[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置及其數(shù)據(jù)處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810942743.9
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108968922A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凱彥;趙興群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州長(zhǎng)脈科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

1.一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：

超寬譜的近紅外光源，用于產(chǎn)生特定波段紅外光；

分束器，接收所述近紅外光源的出射光，將所述紅外光分為兩束輸出，并接收返回的兩路紅外光，合并后產(chǎn)生干涉光輸出到光譜儀；

參考臂，與所述分束器的一路光路相連，所述參考臂包括平凸柱面鏡、色散補(bǔ)償模塊和高反射率平面鏡，所述一路紅外光經(jīng)平凸柱面鏡聚焦在所述平面鏡上，再經(jīng)平面鏡反射返回所述分束器，所述色散補(bǔ)償模塊用于匹配參考臂和樣品臂的色散差；

樣品臂，與所述分束器的另一路光路相連，所述樣品臂包括抗反射光學(xué)探頭，所述光學(xué)探頭將紅外光聚焦在被測(cè)組織上，并接收從被測(cè)組織反射回來(lái)的紅外光，傳回至分束器；

近紅外光譜探測(cè)儀，與所述分束器的合并光路輸出口連接，所述光譜探測(cè)儀包括光柵、掃描透鏡和CCD相機(jī)，所述參考臂返回的紅外光與從被測(cè)組織反射回來(lái)的紅外光在分束器形成干涉信號(hào)，被所述近紅外光譜探測(cè)儀探測(cè)到，具體是光束經(jīng)過(guò)透射光柵按波長(zhǎng)分散后照射到CCD相機(jī)上，生成圖像；

驅(qū)動(dòng)器，用于控制、同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化數(shù)據(jù)、處理并存儲(chǔ)及顯示數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述近紅外光源包括依次布置的寬譜近紅外激光器、高通濾波器和自由光路光纖耦合器，所述寬譜近紅外激光器作為光源，所述高通濾波器對(duì)光源進(jìn)行高通濾波處理后，保留特定波段的紅外光，所述耦合器作為生成的紅外光的輸出口。

3.如權(quán)利要求2所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述近紅外光源還包括偏振控制器，所述偏振控制器設(shè)置于高通濾波器和耦合器之間，用于控制紅外光的偏振態(tài)，保證輸出的光源功率最大。

4.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述色散補(bǔ)償模塊為一個(gè)棱鏡對(duì)、一根光纖、一個(gè)與探頭內(nèi)型號(hào)相同的平凸柱面鏡或消色差透鏡中任一項(xiàng)。

5.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述樣品臂的探頭采用無(wú)內(nèi)置掃描功能的二維前向出光模式，所述光學(xué)探頭采用平凸柱面鏡作為聚焦成像光束的物鏡。

6.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述樣品臂的探頭采用內(nèi)置有MEMS掃描振鏡的二維或三維側(cè)向出光模式。

7.如權(quán)利要求6所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光學(xué)探頭采用平凸柱面鏡或消色差聚焦透鏡作為聚焦成像光束的物鏡，所述平凸柱面鏡或消色差聚焦透鏡兼具出射檢測(cè)光束和收集信號(hào)光束。

8.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述近紅外光源產(chǎn)生的特定波段紅外光為中心波長(zhǎng)1475納米且?guī)挵敫邔挒?00納米的寬譜連續(xù)近紅外光。

9.如權(quán)利要求1所述基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測(cè)裝置，其特征在于，所述近紅外光譜探測(cè)儀還包括一個(gè)設(shè)置于光柵與掃描透鏡之間的棱鏡，所述棱鏡與光柵匹配成對(duì)，將接收到波長(zhǎng)線性探測(cè)光轉(zhuǎn)化為波數(shù)線性探測(cè)光，所述CCD相機(jī)為面陣CCD相機(jī)。

10.一種水腫檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括：

對(duì)多幅同一位置的圖像或一副圖像內(nèi)的多個(gè)連續(xù)掃描點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行平均以去除噪聲干擾；

利用探測(cè)到的圖像獲得不同位置和深度i對(duì)應(yīng)的背向散射光強(qiáng)度信號(hào)值；

根據(jù)如下公式計(jì)算局部相對(duì)水含量：

其中，C_i是位于組織深度i處的局部相對(duì)水含量，I_i是深度i處的信號(hào)值，Δd是不同深度之間的距離，I_n是深度i以下不同位置信號(hào)值。