組織光學(xué)測量中光子計(jì)數(shù)技術(shù)研究——基于CPLD的多通道光子計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì).pdf

1、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)是在組織光學(xué)這一理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的光醫(yī)學(xué)和光生物學(xué)。組織光學(xué)可以理解為是關(guān)于光輻射與生物組織體相互作用的學(xué)問，它的基本研究方面首先包括研究光輻射能量在一定條件下在組織體內(nèi)的分布，其次是發(fā)展在體組織光學(xué)的測量方法。一般生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究和應(yīng)用中所接收到的光信號是非常微弱的，所以如何實(shí)現(xiàn)弱光檢測是應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的檢測系統(tǒng)所必然要涉及的一個(gè)重要問題。 一般使用光子計(jì)數(shù)方法來實(shí)現(xiàn)微弱光的檢測，光子計(jì)數(shù)方法利用弱光

2、照射下光子探測器輸出電信號自然離散的特點(diǎn)，采用脈沖甄別技術(shù)和數(shù)字計(jì)數(shù)技術(shù)把極其弱的信號識別并提取出來。目前組織光學(xué)測量系統(tǒng)根據(jù)所使用的光源的不同，可分為連續(xù)光測量系統(tǒng)，時(shí)間分辨測量系統(tǒng)和頻域測量系統(tǒng)。本文基于可編程邏輯技術(shù)設(shè)計(jì)了三個(gè)光子計(jì)數(shù)器，其中八通道可調(diào)門寬計(jì)數(shù)器可應(yīng)用于連續(xù)光測量系統(tǒng)，它能用于新生兒大腦血液動(dòng)力學(xué)研究和新陳代謝過程監(jiān)視和腦功能成像；并行門控計(jì)數(shù)器和多通道光子計(jì)數(shù)分析儀可應(yīng)用于時(shí)間分辨測量系統(tǒng)，它們能用于測量長壽命的

3、熒光-磷光衰減信號的熒光強(qiáng)度和壽命等熒光特性參數(shù)。 八通道門寬可調(diào)計(jì)數(shù)器的可調(diào)門寬使它能適用于不同時(shí)間分辨和信噪比的應(yīng)用場合。每個(gè)計(jì)數(shù)通道都由雙計(jì)數(shù)器組成，雙計(jì)數(shù)器交替計(jì)數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對輸入脈沖信號的全程紀(jì)錄，通過USB通信機(jī)制和循環(huán)存儲器可以實(shí)時(shí)地把測量數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)人體信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測。 并行門控計(jì)數(shù)器的采樣窗口門寬和多通道光子計(jì)數(shù)分析儀的通道門寬都大范圍可調(diào)，使它們能應(yīng)用于不同壽命的熒光-磷光衰減信號測量。用單組分