CN205215972U - 一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置 - Google Patents
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Abstract
一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，本实用新型所述装置包括激光器、分光系统、聚焦透镜1、聚焦透镜2、反光镜、光电探测器、前置放大器、计算机、信号发生器、功率放大器、超声换能器；其中，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，信号发生器的输出端通过数据线与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的输出端通过数据线与超声换能器的输入端连接。本实用新型具有结构简单、操控方便、能同步进行超声脑调控与脑血流速度测量等优点。
Description
技术领域
本发明属于无损调控与测试技术，特别涉及一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置。
背景技术
低强度超声脑调控具有无创性、高空间分辨率、高穿透深度有效性、安全性、易操作性等优势。早在上个世纪60年代，超声脑调控就被证实对神经组织具有可逆的生理效应，包括兴奋与抑制效应。光学多普勒效应是光学领域中具有广阔应用前景的学科分支之一，激光多普勒测速仪是利用激光多普勒效应来测量流体运动速度的一种仪器，它具有空间分辨率高、动态响应快、测量范围广、非接触测量等优点。
研究超声脑调控作用下脑部血管的血流对于分析神经血管耦合有着重要意义。开展超声脑调控与血流测量的小动物研究，能够探索超声调控作用下脑部血流的变化情况，为超声脑调控的临床应用提供指导。
通过对现有文献的检索发现，过去的专利中国专利申请号为：201210576849.4，名称为：经颅超声刺激修复脑神经功能的装置及方法，虽然提供了一种神经修复治疗的装置及方法，但是该装置不能实现对刺激部位血流变化的测量；中国专利申请号为：201310351623.9，名称为：一种经颅超声脑调控的方法与装置，虽然能够用脑电信号检测系统监控脑电信号的变化，但是该装置不能实现对刺激部位血流变化的测量；中国专利申请号为：CN200410009261.6，名称为：基于双频激光器的自混合干涉多普勒测速仪，虽然该装置是一种结构紧凑简单，性价比高，并且易于实现速度方向识别的测速装置，但是该装置进局限于血流测量，不能同步实现超声脑调控和脑血流测量；
为克服已有技术的上述不足和缺陷，本发明提出了一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，该装置能够同步进行超声脑调控和脑血流速度测量。
发明内容
本发明目的在于提供操控方便、结构合理、脑调控与脑血流测量同步的一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置。
为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述装置包括激光器、分光系统、聚焦透镜1、聚焦透镜2、反光镜、光电探测器、前置放大器、计算机、信号发生器、功率放大器、超声换能器；其中，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，信号发生器的输出端通过数据线与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的输出端通过数据线与超声换能器的输入端连接。
工作过程如下：
低强度超声波以脉冲波的形式传送到组织，通过机械效应引起脑神经的生理变化实现脑功能调控。激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到血流速度。超声对脑神经进行调控的同时，利用激光多普勒测量调控部位的脑血流，实现脑调控与脑血流测量的同步。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
该装置能够同步进行超声脑调控和脑血流速度的测量。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的本发明的结构框图中，本发明所述装置包括激光器5、分光系统6、聚焦透镜a9、聚焦透镜b8、反光镜7、光电探测器12、前置放大器11、计算机10、信号发生器1、功率放大器2、超声换能器3；其中，光电探测器12通过数据线与前置放大器11连接，前置放大器11通过数据线与计算机10连接，信号发生器1内置于计算机10中，信号发生器1的输出端通过数据线与功率放大器2的信号输入端连接，功率放大器2的输出端通过数据线与超声换能器3的输入端连接。超声换能器3与小动物头部4相接触。
所述激光器5为He-Ni激光器。
所述聚焦超声换能器3为DAPING-F30聚焦换能器型号。
所述信号发生器1型号为NI-PCI5412产生的脉冲信号基波频率在0.35MHz～0.7MHz之间。
应用该装置的方法，包括以下操作步骤：
(1)固定小动物的头部4，通过开颅手术去掉动物的部分颅骨，保留硬膜。将聚焦透镜a9放置在动物头部开颅位置的右上方，与待测量部位形成倾斜角，调整聚焦透镜与待测量部位的距离，以便于聚焦透镜a9的焦点能够聚焦在头部的血管位置；
(2)将超声换能器3放置在小动物的头部4的左上方，超声换能器3与动物头4部形成一定的角度，调整超声换能器3与动物头部4的距离，以便于超声换能器3发出的超声波能聚焦在动物的头部组织；
(3)计算机10设定信号发生器1产生超声脑调控所需的信号；
(4)信号发生器1产生的信号经过功率放大器2，放大至超声换能器3所需要的脉冲信号；
(5)超声换能器3接收到脉冲信号后，产生超声波，对小动物头部组织进行调控；
(6)超声脑调控的同时，打开激光器5开关，激光器5发出的激光经分光系统将光源分解为等光强的两束平行光源，两束平行光源通过聚焦透镜a9在其交点处聚焦，其焦点正好在头部组织的血管并且与血管形成角度；
(7)光源照射在头部血管后，经过血流的散射作用后，散射光又通过反射镜，通过反射镜的散射光再通过聚焦透镜b8聚焦到光电探测器12处；
(8)光电探测器12接收到散射光信号后，将散射光信号转换为相应的电信号；
(9)光电探测器将电信号传递给前置放大器11，经前置放大器11的放大作用后，传递给带有计算机10；
(10)计算机10接收到电信号之后，计算机中的上位机对电信号处理从而得到超声调控部位的脑血流速度。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、改进、修饰、替代、组合、简化，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，其特征是：所述装置包括激光器、分光系统、聚焦透镜a、聚焦透镜b、反光镜、光电探测器、前置放大器、计算机、信号发生器、功率放大器、超声换能器；其中，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，信号发生器的输出端通过数据线与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的输出端通过数据线与超声换能器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，其特征是：所述一体化装置可以同时实现脑神经调控和脑血流测量。
3.根据权利要求1所述的一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，其特征是：信号发生器安装于计算机内部。
4.根据权利要求1所述的一种超声脑调控与激光多普勒测速一体化装置，其特征是：由一台计算机同时控制超声发射和脑血流测量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110882004A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-17 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 超声调控及成像装置、方法、服务器及存储介质 |
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- 2015-10-23 CN CN201520826822.5U patent/CN205215972U/zh not_active Expired - Fee Related
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