CN102313718B - 一种生物组织光传输特性的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器，所述激光器连接有一斩波器，所述斩波器通过入射光纤连接有入射探头，还包括一接收探头装置，所述接收探头装置通过探测光纤连接有一光信号采集装置，所述光信号采集装置通过一锁相放大器连接有计算机，所述接收探头装置可同时收集多点的漫射光信号，所述光信号采集装置为分时接收的光信号采集装置。本发明生物组织光传输特性的检测装置，通过采用可同时或者分时收集多点漫射光信号的接收探头装置，并连接配套的光信号采集装置，实现对一定区域内生物组织漫射光信号的采集，便于对漫射光分布空间图像的后处理，实现对一个区域内生物组织漫射光信号的连续探测和实时监测。

Description

一种生物组织光传输特性的检测装置

技术领域

本发明涉及一种光学医学检测装置，尤其是一种生物组织光传输特性的检测装置。

背景技术

根据组织光学理论，当激光入射组织后，进入组织的光将与组织相互作用，一部分光被组织吸收衰减直至消失，另一部分光将在组织中不断散射最后漫射出体表，这部分漫射出体表的光携带了组织内部的信息，因此采集并分析体表的漫射光不仅能够得出不同组织的光学特性，并且能够利用光学特性的差异分辨不同组织。现有的测量生物组织光传输特性的方法主要是激光通过一根入射光纤从生物组织表面入射，另外一个根探测光纤探测激光入射生物组织后组织表面的漫射光，此方法的主要缺点在于探测范围小，一次性采集的数据量少，不能进行组织空间图像的后处理，不能对探测到的生物组织漫射光的变化进行实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种生物组织光传输特性的检测装置，所述装置能实时监测生物组织一个区域的光传输特性。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器，所述激光器连接有一斩波器，所述斩波器通过入射光纤连接有入射探头，还包括一接收探头装置，所述接收探头装置通过探测光纤连接有一光信号采集装置，所述光信号采集装置通过一锁相放大器连接有计算机，所述接收探头装置可同时收集多点的漫射光信号，所述光信号采集装置为分时接收的光信号采集装置。

进一步作为优选的实施方式，所述接收探头装置包括一软板，所述软板上开有多个安装孔，所述每个安装孔同心连接有一固定探测光纤的空心管状部件，所述空心管状部件的直径略大于探测光纤的直径。所述光信号采集装置包括固定多个探测光纤的探测光纤固定装置，与所述探测光纤固定装置平行相对设置有一光电倍增管固定装置，所述光电倍增管固定装置还连接有一驱动光电倍增管分时采集光信号的分时采集驱动装置。

进一步作为优选的实施方式，所述探测光纤固定装置包括一多孔圆盘，所述多孔圆盘固定连接有第一底座，所述多孔圆盘在距离圆心一定距离沿同一圆周开有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

所述光电倍增管固定装置包括一单孔圆盘，所述单孔圆盘在距离其圆心等于上述多孔圆盘圆心距离安装孔圆心的位置设有一个安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件，所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部与光电倍增管连接；

所述分时采集驱动装置包括一转轴，所述转轴一端连接有步进电机，另一端与单孔圆盘的中心固定连接，所述转轴通过转轴固定部件固定连接有第二底座。

进一步作为优选的实施方式，所述探测光纤固定装置包括一多孔条形板，所述多孔条形板固定连接有第三底座，所述多孔条形板上呈直线设有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

所述光电倍增管固定装置包括一空心嵌套，所述空心嵌套固定连接有一第四底座，所述空心嵌套内活动连接有一单孔条形板，所述单孔条形板上设有一安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件，所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部与光电倍增管连接；

所述分时采集驱动装置包括一步进电机联动杆，所述步进电机联动杆一端连接有步进电机，另一端与光电倍增管固定连接，所述步进电机固定连接有第五底座。

一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器，所述激光器连接有一斩波器，所述斩波器通过入射光纤连接有入射探头，还包括一接收探头装置，所述接收探头装置通过探测光纤连接有一光电倍增管，所述光电倍增管通过一锁相放大器连接有计算机，所述接收探头装置包括一固定探测光纤的固定装置，所述固定装置通过步进电机螺旋式步进杆连接有两个移动方向相互垂直的步进电机。

进一步作为优选的实施方式，所述固定装置还连接有一电磁继电器。

本发明的有益效果是：本发明生物组织光传输特性的检测装置，通过采用可同时或者分时收集多点漫射光信号的接收探头装置，并连接配套的光信号采集装置，实现对一定区域内生物组织漫射光信号的采集，便于对漫射光分布空间图像的后处理，实现对一个区域内生物组织漫射光信号的连续探测和实时监测。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明生物组织光传输特性的检测装置的原理框图；

图2是本发明生物组织光传输特性的检测装置的另一原理框图；

图3是本发明接收探头装置的结构图；

图4是本发明光纤探头固定装置的结构图；

图5是本发明光信号采集装置的结构图；

图6是本发明光纤探头固定装置的主视图；

图7是本发明光纤探头固定装置的侧视图；

图8是本发明光信号采集装置的另一结构图；

图9是本发明接收探头装置的另一结构图。

具体实施方式

参照图1,一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器1，所述激光器1连接有一斩波器2，所述斩波器2通过入射光纤3连接有入射探头4，还包括一接收探头装置5，所述接收探头装置5通过探测光纤6连接有一光信号采集装置7，所述光信号采集装置7通过一锁相放大器8连接有计算机9，所述接收探头装置5可同时收集多点的漫射光信号，所述光信号采集装置7为分时接收的光信号采集装置。

参照图3，所述接收探头装置5包括一软板51，所述软板51上开有多个安装孔52，所述每个安装孔52同心连接有一固定探测光纤6的空心管状部件53，所述空心管状部件53的直径略大于探测光纤6的直径。作为进一步的改进，所述软板51可以为方形或者其他形状，所述空心管状部件53略超出软板的外表面，并在超出的部分设有固定孔，所述固定孔通过与旋紧螺丝配合实现加固的效果。

参照图4和图5，所述光信号采集装置7包括固定多个探测光纤6的探测光纤固定装置71，与所述探测光纤固定装置71平行相对设置有一光电倍增管固定装置72，所述光电倍增管固定装置72还连接有一驱动光电倍增管分时采集光信号的分时采集驱动装置73。

所述探测光纤固定装置71包括一多孔圆盘711，所述多孔圆盘711固定连接有第一底座712，所述多孔圆盘711在距离圆心一定距离沿同一圆周开有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

所述光电倍增管固定装置72包括一单孔圆盘721，所述单孔圆盘721在距离其圆心等于上述多孔圆盘圆心距离安装孔圆心的位置设有一个安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件722，所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部723与光电倍增管724连接；

所述分时采集驱动装置73包括一转轴731，所述转轴一端连接有步进电机，另一端与单孔圆盘721的中心固定连接，所述转轴731通过转轴固定部件733固定连接有第二底座732。

在实际工作中，多孔圆盘711与单孔圆盘721等高放置，探测光纤接收光信号后传至固定在多孔圆盘上的探测光纤输出端,探测光纤输出端与光电倍增管接收部相距3～5mm，步进电机通电后可带动转轴旋转，进而带动单孔圆盘在单位时间内转过一定的圆心角，且转过圆心角的大小可调,单孔转动圆盘每次转动均能使得光电倍增管接收部与多孔圆盘上的探测光纤输出端对齐，使得光信号能够进入光电倍增管，单孔转动圆盘转动时光电倍增管的接收部将依次通过多孔固定圆盘上每根探测光纤的输出端，使得光电倍增管依次接收光纤探测阵列中每根探测光纤的光信号，实现光纤阵列数据的分时采集。

参照图6和图7，本发明所述探测光纤固定装置71包括一多孔条形板711a，所述多孔条形板固定连接有第三底座712a，所述多孔条形板上呈直线设有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

参照图8,所述光电倍增管固定装置72包括一空心嵌套721a，所述空心嵌套721a固定连接有第四底座722a，所述空心嵌套721a内活动连接有一单孔条形板723a，所述单孔条形板723a上设有一安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件，所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部与光电倍增管连接；

所述分时采集驱动装置73包括一步进电机联动杆731a，所述步进电机联动杆731a一端连接有步进电机，另一端与光电倍增管固定连接，所述步进电机固定连接有第五底座732a。

在实际工作中，多孔条形板与单孔条形板等高放置，步进电机带动光电倍增管移动时光电倍增管的接收部将依次通过多孔条形板上每根探测光纤的输出端，使得光电倍增管依次接收光纤探测阵列中每根探测光纤的光信号，实现光纤阵列数据的分时采集。

参照图2，在本发明的另一实施例中，一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器1，所述激光器1连接有一斩波器2，所述斩波器2通过入射光纤3连接有入射探头4，还包括一接收探头装置5，所述接收探头装置5通过探测光纤6连接有一光电倍增管，所述光电倍增管通过一锁相放大器8连接有计算机9，参照图9，所述接收探头装置5包括包括一固定探测光纤6的固定装置51a，所述固定装置51a通过步进电机螺旋式步进杆52a连接有两个移动方向相互垂直的步进电机。步进电机带动探测光纤沿相互垂直的两个方向移动，分别收集一个阵列区域内（长×宽）每个探测点的漫射光信号。

进一步作为优选的实施方式，所述固定装置51a还连接有一电磁继电器53a。电磁继电器53a的存在使得探测光纤每次移动时能够离开生物组织表面以避免在生物组织表面滑动，采用点阵式测量方法并不需要上述的漫射光信号分时采集系统，探测光纤所收集的漫射光信号可直接输入光电倍增管中，光电转换后经由锁相放大器放大信号输入计算机。其中，步进电机的移动由预先设定的计算机程序控制。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器（1），所述激光器（1）连接有一斩波器（2），所述斩波器（2）通过入射光纤（3）连接有入射探头（4），还包括一接收探头装置（5），所述接收探头装置（5）通过探测光纤（6）连接有一光信号采集装置（7），所述光信号采集装置（7）通过一锁相放大器（8）连接有计算机（9），其特征在于：所述接收探头装置（5）可同时收集多点的漫射光信号，所述光信号采集装置（7）为分时接收的光信号采集装置；

所述光信号采集装置（7）包括固定多个探测光纤的探测光纤固定装置（71），与所述探测光纤固定装置（71）平行相对设置有一光电倍增管固定装置（72），所述光电倍增管固定装置（72）还连接有一驱动光电倍增管分时采集光信号的分时采集驱动装置（73）；

所述探测光纤固定装置（71）包括一多孔圆盘（711），所述多孔圆盘（711）固定连接有第一底座（712），所述多孔圆盘（711）在距离圆心一定距离沿同一圆周开有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

所述光电倍增管固定装置（72）包括一单孔圆盘（721），所述单孔圆盘（721）在距离其圆心等于上述多孔圆盘圆心距离安装孔圆心的位置设有一个安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件（722），所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部(723)与光电倍增管(724)连接；

所述分时采集驱动装置（73）包括一转轴（731），所述转轴一端连接有步进电机，另一端与单孔圆盘(721)的中心固定连接，所述转轴（731）通过转轴固定部件（733）固定连接有第二底座（732）。

2.根据权利要求1所述的一种生物组织光传输特性的检测装置，其特征在于：所述接收探头装置（5）包括一软板（51），所述软板（51）上开有多个安装孔（52），所述每个安装孔（52）同心连接有一固定探测光纤（6）的空心管状部件（53），所述空心管状部件（53）的直径略大于探测光纤（6）的直径。

3.一种生物组织光传输特性的检测装置，包括一激光器（1），所述激光器（1）连接有一斩波器（2），所述斩波器（2）通过入射光纤（3）连接有入射探头（4），还包括一接收探头装置（5），所述接收探头装置（5）通过探测光纤（6）连接有一光信号采集装置（7），所述光信号采集装置（7）通过一锁相放大器（8）连接有计算机（9），其特征在于：所述接收探头装置（5）可同时收集多点的漫射光信号，所述光信号采集装置（7）为分时接收的光信号采集装置；

所述光信号采集装置（7）包括固定多个探测光纤的探测光纤固定装置（71），与所述探测光纤固定装置（71）平行相对设置有一光电倍增管固定装置（72），所述光电倍增管固定装置（72）还连接有一驱动光电倍增管分时采集光信号的分时采集驱动装置（73）；

所述探测光纤固定装置（71）包括一多孔条形板（711a），所述多孔条形板固定连接有第三底座(712a)，所述多孔条形板上呈直线设有多个安装孔，每个安装孔同心连接有一空心管状部件；

所述光电倍增管固定装置（72）包括一空心嵌套（721a），所述空心嵌套(721a)固定连接有第四底座(722a)，所述空心嵌套(721a)内活动连接有一单孔条形板(723a)，所述单孔条形板(723a)上设有一安装孔，所述安装孔同心连接有一带光阑的空心管状部件，所述带光阑的空心管状部件通过光电倍增管接收部与光电倍增管连接；

所述分时采集驱动装置（73）包括一步进电机联动杆(731a)，所述步进电机联动杆(731a)一端连接有步进电机，另一端与光电倍增管固定连接，所述步进电机固定连接有第五底座（732a）。

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