激光多普勒血流计是微循环研讨中用于测定安排、微区血流灌注流量、微循环状况的仪器。运用多普勒移动重量来测定血细胞流量，是一种非损害、快速、接连、直 接丈量安排微区灌流量的新办法，对医学研讨有重要意义。本文首要介绍了运用多普勒现象规划的激光多普勒血流计，论说了用51单片机完成的新办法和新办法。
多普勒血流计的呈现标志着在微血管灌流方面获得严重前进。本规划采纳双通道设备拾取多普勒信号，有用地按捺噪声信号，选用单片机来对信号进行操控及处理，既简化了电路，又有助于信号的处理及读取。运用12位的AD574A不光提高了信号精度，运用其双极性，也省去了以往信号处理中杂乱的乘方、开方电路或绝对值电路。经过四位LED显现，直观、准确地读取血细胞灌流量的瞬时相对定量值，可准确到小数点后两位。并一起配有扬声器来形象表明信号的强弱和改动。还可经过绘图仪，对信号进行长期检测、记载，以便研讨和剖析。
1 体系全体计划
体系组成框图如图1所示。体系作业时，从激光探头发射出一束激光照射到安排上，并穿透安排构成一个半径为1mm的半球，半球中心在探头处。一切穿过该区域的血细胞会反射回部分光线，构成光线的多普勒移动，移动的强度和频率与穿过该区域的血细胞数量和速度有关，与其方向无关(灌流量界说为：血细胞灌流量=丈量区域的血细胞量×细胞的平均速度)。部分反射回来的光由双路激光探头拾取，经光电转化器将光信号转化为反映血细胞灌流量巨细的电信号。该电信号经一系列电学及数据处理后，运用51单片机操控数码管显现血流灌流量相对量
的巨细，驱动绘图仪描记灌流量，操控扬声器宣布反映灌流量巨细的声响。
2．硬件技能计划
2．1 信号处理电路的规划
信号处理电路是运用光纤将低功率激光传到探头，当探头放置在安排上时，被照射到的直径约1mm的半球区中运动的血红细胞将使光被重复的反射、折射，这些被反射、折射的复合光因血红细胞的移动发生了多普勒频率移动并有一部涣散射回安排外表，进入两根对称的接纳光导纤维。经过这两根对称馈送光纤传送给两个光电三极管进行光电转化，就可以把可知频率的多普勒信号展宽并检测出来。再经过扩大、滤波、归一化处理即可滤出低频噪声及直流成分。因为两路多普勒信号是差模信号，所以经过差分扩大器后，环境噪声、电网噪声、激光噪声将被大大按捺。再经信号处理单元进一步滤波、扩大、补偿滑润后即可提取出正比于血细胞灌流量的电压信号。信号处理电路详细框图见图1的A／D转化前面部分。
5G28是单片机相容输入阻抗集成运放，具有高输入阻抗及高转化速度的特色，广泛用于微电流的扩大。因而，前置扩大器、2KHz高通滤波器和7KHz低通滤波器均选用5G28。
F007是单片机单增益运算扩大器，它不需求外围频率补偿，有很高的共模和差模输入电压规模，因而积分器选用这个扩大器。积分器时刻常数和增益的改动，选用4066由单片机操控。
因为传感器经光敏三极管转化的信号比较弱并且其间包括工频、静电和电磁耦合等共模搅扰，对这种信号的扩大选用AD521。AD521具有高输入阻抗，低失调电流，高共模按捺比特色，其增益可在O．1～1000之间调整，各种增益参数已进行了内部补偿，具有输入输出维护功用，有较强的过载才能。在运用中选用变压器耦合，经过调理外界电阻改动增益。
2．2 单片机操控电路部分硬件的规划
归纳考虑体系的实践功用和要求，本体系选用AT89S52作为操控器。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微操控器，具有8K在体系可编程 Flash存储器。运用Atmel公司高密度非易失性存储器技能制作，与工业80C51产品指令和引脚彻底兼容。片上Flash答应程序存储器在体系可编程，亦适于惯例编程器。在单芯片上，具有灵敏的8位CPU和在体系可编程Flash，使得AT89S52为很多嵌入式操控运用体系供给高灵敏、超有用的处理计划。
依据规划目标的精度要求，选用12位逐次迫临型快速AD574A转化器，其转化精度≤0．05％，可满意0．5％的规划精度要求。其转化速度最大为 35us，因为血细胞流量速度约为0．1ms，所以信号改换缓慢，并加有积分器，无须再加其它采样坚持器。依据采样原理，每个信号周期采样十次即可，这儿选用中速转化器就能满意要求。归纳考虑速度、精度及性能价格比，A／D转化器选用AD574A，完成由模仿量到数字量的转化，以便于选用微机去操控显现、驱动打印。
D／A转化器，选用DAC0832。在本体系中DAC0832构成程控增益扩大器，经过改动数字量来改动模仿量的输出，完成对扬声器声响的多级操控。
因为体系中扩展了绘图仪进行长期监测，而绘图仪的打印速度与需打印的数据的输出速度不匹配。因而，选用RAM6264来贮存这些数据。
选用74LS164作为键盘的串行接口，运用各个键的不同功用完成对仪器的全体操控，使操作一望而知。
显现操控驱动接口电路运用MC14499，该芯片为20位移位寄存器。完成操控信号输出并完成电平转化，确保有满足的信号驱动才能。运用MC14499对数码管进行动态扫描，运用硬件少、占用CPU时刻短、电路简略、耗电少。
PP40绘图仪，用于制作循环的相对灌流量曲线，选用74LS373作为数据缓冲寄存器，处理打印与微机的不同步。
为了便于调查信号改动，对信号选用不一起间常数的积分以及不同的增益。为了切换这些不同的积分增益，该体系中选用了双四路模仿开关4066，并外接74LS373锁存输入数据。不同的开关闭合时，接通不同的电阻，构成不同的积分常数和增益倍数。
3 软件规划
依据体系功用和硬件实践情况，软件要完成操控数据收集及对收集量进行A／D转化、数字滤波、键盘扫描和处理、操控模仿开关进行积分时刻和增益的挑选、打印操控、音量操控和数据显现操控等。软件选用模块化规划思路，从全体到部分，从上到下进行规划。主程序流程图如图3．1所示。
4 结束语
选用多普勒现象测定安排微区血流灌流量在基础研讨和临床运用中具有很高的实用价值。本文给出了选用单片机操控，运用多普勒现象测定安排微区血流灌流量的办法。该体系经过测定安排微区血流灌流量，衡量微循环状况，判别肌体生理功用改动，为外科手术供给了便利，对内科、医理学、麻醉学、骨科、儿科都有必定协助。
