[發明專利]用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統

有效

• 申請號: 202110895413.0
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113749641B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 李瑋;田崇軒;程玉峰;王建波;雷晟暄;王平;宋愛萍;蘭琦;馬志祥
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B10/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，包括：

氣體收集處理模塊，用于收集氣體，并對收集的氣體進行拉曼散射處理，獲得氣體拉曼散射信號；

所述氣體拉曼散射信號為氣體各組分的拉曼移頻；

第一處理模塊，用于對拉曼散射信號進行處理，消除信號誤差，獲得對應的電信號；

第二處理模塊，用于對所述電信號進行處理，消除噪聲干擾及誤差，獲得氣體移頻圖像；

判斷分析模塊，用于將獲得的氣體移頻圖像與已測定的拉曼移頻數據庫中的圖像進行對比，判別出氣體種類；

氣體收集處理模塊包括氣路單元和光導路單元；光導路單元包括激光發射機構和光傳導機構；

氣路單元接受來自呼出的氣體，通過閥門進入過濾器，濾除無用雜質然后通過減壓裝置對氣體進行減壓；

激光發射機構發射激光照射氣路單元收集的氣體，照射氣體后的光經過光傳導機構的傳導，產生拉曼散射信號，傳輸給第一處理模塊；

所述氣路單元包括過濾器(1)、減壓閥(2)、氣體緩沖室(3)、增強腔(4)和真空泵(5)；

氣體依次通過過濾器(1)、減壓閥(2)進入氣體緩沖室(3)，所述氣體緩沖室(3)連通所述增強腔(4)；

所述激光發射機構發射的激光照射氣體緩沖室(3)內的氣體后進入增強腔(4)，在增強腔(4)內經多次反射增強后，由增強腔(4)的光采集口射入光傳導機構；

通過平滑處理、自動尋峰分析、最小二乘法優化方法對所述電信號進行處理，消除噪聲干擾及誤差，獲得氣體移頻圖像。

2.根據權利要求1所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，利用基線校正、均值中心化、歸一化處理、光譜平滑處理對拉曼散射信號進行處理，消除信號誤差，獲得對應的電信號。

3.根據權利要求1所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述真空泵(5)用于對所述增強腔(4)進行抽真空。

4.根據權利要求3所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述過濾器(1)和所述減壓閥(2)之間通入有氦氣，所述減壓閥(2)和所述氣體緩沖室(3)之間設有壓力表(6)。

5.根據權利要求3所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述激光發射機構包括激光發射器(7)，激光發射器(7)發射的激光經第一濾光鏡(8)后由第一全反射鏡(9)反射后，經過第一聚光鏡(10)聚光進入氣體緩沖室(3)。

6.根據權利要求3所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述光傳導機構包括：

依次設置的第二全反射鏡(11)、第二聚光鏡(12)、第二濾光鏡(13)、分光光路(14)；

所述增強腔(4)的光采集口出射的激光經第二全反射鏡(11)的反射后，經第二聚光鏡(12)聚光，經過第二濾光鏡(13)的過濾后進入分光光路(14)，分光光路(14)的出射光進入第一處理模塊。

7.根據權利要求6所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述分光光路(14)包括：

對經過第二濾光鏡(13)的光進行衍射的狹縫(15)，以及對經過狹縫(15)的光進行分光的光柵(16)。

8.根據權利要求1所述的用于肺癌篩查的呼氣組分分析系統，其特征在于，所述第一處理模塊包括控制器、電荷耦合器CCD；

所述控制器，用于利用基線校正、均值中心化、歸一化處理、光譜平滑處理對拉曼散射信號進行處理，送入所述電荷耦合器CCD；

所述電荷耦合器CCD，將拉曼散射信號轉換為電信號，輸入所述第二處理模塊。