[发明专利]一种分布式拉曼光纤多目标探测系统

说明书

本发明公开了一种分布式拉曼光纤多目标探测系统，包括光发生模块、传感器模块和信号解析模块；其光发生模块是由激光器发出激光，并设置由光环形器和光纤布拉格光栅构成的各级联单元，获得各不同光谱段的反射光进入光复用器，并经选择形成出射光进入传感器模块；传感器模块是由各光纤布拉格光栅依次串联构成的纵向结构，使出射光在传感器模块中各光纤布拉格光栅上一一对应得到反射并进入信号解析模块；经解析获得测量区域的温度信息和化学信息，其测量区域是与纵向结构对应的纵向位置。本发明尤其适于术后封闭伤口检测，能够实时定量获取术后封闭伤口关于物质和温度的信息，从而实现对术后封闭伤口状态的量化表征。

技术领域

本发明涉及分布式拉曼光纤多目标探测系统，更具体的说是一种尤其适于术后封闭伤口检测的分布式拉曼光纤多目标探测系统。

背景技术

在医疗器械领域中，手术部位感染(Surgical site infection,SSI)是手术伤口或手术过程中打开或操作的器官/间隙的任何感染，为常见的术后并发症。为减少微生物进入、减少开裂、加快愈合，大部分术后伤口会采取包括缝合、敷料覆盖等措施使伤口处于“封闭”状态。术后封闭伤口在数百万例/年的手术伤口中占有较大比例，其感染是SSI中难以及早发现、检测难度最高的一种，会对患者造成沉重的医疗负担甚至危及生命。

目前SSI的诊断主要依靠临床判断，包括切口部位产生红斑、硬结、发热和疼痛以及全身红肿、发热和白细胞增多等。这些诊断方法存在很大的主观性，对医生的经验和一致性要求很高，无法及时有效诊断感染情况。封闭伤口往往涉及较深的位置，且不同深度特性各异，监测术后封闭伤口内不同深度分布的微生物、抗生素、温度这些发生SSI的主要参数能为实时观测术后封闭伤口愈合状态、做出合理的诊断结果与治疗方案提供重要依据，有利于及早发现感染、减少治疗误区、缩短疗程、减轻痛苦。而已有单一深度探测的方案无法反应感染的真实情况。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种分布式拉曼光纤多目标探测系统，其尤其是应用于术后封闭伤口的探测，采用单探测器进行监测，实现针对术后封闭伤口内的微生物、抗生素，以及温度变化的实时监测，获得微生物、抗生素和温度的三项感染关键因素沿伤口深度方向的分布情况，为根据术后封闭伤口愈合状态给出合理的诊断结果和治疗方案提供可靠依据。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明分布式拉曼光纤多目标探测系统的特点是：包括光发生模块、传感器模块和信号解析模块；所述光发生模块是由激光器发出激光，设置由光环形器和光纤布拉格光栅构成的各级联单元，获得各不同光谱段的反射光进入光复用器，经光复用器的选择形成出射光进入传感器模块；所述传感器模块是由各光纤布拉格光栅依次串联构成的纵向结构，使出射光在传感器模块中各光纤布拉格光栅上一一对应得到反射并进入所述信号解析模块；经由所述信号解析模块的解析获得测量区域的温度信息和化学信息，所述测量区域是指与纵向结构相对应的纵向位置。

本发明分布式拉曼光纤多目标探测系统的特点也在于：

所述光发生模块是由激光器发出激光I₁，所述各级联单元分别是：

第1级联单元：由第1光环形器和第1光纤布拉格光栅FBG₁构成，激光I₁经第1光环形器入射到第1光纤布拉格光栅FBG₁，形成透射光I₂以及波长为λ₁的反射光R₁，所述反射光R₁再经第1光环形器进入光复用器；

第2级联单元到第n-1级联单元的各中间级联单元：是由本级光环形器接收上一级透射光并入射到本级光纤布拉格光栅，经本级光纤布拉格光栅分别形成本级透射光和本级反射光，所述本级反射光再经本级环形器进入光复用器；