17、激光多普勒流量计原型的研究与应用

激光多普勒流量计原型的研究与应用

1. 激光多普勒流量计原型介绍

为了在不显著损伤组织的情况下监测大鼠深部脑结构中的血流变化，正在构建一种基于自混合的原型，它配备了小型化的激光多普勒探头。在自混合方法中，激光二极管背面的监测光电二极管用于信号检测，因此使用单根光纤进行光发射和检测。采用了波长为 785 和 1308 nm 的尾纤式激光二极管以及单模光纤，标准单模光纤的包层和护套直径分别为 125 和 250 μm。探头由插入外径为 260 μm 微针中的剥裸光纤组成，测量将在大鼠脑海马体中进行。由于市售探头直径为 450 μm，使用单根光纤可将探头尺寸缩小至 58%。

2. 模型构建

2.1 幻影模型

• 模型结构 ：幻影模型旨在体外评估非侵入式流量计原型对不同深度移动流体（如皮肤中的情况）的响应。它由缠绕在铝块上的特氟龙微管组成，共六层。微管的内径和外径分别为 0.3 和 0.76 mm。
• 模拟参数 ：选择商用脱脂牛奶作为移动流体，因其含有碳水化合物、脂肪和蛋白质等散射体，且不像微球那样会沉淀，行为与脂质乳剂溶液相似，处理方便且成本低。但牛奶不稳定，每天仅使用相同的牛奶溶液。用电动注射器以不同速度（1.56、3.12、4.68、6.25、7.78 和 9.35 mm/s）将牛奶泵入微管，使用了 100% 牛奶以及 50% 和 25% 的牛奶水溶液。
• 模拟设置 ：第一个模拟模型由三层组成。第一层由相当于六层微管的物体组成，总深度为 5 mm。两个较深的层模拟铝板，每层厚度为 0.1