LED黄疸光疗灯光谱结构及其生物光学效应研究

发布时间：2020-07-14 07:32

【摘要】：近年来,医疗器械行业发展迅速,各种基于LED的医疗产品备受关注。对于黄疸病患者而言,能够快速有效地降解体内胆红素浓度的同时,减少治疗过程中的负面影响,这对新生儿黄疸病患者的健康成长有重要的意义。本文主要针对黄疸治疗仪LED光源进行研究。首先,本文基于光谱构造理论,以体外血液中胆红素吸收光谱为目标光谱,利用简单遗传算法进行光谱匹配,制备了用于降低体外胆红素的特殊蓝光LED光源,并将该光源与其它三种黄疸治疗仪光源进行胆红素降解对比实验。研究结果表明:相比于其它三种黄疸治疗仪光源,本课题组制作的特殊蓝光LED光源胆红素的降解率较大。其次,由于皮肤中有很多因素影响胆红素的光谱吸收,为使黄疸治疗仪光源的发光光谱与体内胆红素的吸收光谱相匹配,本文根据皮肤表皮、真皮中各生物组织对光辐射的散射、吸收作用和血液中胆红素的吸收光谱,构造出更适用于体内胆红素降解的目标光谱,并进一步利用不同峰值间隔、峰值波长、半高宽的单色LED进行光谱构造,所得光谱与目标光谱拟合度较好,为本课题组后期制作出更加高效的LED黄疸治疗仪光源提供了可靠的理论基础。最后,本文研究了不同黄疸治疗仪光源的光生物安全性问题。利用光辐射安全测定系统OST-300对本课题组制作的特殊蓝光LED光源及其他三种黄疸治疗仪光源进行辐射危害的测试。研究表明:特殊蓝光LED光源对皮肤具有较小的光化学紫外危害和皮肤热危害值。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH789
【图文】：

流程框图,简单遗传算法,流程框图

图 2.2 简单遗传算法的流程框图在本文中，我们利用 MATLAB 中自带的遗传算法程序和直接搜索工具箱决目标光谱的组合优化问题，进行目标光谱的构造。其中，所用到的适应数为如式（2.11）所示[50]：{ }1 2 n1 1min ( , , , ) ( )t nTj i j ij iF k k k S S λk= = = (2.3 本章小结本章节主要介绍了 LED 光谱构造技术的理论知识与数学模型，并对简单算法进行了详细的介绍，并指出简单遗传算法模拟速度快、拟合效率高，用于光谱构造。

自动温控,光电分析,光电测试,综合系统

图 3.1 光电测试系统：(a)YF1000 光色电综合系统，(b)ATA-500/1000 自动温控光电分析测量系统3.1.2 基于体外血液中胆红素吸收光谱设计的 LED 黄疸光疗灯图 3.2 胆红素吸收光谱图400 450 500 5500.00.20.40.60.81.0对相谱光波长/nm胆红素吸收光谱

均匀分布,铝基板,光源,排列图

图 3.4 拟合光谱匹配图根据上述文中光谱匹配得到的四种 SMD LED 的比例数量，将 LED 的减半，分别是 6、24、32、22，制作 LED 黄疸治疗仪光源。该灯具被8 样式的灯管，其规格与市场和医疗上使用的灯管规格相同。为了使光均匀，将四种 SMD LED（共 84 颗）均匀分布在铝基板上。图 3.5（灯珠在底板铝基板上的排列情况，图 3.5（b）示出了制作的光源样品400 450 500 550 6000.00.20.40.60.8对相谱功光分率布波长/nm

【参考文献】