CN107961445B - 经皮黄疸仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种经皮黄疸仪，包括：光源装置和光源驱动电路。光源装置包括装置本体、设于装置本体内的光源板、设于光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源，以及贯穿光源板的接收光纤；装置本体一端为透视窗口，以向外发射光线和接收外部的反射光线；蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面面向透视窗口，接收光纤的入射端抵顶透视窗口。光源驱动电路为恒流驱动电路，驱动光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源发光。本发明通过将蓝光LED光源和绿光LED光源与接收光纤集成于光源装置内，蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面直接面向透视窗口向外发射光线，取消了入射光纤，降低了设计难度和经皮黄疸仪成本，还可有效避免直射造成的眼睛损伤。
Description
技术领域
本发明涉及医学设备领域，尤其涉及一种经皮黄疸仪。
背景技术
胆红素在血液组织及组织间液中积累，使皮肤、粘膜、巩膜及某些体液出现黄染，临床上称为黄疸。新生儿高胆红素血症是新生儿期常见疾病，严重可导致核黄疸，会引起胆红素脑障碍，因此，临床上对新生儿黄疸需要进行动态观察，以便及时发现和治疗。传统的血清检测可以准确测出血清中总胆红素和直接胆红素水平，但需采血，给患儿带来了一定的痛苦，不便于反复检测，而经皮黄疸仪具有快捷、无创的优点，便于动态观察，具有广泛的应用。
目前，经皮黄疸仪是利用经皮胆红素和总血清胆红素成线性关系，通过测量经皮胆红素浓度估算出总血清胆红素的浓度。一般是光源经过探头内的光纤外芯，照射到皮肤，其中一部分经过皮肤反射，另一部分进入皮下组织后反射，这两部分反射的光线通过光纤内壁传输到设备内侧分光镜，分光镜将光束按比例成90°角分成两束光，每路光束再经过不同波长的滤光片(460nm蓝光和550nm绿光)后，照射到硅光二极管的受光端，进行光电转换、信号放大、A/D转换、数据处理与分析，即得出血清胆红素浓度值。
现有的经皮黄疸仪多采用光纤结构，包含入射光纤和接收光纤，其中入射光纤和接收光纤包含一路、两路甚至更多路，不仅为光纤设计增加了难度，也提高了其成本。
发明内容
本发明在于提供一种经皮黄疸仪，以解决现有技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种经皮黄疸仪，包括：光源装置和光源驱动电路；光源装置包括装置本体、设于所述装置本体内的光源板、设于所述光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源，以及贯穿所述光源板的接收光纤；所述装置本体一端为透视窗口，以向外发射光线和接收外部的反射光线；所述蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面面向所述透视窗口，所述接收光纤的入射端抵顶所述透视窗口；光源驱动电路为恒流驱动电路，驱动所述光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源发光。
优选地，所述蓝光LED光源和所述绿光LED光源围绕所述接收光纤交替分布成环状。
优选地，所述光源板为圆形板，所述接收光纤与所述光源板同心设置。
优选地，所述蓝光LED光源为以波长460nm为中心半峰宽为10nm的光源，所述绿光LED光源为以波长550nm为中心半峰宽为10nm的光源。
优选地，所述接收光纤包括密封外壳和设于所述密封外壳内部的光纤。
优选地，所述密封外壳的内壁涂有黑色层。
优选地，所述经皮黄疸仪还包括一镜头；所述镜头包括两端开口的筒状主体及设于所述筒状主体一端的起偏器和检偏器；所述筒状主体与所述光源装置的装置本体连接，所述起偏器覆盖并贴合所述透视窗口，所述检偏器与所述接收光纤相对且所述检偏器覆盖并贴合所述接收光纤的入射端面。
优选地，所述起偏器的透振方向与所述检偏器的透振方向之间的夹角为90度。
优选地，所述镜头往远离所述光源装置的方向上渐缩口径；所述镜头的内壁涂有黑色层。
优选地，所述镜头可拆卸式地与所述光源装置连接。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明通过将蓝光LED光源和绿光LED光源与接收光纤集成于光源装置内，蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面直接面向透视窗口向外发射光线，取消了入射光纤，降低了设计难度和经皮黄疸仪成本，还可有效避免闪光瞬间的强光引起眼睛的不适感，避免直射造成的眼睛损伤。且采用恒流驱动，保证光源亮度的稳定性和一致性，避免由于光源的波动造成测量误差。
附图说明
图1为本发明经皮黄疸仪优选实施例的示意图；
图2为本发明经皮黄疸仪光源装置优选实施例的示意图；
图3为本发明经皮黄疸仪起偏器和检偏器优选实施例的示意图；
图4为本发明经皮黄疸仪优选实施例的工作原理图。
其中，附图标记说明如下：1、经皮黄疸仪；11、光源装置；111、装置本体；112、光源板；113、蓝光LED光源；114、绿光LED光源；115、接收光纤；12、光源驱动电路；13、镜头；131、筒状主体；132、起偏器；133、检偏器；14、分光镜；15、滤光镜；16、光电转换电路；171、A/D转换；172、MCU；18、显示屏。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1至图3，本发明提供一种经皮黄疸仪1，包括：光源装置11、镜头13和光源驱动电路12。光源装置11包括装置本体111、设于装置本体111内的光源板112、设于光源板112上的蓝光LED光源113和绿光LED光源114，以及贯穿光源板112的接收光纤115。装置本体111一端为透视窗口，用于透过蓝光LED光源113和绿光LED光源114所发射的光线和皮肤的反射光线。光源驱动电路12为恒流驱动电路，驱动光源板112上的蓝光LED光源113和绿光LED光源114发光。本发明通过将蓝光LED光源113和绿光LED光源114与接收光纤115集成于光源装置11内，取消了入射光纤，降低了设计难度和经皮黄疸仪1的成本，还可有效避免闪光瞬间的强光引起眼睛的不适感，避免直射造成的眼睛损伤。且采用恒流驱动，保证光源亮度的稳定性和一致性，避免由于光源的波动造成测量误差。
较优地，蓝光LED光源113和绿光LED光源114围绕接收光纤115交替分布成环状。具体地，在本实施例中，光源板112为圆形板，蓝光LED光源113和绿光LED光源114为四对，交替分布成环状。其他实施例中，光源板112可为方形、六边形或其他不规则形状，可根据实际需要而设定。蓝光LED光源113和绿光LED光源114的数量可为两对、三对或其他数量，可根据实际需要而设定。
蓝光LED光源113为以波长460nm为中心半峰宽为10nm的光源，绿光LED光源114为以波长550nm为中心半峰宽为10nm的光源。采用此种设计，不仅可以避免其他波长光源的干扰，提高仪器准确度，还可以避免紫外线对皮肤造成损伤。且蓝光LED光源113和绿光LED光源114的工作电压低、耗电量少、性能稳定、寿命长、体积小。
接收光纤115包括密封外壳和设于密封外壳内部的光纤。为了消除外界光线对接收光纤115的干扰，密封外壳的内壁涂有黑色层，黑色层会吸收到达密封外壳内壁的外界光。
经皮黄疸仪1还包括一镜头13。镜头13可拆卸式地与光源装置11连接。本实施例中，经皮黄疸仪1搭配镜头13使用，在其他实施例中，也可以不需要镜头13单独使用。
镜头13包括两端开口的筒状主体131及设于筒状主体131一端的起偏器132和检偏器133，起偏器132覆盖并贴合透视窗口，检偏器133与接收光纤115相对且检偏器133覆盖并贴合接收光纤115的端面。
具体地，在本实施例中，起偏器132和检偏器133位于同一平面且同圆心。起偏器132允许入射光中振动方向与起偏器132透振方向在同一平面上的光透过，所透过的光称为偏振光。检偏器133允许与起偏器132的透振方向一致的偏振光通过。光线经过起偏器132后形成特定角度偏振光，偏振光照射到人体皮肤后，一部分经表皮反射后进入检偏器133，一部分进入皮下组织经反射、折射后进入检偏器133。本实施例中，检偏器133的透振方向设计为与起偏器132的透振方向垂直即起偏器132的透振方向与检偏器133的透振方向之间的夹角为90度。所以，经表皮反射后的光因振动方向与检偏器透振方向成90度而不能通过检偏器133，故不会进入接收光纤115而被检测到，但经过皮下组织反射回来的光因振动方向与检偏器透振方向不成90度故可通过检偏器133进入接收光纤115被检测到。其他实施例中，起偏器132的透振方向与检偏器133的透振方向之间的夹角还可以为其他角度，可根据实际需要而设定。采用偏振光技术，设置起偏器132和检偏器133，消除来自皮肤表面的反射光，增大用于计算血液中胆红素的蓝光和绿光的差异，提高计算结果的准确性和精度。
为将起偏器132的透振方向与检偏器133的透振方向的夹角调整为90度，起偏器132和检偏器133两者其中之一固定，另一可绕轴线旋转调节。本实施例中，检偏器133与接收光纤115卡接固定，起偏器132绕轴线旋转调节。其他实施例中，可将起偏器132与装置本体111卡接固定，检偏器133绕轴线旋转调节，可根据需要而设定。
较优地，筒状主体131的内壁涂有黑色层，是为了避免不经过皮肤反射的光线进入检偏器133。当光线反射至筒状主体131的内壁时，黑色层就会吸收这些光线，而不会像其他颜色(非黑色)那样继续反射使这些光线通过检偏器133而进入接收光纤115，导致所检测到的反射光就不准，会造成测量误差。
为减少外界光线的干扰进而导致检测数据的不准确，镜头13往远离光源装置11渐缩口径。
参阅图4，本发明的经皮黄疸仪1工作原理如下：经皮黄疸仪1接触皮肤并按压启动测试，光源装置11上的蓝光LED光源113和绿光LED光源114发射光线，光线到达起偏器132，经过起偏器132后透过的偏振光到达皮肤。一部分偏振光经表皮反射后进入检偏器133，一部分进入皮下组织经反射、折射后进入检偏器133，检偏器133只允许经过皮下组织反射回来的光进入接收光纤115，因为经过皮下组织反射回来的光的振动方向与检偏器透振方向不成90度故可以通过。到达接收光纤115的光经分光镜14按照50:50比例进入滤光镜15(460nm滤光片和550nm滤光片)后照射进入光电转换电路16转换成电信号，再经数据处理***的A/D转换171和MCU172对数据进行转换、采集、处理及分析，计算得出经皮胆红素浓度(TCB)，基于该经皮胆红素浓度(TCB)估算总血清胆红素浓度(TSB)，并在显示屏18上显示所测结果。本发明的经皮黄疸仪1能快速、准确的检测新生儿胆红素浓度，减少新生儿患病风险。
上述分光镜14，滤光镜15，光电转换电路16，A/D转换171，MCU172，显示屏18等的具体结构及设置可参照现有技术，此处不再详细介绍。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明通过将蓝光LED光源和绿光LED光源与接收光纤集成于光源装置内，蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面直接面向透视窗口向外发射光线，取消了入射光纤，降低了设计难度和经皮黄疸仪成本，还可有效避免闪光瞬间的强光引起眼睛的不适感，避免直射造成的眼睛损伤。且采用恒流驱动，保证光源亮度的稳定性和一致性，避免由于光源的波动造成测量误差。
以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种经皮黄疸仪，其特征在于，包括:
光源装置，包括装置本体、设于所述装置本体内的光源板、设于所述光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源，以及贯穿所述光源板的接收光纤；所述光源板为圆形板,所述接收光纤与所述光源板同心设置；所述蓝光LED光源和所述绿光LED光源围绕所述接收光纤交替分布成环状；所述装置本体一端为透视窗口，以向外发射光线和接收外部的反射光线；所述蓝光LED光源和绿光LED光源的发光面面向所述透视窗口，所述接收光纤的入射端抵顶所述透视窗口；
光源驱动电路,为恒流驱动电路,驱动所述光源板上的蓝光LED光源和绿光LED光源发光；
一镜头；所述镜头包括两端开口的筒状主体及设于所述筒状主体一端的起偏器和检偏器；所述筒状主体与所述光源装置的装置本体连接，所述起偏器覆盖并贴合所述透视窗口，所述检偏器与所述接收光纤相对且所述检偏器覆盖并贴合所述接收光纤的入射端面；所述起偏器和所述检偏器位于同一平面且同圆心。
2.根据权利要求1所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述蓝光LED光源为以波长460nm为中心半峰宽为10nm的光源，所述绿光LED光源为以波长550nm为中心半峰宽为10nm的光源。
3.根据权利要求1所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述接收光纤包括密封外壳和设于所述密封外壳内部的光纤。
4.根据权利要求3所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述密封外壳的内壁涂有黑色层。
5.根据权利要求1所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述起偏器的透振方向与所述检偏器的透振方向之间的夹角为90度。
6.根据权利要求1所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述镜头往远离所述光源装置的方向上渐缩口径；所述镜头的内壁涂有黑色层。
7.根据权利要求1所述的经皮黄疸仪，其特征在于，所述镜头可拆卸式地与所述光源装置连接。
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