专利名称：结石红外光谱自动分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测仪器一一结石红外光谱自动分析系统。
技术背景当今，国内外对人体内的结石分析方法包括化学方法和物理方法。化学分析法的主要缺点是所需标本量较多，大约为100mg。由于结石标本大都 来自冲击波碎石后患者排出的粉末， 一般标本量较少，目前难以满足化学 分析法中各项检验项目的需求，而且分析结果不很精确，也不能区别各种 不同的晶体成份，所以目前化学分析法在国外大都己遭淘汰，偶尔用作辅 助性分析。红外光谱法是常用的物理分析法，远比化学分析法精确，所需标本仅 为1mg。红外光谱分析法有诸多优点如准确、快捷、方便；既可分析晶体 成分，又可分析非晶体成分；既可分析有机化合物，又可分析无机化合物。 因此，随着红外光谱分析技术的完善和设备成本的大幅降低，国外自上世 纪80年代它就成为当今分析结石成分的主要手段，而且随着各种新式结石 治疗技术手段的广泛实施，其临床重要性更加得以充分体现。在国外，它 已成为结石分析的标准方法和现代结石治疗中心的一个重要组成部分。目 前国内对结石成分的分析手段落后于国外，主要还是采用化学分析方法。 但化学分析法本身的缺点制约了结石成分分析的可行性。而且由于国外类 似产品单台成本非常高，不适合于国内市场。 发明内容为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的就是设计一种结石 红外光谱自动分析系统，以利于光谱诊断仪器的结构紧凑、操作简捷、低
成本、准确率高。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种结石红外光 谱自动分析系统，其中该系统包括有光源、干涉仪、样品室、接口、计 算机、输出设备，由所述光源发出的红外光束进入干涉仪，经干涉仪调制 后得到的干涉光打到样品上，通过样品获得含有光谱信息的干涉光打到检 测室将干涉光信号变为干涉图电信号的探测器上，通过接口传输给计算机， 由计算机中的数/模转换及傅里叶变换的计算，将得出的信号分别输出给输 出设备。本实用新型达到的效果本分析系统采用红外光谱法做为检测手段，其 检测原理是依据样品在红外光区吸收峰的特征来确定化合物的结构和成 份，为医务工作者准确分析结石的成份，了解和分析形成结石的相关因素， 为预防结石复发提供科学依据。
图1本实用新型的整机原理示意图； 图2为本实用新型的结构框图； 图中1， S、光源2、干涉仪 3、样品室 4、接口5、计算机 6，输出设备M,、定镜 M"动镜 BS、分束器 D、探测器A、放大器Sa、样品A/D、模数转换器D/A、数模转换器具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的结石红外光谱自动分析系统加以说明。红外光谱的解析是依据谱图中的峰位、峰强和峰形对结石分析物进行 成份鉴定的过程。可分析晶体成份，又可分析非晶体成份；既可分析有机
化合物，又可分析无机化合物。从红外光谱理论可知，在上述红外波段内，世界上许多的物质，不论 是有机的、无机的还是化合物，都有它们的多条吸收谱线，这些谱线被称 为特征光谱，因此只要找到特征光谱所在位置，就知道它是什么物质。我们又知道结石的特征光谱大多在1500cm' 700 cm1之间的"指纹"区，因 此选用波数为4000 cnT1 400 cm—'中远红外光谱是本方案的基础。各种结石中，约有在30余种不同的化合物，以最常见的尿石成分为例， 有含钙结石约占百分之八十至八十五，其中以草酸钙最多，磷酸钙次之； 感染性结石约占首分之十，主要成份是磷酸铵镁，是一种碱性结石，尿 路感染時，细菌，如绿脓杆菌、葡萄球菌，將尿中的尿酸分解还原成氨， 使尿变成碱性.又称为感染性结石；尿酸结石约占百分之五至十。因此 能快速准确诊断结石的成因，结石形成的促进物，抑制物并作出正确的科 学的结论，可以用化学法和光谱法等许多方法进行分析、测定，但要对诸 多成分进行精确、准确、快捷、方便操作分析并作出结论，红外光谱法是 一个很好的选择。依据上述理论基�。鞠低秤梢瞧髦骰⒓扑慊偷缭词逝淦髯槌�。 其中主要部件是主机，采用的是国际上先进的傅里叶变换红外光谱仪做为 主体，配套应用软件，组成整机。如图2所示，本实用新型的结石红外光谱自动分析系统，该系统包括有 光源l、干涉仪2、样品室3、接口4、计算机5、 6、输出设备，由所述光 源1发出的红外光束进入干涉仪2，经干涉仪2调制后得到的干涉光打到样 品上，通过样品获得含有光谱信息的干涉光打到样品室3将干涉光信号变 为千涉图电信号的探测器上，通过接口 4传输给计算机5，由计算机中的数 /模转换及傅里叶变换的计算，将得出的信号分别输出给输出设备6。所述光源1为空冷陶瓷光源，它发出0. 4 30y m的光谱。所述迈克尔 孙干涉仪2为角镜准直系统干涉装置。所述接口 4为USB接口。如图1所示，由红外光源S发出的红外光经准直为平行红外光束进入 干涉仪系统，即迈克尔孙干涉仪——角镜准直系统干涉装置，经该十涉仪 调制后得到一束干涉光。干涉光通过样品Sa，获得含有光谱信息的干涉光 到达探测器D上，由D将干涉光信号变为电信号，经放大器A将信号利用 模/数(A/D)转换器送入计算机，由计算机迸行数/模(D/A)转换及傅里 叶变换的快速计算，可将时域干涉图转化为以波数为横坐标的频域光谱， 即是人们十分熟悉的光谱图。实验方法将压制好的样品结石样片放入结石红外光谱自动分析系统 的样品池内，接通稳压电源，由空冷陶瓷的光源1发出的红外光，经准直 为平行红外光束进入千涉仪2，经干涉仪2调制后得到的干涉光打到样品上， 获得含有光谱信息的干涉光打到样品室3将干涉光信号变为干涉图电信号 的探测器上，通过软件控制，采集结束后，经USB的接口 4传输给计算机5, 通过由计算机中的傅立叶变换公式计算出透过率，输出给输出设备6。采集 结束后，用户输入结石患者信息，完成后计算机会自动读取泌尿系结石数 据库，并与计算后的数据进行比较，产生结石报告。依据上述确定方法，选取了波段和了解了分析原理之后，按图2所示 的框图组成系统如下"光源空冷陶瓷光源(中红外)，它发出0.4 30um光谱。干涉仪迈克尔《小干涉仪样品窒室温DTGS ，把光信号转换成电信号 放大处理器把微小电信号放大并进行模/数(A/D)计算机系统使用目前最新的计算机接口技术——USB接口 ；分析处理经过光电转换后的电信号，与预先存在计算机内人体结石样品标准光谱对 比，找出人体结石样品吸收峰的特征波长位置，.从而确定被测试样品是什
么物质。该产品完全由计算机控制，并完成测量数据的采集处理和数据的运算。A、 采用计算机(windows多挡画面)实现自动控制和测试。B、 汉字窗口和菜单显示，便于分析测试。C、 可配用激光，点针等多种输出打印设备。D、 数据处理功能(a)光谱数据平滑运算、(b)光谱背景基线校正、 (c)光谱四则运算、(d)光谱的峰值检出、(e)光谱文件管理、(f)光谱刻 度的扩展。
权利要求1、一种结石红外光谱自动分析系统，其特征是该系统包括有光源(1)、干涉仪(2)、样品室(3)、接口(4)、计算机(5)、输出设备(6)，由所述光源(1)发出的红外光束进入干涉仪(2)，经干涉仪(2)调制后得到的干涉光打到结石样品上，通过样品获得含有光谱信息的干涉光打到样品室(3)，将干涉光信号变为干涉图电信号的探测器上，通过接口(4)传输给计算机(5)，由计算机中的数/模转换及傅里叶变换的计算，将得出的信号输出给输出设备(6)。
2、 根据权利要求l所述的结石红外光谱自动分析系统，其特征是所 述光源(1)为空冷陶瓷光源，它发出0.4-30"m的光谱。
3、 根据权利要求l所述的结石红外光谱自动分析系统，其特征是所 述迈克尔孙干涉仪(2)为角镜准直系统干涉装置。
4、 根据权利要求l所述的结石红外光谱自动分析系统，其特征是所 述接口 (5)为USB接口。
专利摘要本实用新型采用的技术方案是提供一种结石红外光谱自动分析系统，该系统包括有光源、干涉仪、样品室、接口、计算机、输出设备，由所述光源发出的红外光束进入干涉仪，经干涉仪调制后得到的干涉光打到样品上，通过样品获得含有光谱信息的干涉光打到样品室将干涉光信号变为干涉图电信号的探测器上，通过接口传输给计算机，由计算机中的数/模转换及傅里叶变换的计算，将得出的信号分别输出到输出设备。本实用新型达到的效果本系统采用红外光谱法作为检测手段，其检测原理是依据结石样品在红外光区吸收峰的特征来确定化合物的结构和成份，为医务工作者准确分析结石的成份，了解和分析形成结石的相关因素，为预防结石复发提供科学依据。
文档编号G01N21/31GK201215545SQ200820075219
公开日2009年4月1日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者刘文雷, 吴振喆, 孙西钊, 齐 张, 李卫华, 杜振贡, 军 王, 波 王, 马玉鹏 申请人:蓝莫德(天津)科学仪器有限公司
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