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

在審

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

本發(fā)明公開了一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，包括：用于產(chǎn)生特定波段紅外光超寬譜的近紅外光源；將紅外光分為兩束輸出并接收返回的兩路紅外光，將兩者合并后形成干涉光的分束器；提供參考光的參考臂；將另一路紅外光聚焦后投射在被測組織上，并接收從被測組織反射回來的紅外光的樣品臂；接收合并后的近紅外光并將光束經(jīng)過透射光柵按波長分散后照射到CCD相機(jī)上。本發(fā)明利用探測到的背向散射光，估算被測組織的積水相對含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水腫檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

隨著生活水平提高，伴隨著環(huán)境惡化的高昂代價(jià)，人們對健康問題日益關(guān)注。實(shí)時(shí)無創(chuàng)監(jiān)測技術(shù)具有篩查監(jiān)控、早期檢測，輔助診斷等作用。因此高靈敏度、安全無害是所有監(jiān)測技術(shù)的核心。針對心衰、腎衰病人的水腫情況診斷，透析間隔時(shí)長的估計(jì)長期以來依靠醫(yī)生的觸診和驗(yàn)血，缺乏實(shí)時(shí)、快速、無創(chuàng)的檢查手段。開發(fā)一款適合實(shí)際臨床應(yīng)用的高靈敏度，易操作的水腫檢測設(shè)備顯得極有必要。

光學(xué)相干技術(shù)具有超高的靈敏度和分辨率，快速成像能力使其近年來被廣泛應(yīng)用在基礎(chǔ)生物和生物醫(yī)學(xué)研究中。傳統(tǒng)的光學(xué)相干技術(shù)利用1310納米波段對組織的低吸收和較強(qiáng)散射來獲取反射式斷層成像能力；利用800納米波段的高散射低吸收來獲取高分辨率高對比度的斷層圖，但也因此限制了成像光束的穿透能力，降低了其固有的層析優(yōu)勢。近紅外光對生物組織的穿透能力隨著波長的增加而增強(qiáng)。1470納米波長是近紅外波段的一個(gè)水吸收高峰，臨床上常用該波段來進(jìn)行一些熱融治療。根據(jù)Lambert Beer定律，含有光吸收物質(zhì)的溶液對光的吸收量與該物質(zhì)在溶液中的含量成指數(shù)關(guān)系。因此當(dāng)1470納米近紅外光照射在含水量豐富的組織中時(shí)，光被水大量吸收，與含水量正常的組織相比，無論是透射光還是反射光均呈指數(shù)減少。

出于安全考慮，臨床上對光學(xué)方法的光強(qiáng)和照光時(shí)間有嚴(yán)格的限制。結(jié)合水對1470納米波長的高吸收性，和光學(xué)相干技術(shù)的高靈敏性，用較小的光強(qiáng)照射水腫部位，利用探測到的背向散射光來估算積水相對含量是一種值得探究的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，利用探測到的背向散射光，實(shí)現(xiàn)估算積水相對含量的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于近紅外光吸收的手持式緊湊型水腫檢測裝置，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組織上，并接收從被測組織反射回來的紅外光，傳回至分束器；

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

驅(qū)動器，用于控制、同步驅(qū)動信號、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化數(shù)據(jù)、處理并存儲及顯示數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，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。