[发明专利]一种检测幽门螺杆菌感染的系统

权利要求书

1.一种检测幽门螺杆菌感染的系统，其特征在于包括激光输出单元（1）、锁频单元（2）、检测单元（3）、气路控制单元（19）和和显示单元（4）；所述的激光输出单元（1）包括激光温度控制器（6）、激光电流控制器（7）、半导体激光器（5）、光纤分束器（8）；所述的半导体激光器（5）的中心波长为200nm-10000nm由激光温度控制器（6）和激光电流控制器（7）控制；所述的检测单元包括怀特池（17）、三个焦距相同的球面镜（18）、锁相放大器二（20）、气路控制单元（19）、聚焦透镜（15）、光电探测器二（16）；光纤分束器（8）输出的另一束激光传输至聚焦透镜（15），经会聚后的激光从怀特池（17）上方的入光口进入，病人服下¹³C同位素标记尿素胶囊后，呼出的气体经过气路控制单元（19）进入怀特池（17），经过怀特池（17）中的三个焦距相同的球面镜（18），可以通过调节这三个焦距相同的球面镜（18）调整入射光斑(像)和反射光斑(像)在场镜（18（1））、后向反射镜一（18（2））和后向反射镜二（18（3））上的位置来改变反射次数调节光程，经过¹³CO₂吸收后的光从怀特池（17）的下端出射，并有光电探测器二（16）接收，将激光信号转换为电信号，最终将电信号传输至锁相放大器二（22）中，经锁相放大器二（22）解调出的二次谐波信号直接与¹³CO₂成比例，快速实时的反映了病人所呼出的气体中¹³C的含量。

2.如权利要求1所述的一种检测幽门螺杆菌感染的系统，其特征在于：所述锁频单元2包括PID伺服系统（9）、锁相放大器一（13）和样品池（10），其中锁频单元2中的锁相放大器一（13）产生F1高频正弦信号、检测单元（3）中的锁相放大器二（20）产生F2高频正弦信号、PID伺服系统（9）产生的控制信号同时加载至激光电流控制器（7）。

3.如权利要求1所述的一种检测幽门螺杆菌感染的系统，其特征在于：所述的锁频单元2主要包括样品池（10）、锁相放大器一（13）、PID伺服系统（9）；位于样品池（10）的左侧中心处安装有输入法兰（11），位于样品池（10）右侧中心放置了光电探测器一（12），样品池（10）中含有已知浓度的¹³CO₂，光纤分束器（8）输出的一束激光经输入法兰（11）输入至样品池（10）中，经¹³CO₂吸收后的光信号包括光电探测器一（12）接收，光电探测器一（12）将光信号转化为电信号后输入至锁相放大器一（13）中；锁相放大器一（13）经过解调产生的一次谐波信号输入至PID伺服系统（9），继而PID伺服系统（9）将一次谐波信号所处位置与吸收峰的波长位置偏离的误差信号反馈至激光电流控制器（7），将激光输出的波长锁定在吸收峰至位置。

4.如权利要求1所述的一种检测幽门螺杆菌感染的系统，其特征在于：所述的气路控制单元（19）包括与怀特池（17）相连的压力传感器（23）、与怀特池（17）相连通的电磁阀一24，与电磁阀一24连通的氮气瓶（25）、与怀特池（17）相连通的电磁阀二（26）、与电磁阀二（26）相连通的负压泵（27）、与怀特池相连通的进气阀（28）、控制电磁阀一24电磁阀二（26）负压泵（27）进气阀（28）协同工作的控制模块（29）；呼出气体通过进气阀门（28）进入怀特池（17），启动控制模块（29）控制负压泵（27）、压力传感器（23）使怀特池内气体压力达到检测要求指标时，电磁阀（26）闭合，负压泵（27）停止，等待若干秒钟，同时给检测单元3发检测信号，启动检测单元（3）检测出呼出气体中¹³CO₂含量；若干秒定时结束后，电磁阀（26）打开，负压泵（27）启动，当怀特池（17）内压力达到-60 kpa 至-100 kpa时，电磁阀（26）闭合，负压泵（27）停止，电磁阀24打开，向怀特池（17）内冲入氮气清洗怀特池，当怀特池（17）内压力达到0kpa时，电磁阀24闭合，电磁阀（26）打开，负压泵（27）启动，当怀特池（17）内压力达到-90kpa时，电磁阀（26）闭合，负压泵停止，等待下一次检测。

5.如权利要求1所述的一种检测幽门螺杆菌感染的系统，其特征在于：半导体激光器输出的激光通过光纤分束器分为两束，一束输入至锁频单元将波长稳定在吸收峰位置，另外一束进入检测单元，最后将检测单元得到的信号传输至显示单元，当显示单元的¹³CO₂的浓度值超出预设的浓度值时告警器进行告警，打印检测结果。