組織光學測量中光子計數(shù)技術研究——基于CPLD的多通道光子計數(shù)器設計.pdf

1、生物醫(yī)學光子學是在組織光學這一理論基礎上發(fā)展起來的光醫(yī)學和光生物學。組織光學可以理解為是關于光輻射與生物組織體相互作用的學問，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)展在體組織光學的測量方法。一般生物醫(yī)學光子學的研究和應用中所接收到的光信號是非常微弱的，所以如何實現(xiàn)弱光檢測是應用于生物醫(yī)學光子學的檢測系統(tǒng)所必然要涉及的一個重要問題。 一般使用光子計數(shù)方法來實現(xiàn)微弱光的檢測，光子計數(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，采用脈沖甄別技術和數(shù)字計數(shù)技術把極其弱的信號識別并提取出來。目前組織光學測量系統(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設計了三個光子計數(shù)器，其中八通道可調(diào)門寬計數(shù)器可應用于連續(xù)光測量系統(tǒng)，它能用于新生兒大腦血液動力學研究和新陳代謝過程監(jiān)視和腦功能成像；并行門控計數(shù)器和多通道光子計數(shù)分析儀可應用于時間分辨測量系統(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度和壽命等熒光特性參數(shù)。 八通道門寬可調(diào)計數(shù)器的可調(diào)門寬使它能適用于不同時間分辨和信噪比的應用場合。每個計數(shù)通道都由雙計數(shù)器組成，雙計數(shù)器交替計數(shù)可以實現(xiàn)對輸入脈沖信號的全程紀錄，通過USB通信機制和循環(huán)存儲器可以實時地把測量數(shù)據(jù)傳回計算機，實現(xiàn)人體信息的實時監(jiān)測。 并行門控計數(shù)器的采樣窗口門寬和多通道光子計數(shù)分析儀的通道門寬都大范圍可調(diào)，使它們能應用于不同壽命的熒光-磷光衰減信號測量。用單組分