[实用新型]用于检查深静脉血栓的近红外激光系统

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及用于深静脉血栓的光学检查技术。 

背景技术

深静脉血栓是指血液非正常地在深静脉内凝结，属于下肢静脉回流障碍性疾病。血栓形成后，除少数能自行消融或局限于发生部位外，大部分会扩散至整个肢体的深静脉主干，若不能及时诊断和处理，多数会演变为血栓形成后遗症，长时间影响患者的生活质量；还有一些病人可能并发肺栓塞，造成极为严重的后果。 

目前深静脉血栓的检测基本依赖成像技术例如X光造影成像和超声。但是的前者对病人健康有影响，并发症多，不适合早期检查，后者特异性差，难以在早期诊断。红外线电视摄像温度记录诊断血栓性静脉炎和静脉血栓很敏感但无特异性，且价格昂贵，操作复杂。 

近红外光学技术由于其非侵入性，同时可以用于判断腿部静脉血液滞留情况，对血液特性的良好特异性和敏感性。然而由于近红外光在人体组织中的散射和吸收，穿透能力受到很大限制。同时由于体表对光强的限制，透入体内散射并被传感器接收、能作有效诊断的近红外光一般很难达到2厘米以外的组织。因此该技术对腿部较深处的血管往往无能为力。透入深度有限制的一个主要原因是因为随深度增加光信号的幅度以接近10dB/厘米的趋势衰减，而光噪声和电子噪声并不衰减，最终导致信噪比减小。 

实用新型内容

本实用新型包括一个多波长近红外激光发射和接收系统，可以对腿部组织分时发射和接收多波长的近红外激光，并通过在信号的发射和接收采用通道扩展频谱技术抑制噪声影响，从而使得激光信号在功率受限的前提下能在人体更深的区域仍然保持较好的信噪比，为该技术能应用于深静脉检测消除技术障碍。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是利用扩展频谱技术通过伪随机代码对所发射的近红外激光进行高频调制，将一定能量的发射信号在频域上扩展到很宽频段，从而在某个频率上的功率密度大幅降低。当经过组织的光信号以及噪声回到仪器的接收端时，会再次通过频谱恢复将扩展频谱的信号恢复到单一频率上的大幅度信号。在此过程中激光信号经过了两次调制而噪声信号只在接收通道中被调制一次，因此信号得到恢复而噪声得到抑制。 

本实用新型提供一种用于检查深静脉血栓的近红外激光系统，包括数字信号处理器、伪随机序列发生器、可编程模拟信号发生芯片、激光二极管驱动电路、激光二极管组件、射频低噪声放大器、光电倍增管、以及匹配滤波器；所述数字信号处理器产生一个高频时钟信号；所述伪随机序列发生器产生与该高频时钟信号同步的伪随机序列；所述可编程模拟信号发生芯片接收由数字信号处理器和伪随机序列发生器产生的高频时钟信号和同步的伪随机序列，并合成产生扩展频谱信号；所述激光二极管驱动电路接收该扩展频谱信号，并驱动激光二极管组件；激光从被测组织中散射和反射的信号被所述光电倍增管采集，将该信号发送给射频低噪声放大器放大；最后信号经匹配滤波器处理并用伪随机编码序列再次调制以恢复信号，提取信号的相位和幅度。 

所述的激光二极管驱动电路采用温度和光强二重反馈和硬件PID控制电路以获得强度高度稳定的激光输出。 

所述的系统，进一步包括正交解调器，其将经射频低噪声放大器放大的信号进行解调，获得正交的IQ信号提供给数字信号处理器计算幅度和相位。 

所述激光二极管组件由多个波长的激光二极管组成，由数字信号处理器控制开关分时驱动。 

本实用新型的有益效果是，利用扩展频谱技术的激光发送接收系统可以比一般的近红外系统提高超过40dB的信噪比，从而可以可靠地将可感知深度扩展到4.5厘米以上，从而有效地检测大部分深静脉血栓病灶。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是多波长扩展频谱近红外激光检测仪器的系统结构。 

图2是信号处理流程的示意 

图3是信号扩展频谱的示意 

图4是多波长扩展频谱近红外激光检测系统在临床使用中的示意 

具体实施方式