[實用新型]利用正交偏振光譜成像探測人體微血管超微結(jié)構(gòu)的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720092593.8
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN208096733U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 董蒨;于綦悅;魏賓;夏楠
• 申請（專利權）人: 青島大學附屬醫(yī)院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37227
• 代理人: 段秀瑛

本實用新型涉及一種利用正交偏振光譜成像探測人體微血管超微結(jié)構(gòu)的裝置，至少包括光源模塊、分光偏振單元、鏡頭模塊和呈像模塊；其中，光源模塊包括光源和位于光源照射方向用于將光線的傳播成為柱狀直線傳播的準直單元；鏡頭模塊依次包括成像單元和鏡頭單元；呈像模塊為數(shù)字相機。通過將分光偏振單元代替原本的分光器和偏振板，大大的降低了“無創(chuàng)動態(tài)微血管超微結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)的復雜性，卻還能保證原有的成像效果；通過將分光偏振單元代替原本的分光器和偏振板，大大降低了“無創(chuàng)動態(tài)微血管超微結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)”的成本，提高了“無創(chuàng)動態(tài)微血管超微結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)”的推廣和使用，極大了改變了人體微循環(huán)的探測方法，有利于疾病的預防、診斷和治療。

技術領域

本實用新型涉及一種利用光學成像技術進行醫(yī)學診斷的醫(yī)療器械，具體的說是一種利用正交偏振光譜成像探測人體微血管超微結(jié)構(gòu)的裝置。

背景技術

微循環(huán)是指微動脈與微靜脈之間的血液與組織細胞進行物質(zhì)交換的場所。微循環(huán)的功能，形態(tài)和代謝的完整是維持人體器官正常功能所不可缺少的條件。通過微循環(huán)的研究，便于進一步了解人體各臟器的特殊功能，認知疾病的發(fā)病機理，有利于疾病預防，診斷和治療。各種不同的疾病狀態(tài)包括糖尿病，高血壓和冠心病等，都會引起微循環(huán)的病態(tài)，包括微血管管徑，微血管密度以及微血管內(nèi)的微血流速度等參數(shù)的變化，還能夠?qū)ξ⒀軆?nèi)皮細胞以及微血管內(nèi)流動的血細胞等微血管超微結(jié)構(gòu)進行觀測。因此通過了解微微血管超微結(jié)構(gòu)情況來把握微循環(huán)質(zhì)量，對于各類疾病的診斷和治療有著極其重要的作用。微血管超微結(jié)構(gòu)情況對健康和疾病診療如此重要，對微血管超微結(jié)構(gòu)情況進行高精度的數(shù)字化定量化，實現(xiàn)精確診療就有重大的必要性。為了實現(xiàn)利用微血管超微結(jié)構(gòu)的精確診療，必不可少的需要能夠在無創(chuàng)的情況下對微血管超微結(jié)構(gòu)進行實時高清晰成像并數(shù)字化的“無創(chuàng)動態(tài)微血管超微結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)”。

在醫(yī)學領域，透過皮膚無創(chuàng)地對身體內(nèi)部進行成像的方式有很多，例如，計算機斷層成像(CT)技術以及核磁共振成像(MRI)技術等等。雖然這些技術產(chǎn)生的早，發(fā)展成熟，但是由于設備體積大，分辨率低，實時性差等缺點并不適合對微血流成像進行使用。其中，正交偏振光譜(OPS)成像技術是對于微血流進行成像的一種新技術。

能夠在無創(chuàng)的情況下實時對活體微血流進行觀察的成像系統(tǒng)在1999年被提出[1]：正交偏振光譜(OPS)成像技術。該技術的原理圖如圖1所示。具體的說：正交偏振光譜成像技術中，首先利用特殊波長的光作為成像光源，這樣的光源既能夠在一定程度上透過皮膚并在其內(nèi)部進行散射又能夠被微血管中的紅血球所吸收。光源發(fā)出的光本身是非偏振光，需要透過偏振板(A)成為線性偏振光。然后，線性偏振光源通過位于系統(tǒng)中心的分光鏡反射到皮膚表面。線性偏振光照射到皮膚表面時會產(chǎn)生兩種光：與照射光偏振方向相同的偏振反射光以及照射到內(nèi)部發(fā)生散射而失去統(tǒng)一偏振性的非偏振散射光。非偏振散射光在皮膚內(nèi)部形成照射光源，又透過皮膚同偏振反射光一起通過分光鏡照射到位于數(shù)字相機傳感器CCD前方的偏振板(B)上。這時，非偏振散射光因為反映了內(nèi)部微血流情況而需要被成像，但偏振反射光則需要被作為噪聲過濾掉。因為偏振板B與偏振板A的偏振方向成正交，也就是與偏振反射光的偏振方向成正交。根據(jù)偏振板的特性，偏振反射光會被偏振板B反射回去而非偏振散射光會通過偏振板B而在CCD表面成像。這樣，通過正交偏振的原理就可以在無創(chuàng)的情況下實時觀測到微血流的影像了，這里因為紅血球?qū)庠淳哂幸欢ǖ奈兆饔茫阅軌蛴^察到微血管較暗，其他組織較亮的影像。

在以往的正交偏振光譜成像技術中，由于當時半導體激光技術還不夠成熟，其價格仍然較LED昂貴，同時出射的激光的保偏性也不佳，因此必須是使用兩枚線偏振板來實現(xiàn)精確地正交偏振。但是線偏振板往往價格很高，這就對產(chǎn)品的低成本化帶來了困難。具體的說，分光器的價格將近1800元，偏振板的價格將近7300元，且偏振板極易損壞，對于產(chǎn)品的使用和維護帶來了非常大的壓力，也在一定程度上限制了“無創(chuàng)動態(tài)微血流成像系統(tǒng)”的推廣和應用。另一方面，設備中采用的元器件越多，對元器件之間的固定和拆裝都存在一定的難度。

實用新型內(nèi)容