缓区,再送显示。位置在胆红素上, 则将胆红素值送显缓区,再送显示。