[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于NIRS測(cè)量設(shè)備檢測(cè)校準(zhǔn)的模擬系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010983138.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112274146B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆相國(guó);楊易;王祥桂;王剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/1455
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/1455
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種用于NIRS測(cè)量設(shè)備檢測(cè)校準(zhǔn)的模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括NIRS測(cè)量設(shè)備(101)和模擬裝置(102)；

所述的NIRS測(cè)量設(shè)備(101)包括控制器(201)、第一壓流轉(zhuǎn)換電路(202)、第二壓流轉(zhuǎn)換電路(203)以及信號(hào)采集模塊(204)；控制器(201)輸出的時(shí)序控制信號(hào)VS_CTRL、IR_CTRL分別連接到第一壓流轉(zhuǎn)換電路(202)、第二壓流轉(zhuǎn)換電路(203)的模擬開(kāi)關(guān)上；第一壓流轉(zhuǎn)換電路(202)、第二壓流轉(zhuǎn)換電路(203)輸出的使能信號(hào)VS、IR分別連接到所述模擬裝置(102)的中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)；所述模擬裝置(102)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)輸出一組模擬電信號(hào)S1、S2，模擬電信號(hào)S1、S2分別用以模擬距離光源近端和遠(yuǎn)端檢測(cè)處光強(qiáng)的電信號(hào)，分別連接到信號(hào)采集模塊(204)的信號(hào)輸入端；

所述的模擬裝置(102)包括操作單元(301)、微控制器單元(302)、中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)；所述的中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)輸入端檢測(cè)NIRS測(cè)量設(shè)備(101)的使能信號(hào)VS、IR的變化，中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)輸出端連接到微控制器單元(302)的輸入管腳用于接收中斷信號(hào)；微控制器單元(302)的輸入端還與操作單元(301)信號(hào)端相連，接收操作單元(301)輸出的光強(qiáng)值設(shè)置指令；微控制器單元(302)輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)輸出的模擬電信號(hào)連接到NIRS測(cè)量設(shè)備(101)的信號(hào)采集模塊(204)中；

所述的第一壓流轉(zhuǎn)換電路(202)、第二壓流轉(zhuǎn)換電路(203)利用模擬開(kāi)關(guān)控制三極管的基極和發(fā)射極之間的電壓，控制三極管導(dǎo)通或截止，進(jìn)而控制輸出的使能信號(hào)VS、IR的電平變化，實(shí)現(xiàn)時(shí)序信號(hào)傳遞功能。

2.基于權(quán)利要求1所述的一種用于NIRS測(cè)量設(shè)備檢測(cè)校準(zhǔn)的模擬系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于，具體為：

待校準(zhǔn)設(shè)備的控制器(201)輸出的時(shí)序控制信號(hào)VS_CTRL和IR_CTRL依次變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，對(duì)應(yīng)的第一壓流轉(zhuǎn)換電路(202)、第二壓流轉(zhuǎn)換電路(203)的模擬開(kāi)關(guān)打開(kāi)，輸出的VS和IR信號(hào)依次變?yōu)榈碗娖接行В?/p>

VS和IR信號(hào)分別連接到中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)，中斷信號(hào)產(chǎn)生電路(303)與微控制器單元(302)相連的兩個(gè)輸入管腳相連，輸入管腳分別被設(shè)置為下降沿和上升沿觸發(fā)類(lèi)型的外部中斷，當(dāng)檢測(cè)到VS或IR信號(hào)電平變化時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)輸入到微控制器單元(302)；

當(dāng)VS信號(hào)變?yōu)榈碗娖接行r(shí)，微控制器單元(302)響應(yīng)中斷INT1，根據(jù)操作單元(301)預(yù)設(shè)的光強(qiáng)值，向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)發(fā)出指令，使其輸出一組用以模擬紅光的電信號(hào)，近端為S1_VS、遠(yuǎn)端為S2_VS；直至檢測(cè)到VS信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑袛郔NT2響應(yīng)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)輸出清零，模擬不發(fā)光階段；

當(dāng)IR信號(hào)變?yōu)榈碗娖接行r(shí)，微控制器單元(302)響應(yīng)中斷INT3，根據(jù)操作單元(301)預(yù)設(shè)的光強(qiáng)值，向數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)發(fā)出指令，使其輸出一組用以模擬近紅外光的電信號(hào)，近端為S1_IR、遠(yuǎn)端為S2_IR；直至檢測(cè)到IR信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑袛郔NT4響應(yīng)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)輸出清零，模擬不發(fā)光階段；

數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(304)輸出的電信號(hào)S1、S2分別輸入至待校準(zhǔn)的NIRS測(cè)量設(shè)備(101)的信號(hào)采集模塊(204)的兩個(gè)通道，將NIRS測(cè)量設(shè)備(101)測(cè)量到的光強(qiáng)值與模擬裝置(102)中預(yù)設(shè)的光強(qiáng)值直接進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)NIRS測(cè)量設(shè)備101的檢測(cè)校準(zhǔn)；或者根據(jù)NIRS測(cè)量設(shè)備101測(cè)量得到的光強(qiáng)值以及模擬裝置102中預(yù)設(shè)的光強(qiáng)值，分別計(jì)算得到各自的氧合血紅蛋白濃度變化量ΔCHbO2、還原血紅蛋白濃度變化量ΔCHb以及組織血氧飽和度rSO2生理參數(shù)，然后將這些參數(shù)進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)NIRS測(cè)量設(shè)備101的檢測(cè)校準(zhǔn)。