[发明专利]一种基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置及检测方法，包括三维平台，激发光源模块，样品平台，超声换能器，低通滤波器，信号放大器，数据采集卡，计算机和电机驱动电路，激光光源模块包含发光二极管阵列；激光光源模块下方设有样品平台，样品平台底部固定有超声换能器，超声换能器连接低通滤波器，低通滤波器连接信号放大器，信号放大器连接数据采集卡，数据采集卡连接计算机，计算机通过电机驱动电路驱动三维平台，三维平台带动激发光源模块。本发明采用发光二极管阵列作为光源，可提供多个波段的光束，检测血脂光声信号的峰峰值；不仅可以实现离体和在体血脂含量的检测，还可实现血脂光声信号的数据处理和预测模型的建立。

技术领域

本发明涉及血脂光声无损检测领域，具体为一种基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置及检测方法。

背景技术

高血脂病是一种常见的疾病。目前我国的血脂异常人数为1.9亿人，患病率为18.9％。高血脂因早期没有明显的症状，常常不被人重视，但它对人体的损伤是巨大的。高血脂可加速动脉粥样硬化，引起心脑血管疾病，肾等疾病，严重危害人们的健康。

高血脂患者目前没有完全根除的治疗方案，只能通过健康饮食，定期体检，药物治疗和有创手术来进行预防和治疗，但是药物治疗和有创手术都对人体有一定的伤害，因此早期的血脂检测对高血脂患者是非常重要的。目前市场上还没有无创血脂检测仪，只能通过抽取血液化验来检测血脂含量，这种有创检测的方法增加了患者的痛苦并且有伤口感染的风险，因此一种可靠的无创血脂检测技术具有非常好的市场前景。光声无创血脂检测具有光学高灵敏度和声学高穿透性的特点，可用于无创血脂检测。

本发明涉及的光声无损血脂检测是一种基于光声效应的无损检测技术。利用特定发色团(胆固醇或甘油三脂)吸收特征波长的光能，热胀冷缩后产生光声信号，采集的光声信号峰峰值建立一个数据库，经过机器学习训练模型预测血脂浓度，从而最终建立一个预测模型。将系统采集到的光声信号输入这个模型我们可以得到人体的血脂浓度值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置，包括三维平台，激发光源模块，样品平台，超声换能器，低通滤波器，信号放大器，数据采集卡，计算机和电机驱动电路；所述激发光源模块包括发光二极管阵列，准直透镜和聚焦透镜；所述激发光源模块的下方设有样品平台，所述样品平台底部固定有超声换能器，所述超声换能器连接所述低通滤波器，所述低通滤波器连接所述信号放大器，所述信号放大器连接所述数据采集卡，所述数据采集卡连接所述计算机，所述计算机连接所述电机驱动电路；所述电机驱动电路连接所述三维平台，所述三维平台固定连接激发光源模块；所述发光二极管阵列设置在所述准直透镜上方，所述聚焦透镜设置在所述准直透镜下方，所述发光二极管阵列、所述准直透镜和所述聚焦透镜处于一条垂直中心线上。

优选的，所述超声换能器为单元探头，环阵或面阵探头。

优选的，所述聚焦透镜可由一个或多个透镜组合而成。

优先的，所述发光二极管阵列由四个不同波长和功率的LED组成，其中LED的波长和功率分别为532nm/10.2nw，760nm/6.5nw，920nm/9.6nw和960nm/10.6nw。

优先的，所述聚焦透镜的焦距为980mm，所述聚焦透镜优选为THORLABS的LA1474。

基于上述的基于多波长发光二极管阵列的血脂光声检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：激发光源模块内的发光二极管阵列激发出脉冲激光，经准直透镜准直后再经聚焦透镜聚焦，然后照射在样品平台的手背静脉血管上激发光声信号；