CN110022757B - 光学成像设备及光学成像设备盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可拆卸的光学成像设备盖，其与近红外(NIR)光光学成像设备一起使用，以检测颅内血肿。

Description

光学成像设备及光学成像设备盖

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种用于检测血肿的光学成像设备。

背景技术

血肿是一种从器官、空间或组织中溢出的血液(例如，来自破裂血管血液)在局部淤积的现象，其常以凝结的形式出现。常见形式的血肿包括瘀伤和眼眶青肿，这种情况极少产生危险。血肿几乎可以发生在包括头骨内部在内的身体任何部位，且多数情况下伴随着挫伤。除非出现感染，出血在轻伤时将被吸收掉。

由于可在大脑产生局部压力，因此颅内血肿通常较为危险。最常见的两类血肿为硬脑膜外(在大脑及其纤维覆盖物，即硬脑膜外，但在颅骨下)血肿和硬脑膜下(在大脑和硬脑膜之间)血肿。发生在颅内的其他类型血肿包括脑内(在脑组织内)血肿和蛛网膜(在脑表面周围，硬脑膜和蛛网膜之间)血肿。上述血肿可由多种原因引起，例如头部损伤或头部外伤、出血性疾病或颅内动脉瘤等。

严重头部损伤通常导致硬脑膜下血肿。在这种情况下发生的硬脑膜下血肿，通常被称为急性硬脑膜下血肿。由于其出血会十分迅速地充满大脑区域，进而压迫脑组织，导致脑损伤，因此硬脑膜下血肿是最致命的头部损伤之一。

轻微的头部外伤也可引起硬脑膜下血肿，尤其是当伤者是老年人的情况下。这种血肿可能在很长一段时间(例如，几天至几周)内被人们所忽视，因此通常被称为慢性硬脑膜下血肿。对于任何一种硬脑膜下血肿，大脑表面和硬脑膜之间的微细血管将拉伸、撕裂，使血液得以聚集。在老年人中，静脉常因脑萎缩或收缩而被拉伸，因此老年人更容易受伤。

因头部或颅骨内血肿引发的上述不良后果，识别以及定位这类在颅骨内的血肿显得尤为必要，以便能够及时进行适当的医疗和外科手术(例如清除血肿)，从而降低幸存者的死亡和/或恶化几率。从损伤发生到血肿清除,留给人们及时采取行动的时间大约是4小时。

计算机断层扫描或磁共振成像是对创伤性颅脑损伤性血肿检测和成像的标准处理方法。急性血肿是头部损伤至死的最大成因，其死亡率为50-60％。而在创伤性脑损伤后的“黄金时间”内诊断和治疗则可以降低死亡率。然而，计算机断层扫描和核磁共振成像是大型医疗中心采用的下游技术。因此，从受伤到诊断的时间通常至少需要一个小时，而后续进行的治疗则在黄金时间之外。

为监控出血的变化过程，通常对慢性出血进行持续监测。其次值得注意的一点是越来越多的人认为，应大体上减少使用电脑断层扫描的次数进而减少放射性辐射，尤其是对于儿童群体。慢性血肿，作为儿童群体创伤性脑损伤(TBI)的常见形式，对其进行监测的方法通常是重复CT。

虽然计算机断层扫描和核磁共振成像是可用于识别和定位外伤性颅内血肿的成像技术，但不是所有医疗机构(例如创伤中心)都具备全天候即时进行计算机断层扫描和核磁共振成像的能力。因此在这种情况下上述扫描无法实现，已识别出的血肿也无法在预期时间内得以清除。此外，在涉及头部创伤的紧急情况下，在世界不发达地区，或者在无法配备全天候CT扫描或磁共振成像的创伤中心的地区，或者需要时间转移病患至具有治疗设施的地区，例如农村地区或战场，及时识别出那些血肿患者尤其是需要手术来处理的血肿患者可能更加困难。

在上述环境条件下，CT扫描无法在预期的时间内进行，则可采用神经学检查作为识别血肿患者的主要方法。然而，该神经学检查并不能很好地替代电脑断层扫描，因为并没有任何一个单一的体征可以可靠地表明血肿的存在。只在一部分外科血肿患者中有灶性神经病学发现。据报道，在没有进行手术的情况下，在大部分头部严重受伤的患者中会发生昏迷的现象。虽然颅内血肿患者会表现出颅内压增高，但与颅内压增高相关的视盘水肿(视乳头水肿)在颅脑损伤后却并不常见。

即使不能确定血肿的类型，判断是否存在血肿也还是现场需要的唯一信息，以便将患者立即分流到具有神经外科诊断以及手术能力的医院。

因此，需要提供一种使临床医生、医务人员、急救医疗医生、战地医生等检测上述血肿的设备，且不需要使用例如计算机断层扫描或磁共振成像系统等成像系统或技术，并可以在包括医院急诊室、战场、农村地区或世界欠发达地区在内的环境下广泛地使用。

现存利用近红外(NIR)光谱检测血肿的成像技术，在WO 2006/121833和WO 2011/084480中描述了示例。

WO 2006/121833公开了一种用于确定脑血肿的系统和方法，包括用于发射和检测辐射的手持设备，该手持设备具有可拆卸的导光组件。用于确定脑血肿状况的方法包括使用近红外光谱确定脑各区域的光密度。在上述列举的公开文件中，所描述的设备放置于头部的特定位置，且用该设备获取数据。在获取该位置的数据后，该设备被重新放置在头部的另一位置，并且在新位置获取另一组数据。重复放置该设备并重复获取一组数据，直到该设备已经被放置到头部的所有可能或所需位置。

WO 2011/084480公开了一用于检测患者组织中血肿的方法、设备以及装置。一方面，该方法包括从非固定式近红外光发射器向组织中连续发射近红外光，并利用非固定式探测器对组织进行持续监测以持续检测反射光。近红外光在离患者大脑两个距离处发射，因此发射的光穿透两个不同的深度。该方法还包括对反射光进行比率式分析，以辨别正常组织和表现出血液积聚的组织之间的边界。

虽然这些技术使用手持设备检测血肿，但是仍然需要一种适用于不平坦表面，同时有效地排除环境光渗透，从而提高信噪比的技术。

提供上述背景信息的目的是揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。而不一定意在也不应该解释为任何前述信息构成了针对本发明的现有技术。

发明内容

本发明旨在提供一种光学成像设备以及与该设备一起使用的可拆卸的光学成像设备盖。本发明一方面，提供了一种与近红外(NIR)光光学成像设备一起使用的光学成像设备盖，该成像设备用于物体的成像，其中成像设备包括主体、至少三个位于主体内部的光收发器、以及安装有设备盖的安装表面。所述安装表面具有大致平坦的安装平面以及从该安装平面的周缘延伸的外壁，其中外壁和面限定了安装表面内部容积。该装置的安装平面包括预设配置排列的多个开口，并适配容置所述至少三个光收发器。本发明的光学成像设备盖包括波纹柱支撑盘以及以密封的形式接合到所述波纹柱支撑盘的可变形的波纹柱。波纹柱支撑盘包括：当光学成像设备盖安装在安装表面内部容积内时，接合安装平面所成形的第一支撑盘面，以及构造成面向成像物体表面的第二支撑盘面，以及至少三个可变形壳体，每个可变形壳体适配于容置导光管，并且具有适配于接触待成像物体的表面的尖部，每个导光管对应于至少三个光收发器中的一个。光学成像设备盖的可变形的波纹柱的横截面轮廓大致为C形，并限定第一周界边缘和第二周界边缘，其中第一周界边缘密封式地接合所述波纹柱支撑盘。使用时，波纹柱的第二周界边缘接触待成像物体的表面，波纹柱变形以使可变形壳体的尖部接触待成像物体的表面。

本发明另一方面，提供了一种用于对物体成像的近红外(NIR)光学成像设备，该成像设备包括主体、位于主体内的至少三个光收发器、位于主体上的安装表面，所述安装表面具有大致平坦的安装平面和从该安装平面向周缘延伸的外壁。其中外壁和该安装平面限定了安装表面内部容积。该安装平面包括多个以预设配置设置并适配于容置至少三个光收发器的开口，以及本发明涉及的安装在安装表面上设备盖。

附图说明

图1A是根据本发明实施例的光学成像设备的立体图。

图1B是根据本发明实施例的光学成像设备的后端视图。

图2A是根据本发明实施例的光学成像设备的横截面图。

图2B是根据本发明实施例的光学成像设备的分解图。

图3是根据本发明一实施例的可拆卸设备盖的仰视图。

图4是根据本发明一实施例的可拆卸设备盖的立体图。

图5是根据本发明一实施例可拆卸设备盖的分解图。

图6是根据本发明一实施例的可拆卸设备盖的横截面图。

图7A至7C示出了根据本发明实施例的光学成像设备的立体图、主视图以及后视图。

图8是根据本发明实施例的光学成像设备的分解图。

图9是根据本发明一实施例的基盘基于俯视角度的立体图。

图10是图9中基盘基于仰视角度的立体图。

图11是根据本发明一实施例的波纹柱支撑盘的立体图。

图12A是图11的波纹柱支撑盘的俯视图，图12B是图11的波纹柱支撑盘的仰视图。

图13是根据本发明一实施例的波纹柱的立体图。

图14是根据本发明一实施例的可拆卸设备盖的立体图。

图15是根据本发明一实施例的可拆卸设备盖与基盘组装在一起的立体图。

图16是根据本发明实施例的附带有可拆卸的设备盖的光学成像设备的立体图。

图17是根据本发明实施例的拆下可拆卸设备盖的光学成像设备的立体图。

图18是根据本发明实施例的光学成像设备的分解图。

具体实施方式

定义

术语“颅内出血”和“颅内血肿”旨在互换使用，并包括患者颅骨内的任何一种血液积聚，包括硬脑膜外血肿、硬脑膜下血肿、脑内血肿、蛛网膜下血肿以及单侧和双侧血肿。

“硬脑膜外血肿”应被理解为是指头部内部的血肿，血液在大脑及其纤维覆盖物硬脑膜之外聚集或积聚，但在颅骨之下。

硬脑膜下血肿应被理解为是指头部内部的血肿，血液在大脑和硬脑膜之间聚集或积聚。

“脑内血肿”或“脑出血”应理解为是指头部内部的血肿以及血液在脑组织中聚集或积聚的。

“蛛网膜下腔血肿”或“蛛网膜下腔出血”应理解为是指头部内部的血肿，血液在大脑表面周围、硬脑膜和蛛网膜之间聚集或积聚。

“额外的颅内出血”是指患者颅骨外的任何血液积聚。

“单侧血肿”应理解为头部内的血肿，其中血液聚集或积聚发生在头部一侧。

“双侧血肿”应理解为指头部内的血肿，其中血液聚集或积聚发生在头部两侧。

术语“患者”和“受试者”可互换使用，应理解为包括人类以及动物界的其他成员。

术语“光收发器”用于描述光纤发射器和容置器。在本公开中，术语“光收发器”还可以理解为仅作为光发射器(或光源)或光探测器。

除非另有定义，这里使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的含义。

如本文所公开的，提供了一种用于检测颅内血肿的手持式光学成像设备，其采用近红外光检测。由于血肿中的血红蛋白浓度比血管中含有血液的脑组织中的血红蛋白浓度高，因此血管外血液比血管内血液吸收更多的近红外光，因而通过近红外检测来识别颅内血肿是可能的。因此，在含有血肿的组织中，近红外光的吸收率将比未损伤的组织中更大(反射光更少)。

手持光学成像设备因而包括多个光收发器。在一实施例中，多个光收发器包括一个以上近红外光源和两个以上近红外光探测器。

为了便于在现场使用，例如救护车、体育赛事场外或军事战场上使用，该装置本体具有适合手动操作和便于携带的尺寸和形状。此外，该设备必须设计坚固，以便适合在崎岖或偏远的环境中使用。

再者，由于成像设备通常用于对患者头部进行成像，因此该设备应在清洁状态下使用。因此，该装置设置有可拆卸的光学成像设备盖，该盖包含可能与待成像物体的表面接触的所有部分，以确保该装置的清洁度。可拆卸的光学成像设备盖同时不可损坏光密封。它必须设计的在保证安全的同时易于安装和拆卸。

因此，本发明的手持式光学成像设备包括适配于附加至手持设备主体的可拆卸式盖。可拆卸的光学成像设备盖包括波纹柱支撑盘和安装在支撑盘上的波纹柱。在一实施例中，可拆卸的光学成像设备盖的波纹柱支撑盘直接安装在装置主体的恰好匹配的安装平面上。在一实施例中，

可拆卸的光学成像设备盖的波纹柱支撑盘通过连接到装置主体的固定基盘连接到主体上。

使用时，当采用近红外辐射物体表面时，该装置滑过待成像物体表面，例如受试者的头骨。可以理解的是，头骨不具有光滑的表面，形状也不是完美的圆形。

因此，本发明中可拆卸的光学成像设备盖必须适合在不平坦的表面上使用，并且不应该给正在接受辐射的受试者造成不当的不适感。

可拆卸的光学成像设备盖必须能够将近红外光传送到所需位置，并检测来自所需位置的近红外光。

在一实施例中，成像设备包括至少三个光收发器。在优选实施例中，成像设备包括以三角形配置设置的三个主光收发器。在进一步优选实施例中，该三角形是等边三角形。在更进一步的实施例中，所述三个主光收发器包括一个近红外光源和两个近红外光探测器。等边三角形排布确保光探测器与光源充分分离，同时保持所有三个壳体同时接触连续变化的Cn(其中n>0)表面的能力。当设备放置在物体表面上时，等边三角形设置也提供了三个支撑点。

每一个三角形排布的三个主光收发器都与各自的导光管相关联，并且每个导光管位于各自的可变形主壳体中。因此，在优选实施例中，可拆卸的光学成像设备盖包括支撑盘，且该支撑盘设置有至少三个朝向被成像表面延伸的可变形主壳体。

在最终用户实验中观察到，尽管使用具有三个不可变形(固定)壳体的可拆卸的光学成像设备盖可以为一些用户提供稳定性和控制，但是对于其他用户，这种固定设置可能导致在扫描过程中难以在表面上平滑过渡，从而导致“过度按压”，引发患者不适。由于在被成像表面上的过渡不够平滑，可能导致数据获取不良。它还会导致病人挪动，或者

因不适而产生“畏缩”,进而导致扫描中断以及数据采集不良。此外，在头部受伤的情况下，这种突然的头部运动对患者不利。

因此，本发明提供了一种具有可变形壳体的可拆卸的光学成像设备盖，该壳体不会对正在进行扫描过程的受试者造成不当的不适感。尽管这种配置与现有的实践相反，使用具有可变形壳体的设备采集后的数据，并且比使用固定壳体配置采集的数据产生更多噪点，但是本发明的设备提供校正测量，因此该设备适合于颅内血肿的检测。带有可变形壳体的结构既让检测时的过渡变得简单，又防止了用户的受到过度按压。

在进一步的优选实施例中，成像设备包括两个额外的次级光收发器，其位于主光收发器形成的等边三角形内。在本实施例中，这些光收发器是近红外光探测器。每个次级光收发器与相应的导光管相对应，并且每个导光管位于相应的次级可变形壳体中。因此，额外的次级可变形壳体提供另外两个与待成像物体表面接触的接触点。在优选实施例中，两个次级可变形壳体位于三角形的边缘。这样保持了线性排列的不同探测器的间距，从而提高了检测装置的光学灵敏度以及夹杂物检测的准确度。

初级和次级可变形壳体中的每一个都具有尖部，该尖部将在使用过程中接触待成像物体的表面。

在一实施例中，导光管由光透材料形成。在一实施例中，光透材料是光学透明的丙烯酸。在一实施例中，导光管的内部闷光，以确保不会在内部引起光的反射。在优选实施例中，导光管设有弧状尖部，以确保与待成像物体的表面接触良好，该物体通常是软组织。

在进一步的优选实施例中，使用固体透明芯来防止毛细管作用将流体或污染物带入装置，从而避免管道堵塞或传感器损坏。

可拆卸的光学成像设备盖还必须能够防止外部(环境)光进入，以确保在测量组织与目标光线的相互作用的同时，不会测量组织与环境光线的相互作用，从而提高信噪比并降低假阳性或假阴性读数的发生概率。因此，可拆卸的光学成像设备盖被设计成通过装置的各个元件之间的密封接合来防止漏光。例如，通过可拆卸的光学成像设备盖和装置的安装平面之间的配合接合，或者在使用基盘的情况下，通过固定基盘和可拆卸的光学成像设备盖之间的配合接合，实现密封。相邻表面之间的配合接合可以通过位于一个表面上的开口圆周周围的凸起与相邻表面上的相应凹陷的配合来实现。当安装可拆卸的光学成像设备盖时，还可通过从装置安装平面周缘延伸的外壁覆盖安装平面和波纹柱支撑盘之间的界面以防止光渗透。

也可通过使用内部不反光的材料使漏光的程度最小，例如哑光材料或掺杂近红外吸收剂的聚合材料。在一实施例中，支撑盘(以及当存在时，基板)由聚合材料制成。在优选实施例中，聚合材料是ABS塑料。在一实施例中，支撑盘和基盘(若存在)各自以单件生产制造。

可拆卸的光学成像设备盖还通过柔性波纹柱的设计，以防止盖和待成像物体表面之间的缝隙。成像设备的波纹柱与待成像物体表面相接触，该物体通常是患者的头部。因此，该波纹柱优选由生物相容性材料制成。在一实施例中，波纹柱由医用级别硅胶制成。在一实施例中，波纹柱具有哑光黑色表面。

此外，由于成像设备用于对表面不平坦的物体(例如颅骨)成像，因此波纹柱应该由柔性充足的材料制造而成，以适应连续变化的Cn(其中n>0)表面。为波纹柱选择合适的硬度等级可确保屏蔽环境的形成。波纹柱可以根据应用的需要采用任何合适的形状，包括但不限于圆形或三角形。在一实施例中，作为优选的构造，波纹柱为显示有源成像区域形状的三角形，下面将更详细地讨论这一构型。在本实施例中，波纹柱的三角形轮廓充当用户的方向引导，以促进成像过程。在进一步的实施例中，波纹柱设有标记，用以提供成像元件的附加信息。例如，指示活跃区外周的位置，或指示一个或多个光收发器的位置。这些导向型标记可以是凸肋、凹槽或位于波纹柱外表面上的彩色线或其他形式的标记。

在一实施例中，波纹柱连接到波纹柱支撑盘，其中波纹柱支撑盘被配置成与待成像物体的表面相接触。因此，支撑盘被配置成容置多个导光管中的每一个，且每个导光管与位于成像设备主体内的相应的光收发器相对应。

可变形壳体加载有弹簧，旨在避免任何可能影响数据的水平移动。弹簧通过重叠的结构几何形状隐藏在光路之外，以避免漏光。同时，弹簧位于探测器和导光管之间，用以保护探测器免受潜在生物的污染(血液/毛发)。在一实施例中，弹簧用圆形盖固定。在一实施例中，弹簧用弹簧板固定。在一实施例中，导光管在壳体内的位移受到撑杆的限制。

波纹柱支撑盘的可变形壳体的尖部在不使用时位于波纹柱的下边缘上方。因此，要求波纹柱被压缩，以确保壳体的尖部以及容纳在其中的管道与待成像物体的表面相接触。

此外，在使用时，可拆卸的光学成像设备盖应设计避免形成“真空”密封或抽吸效应，从而确保在避免漏光的同时，设备能够毫无阻碍地在待成像表面移动。因此，在一实施例中，可拆卸的盖设置有空气流入系统，用于当使用时使空气进入波纹柱内部，而防止周围光线渗入波纹柱内部。

在空气流入系统的一实施例中，波纹柱的上边缘设有凹槽或间隙，当

安装在装置的主体上时，用以防止外部和内部之间的直接相通。在一实施例中，空气穿过盖和主体之间相接处的狭小间隙，而光无法渗入。在这样的实施例中，一个或多个气孔设置在支撑盘中，使得空气进入波纹柱的内部。

在空气流入系统的一实施例中，波纹柱的下边缘设有“S”形凹槽，以确保波纹柱的外部和内部之间不直接相通。因此，上周边边缘中的间隙或下周边边缘的“S”形凹槽用于捕获光的同时，形成空气通道，从而防止柔性波纹柱与待成像物体的表面呈“密封”状态，使得装置在使用中时可在表面自由移动。波纹柱可选用无光泽的哑光材料，以使光反射降低到最低限度。

手持光学成像设备的主体具有适合用户手的形状和尺寸。

本发明中，通过将该装置的可拆卸的光学成像设备盖的可变形的波纹柱压靠在患者头部表面上，以使可变形壳体的尖部与头部表面接触，来确定是否存在血肿或出血。当尖部与头部表面接触时，装置在表面上通过，同时用近红外光照射表面。位于装置主体上的信号灯的照亮指示血肿或出血是否存在。

因此，光学成像设备还包括处理器，该处理器被配置为处理由近红外探测器收集的数据，并有显示器指示血肿是否存在。基于穿过组织的红外光的测量特征，判断血肿的存在。例如该特征为与大脑区域相关的光学密度。在一实施例中，该设备包括状态指示灯，以指示成像过程的当前状态。例如，状态指示器可以采用不同的颜色和/或闪烁模式来指示，比方说，设备处于扫描模式，发生成像错误，或者检测到血肿等情况。

在一实施例中，主体具有两部分壳体，且功能所需的电子元件包含在主体内。在一实施例中，主体由聚合材料制成。在一实施例中，聚合材料是ABS塑料。在一实施例中，聚合物材料是阻燃剂。主体可以使用本领域已知的任何合适的方法制造，包括但不限于注射成型、挤压或3D印刷等工艺。

设备主体上的电源开关可启动成像过程。在一实施例中，电源开关为“失能开关”，仅在按下按钮时激活成像过程。在一实施例中，该设备设有两个开关，主体的每一侧各一个，以方便左手和右手用户使用。在一优选实施例中，该设备由电池供电，以便于携带和在不容易获得电源的偏远地区使用。

在本发明的一实施例中，如图1-6所示，该装置包括可拆卸的光学成像设备盖20，该可拆卸的光学成像设备盖20通过主体的安装平面22直接连接到装置10的主体12。在本实施例中，安装平面22具有大致平坦的安装平面23和从该面23的周缘延伸的外壁25，两者一起限定了安装表面内部容积24，可拆卸的光学成像设备盖20安装在该内部容积24中。

安装平面包括适配的多个开口，用以容置位于设备10主体内的光收发器。可拆卸的光学成像设备盖20包括波纹柱支撑盘40和密封接合到支撑盘的可变形的波纹柱60。波纹柱支撑盘40包括第一支撑盘面5和第二支撑盘面6，当可拆卸的光学成像设备盖20安装在安装表面内部容积24内时，第一支撑盘面5接合安装平面23；第二支撑盘面6面向待成像物体的表面。

本实施例的可拆卸的光学成像设备盖的详细说明见图3至6。

在本实施例中，波纹柱支撑盘40还包括两个可变形壳体43B和一个可变形壳体43A，每一个壳体43A或43B中，容置有各自的导光管35A或35B。三个壳体43A和43B设置成等边三角形排布。

在本实施例中，其他接触点由两个附加的可变形壳体43C提供，每个壳体均适配容置有导光管35C。在本实施例中，两个可变形壳体43C位于三角形的边缘，从而确保了不同的线性排列探测器之间的间距，进而提高装置检测夹杂物的光学灵敏度和精度。

在本实施例中，每个导光管对应有位于设备主体中的相应光收发器。在本实施例中，对应于导光管35A的光收发器是近红外光源，对应于导光管35B和35C的光收发器是近红外光探测器。

在本实施例中，每个可变形壳体43A至43C从第二支撑盘面6朝待成像物体表面延伸。每个可变形壳体的尖部适配接触待成像物体的表面。

在本实施例中，如图5和6所示，可变形壳体43A至43C加载有弹簧，且为避免可能影响数据的任何水平移动而设计。弹簧47通过重叠的结构几何形状隐藏在光路之外，以避免漏光。同时，弹簧位于探测器和导光管之间，用以保护探测器免受潜在生物的污染(血液/毛发)。弹簧47由相应的盖49A至49C固定，并且每个导光管35A至35C在壳体内的位移受到相应的撑杆48限制。每一个盖49A至49C中均适配接合各自的光收发器。

在本实施例中，通过波纹柱支撑盘40和从安装平面22的周缘延伸的外壁25的配合接合来防止光渗透。外壁25设置成在安装可拆卸的光学成像设备盖20时覆盖波纹柱支撑盘40和安装平面23之间的接触面。

在本实施例中，可变形的波纹柱60具有大致C形横截面轮廓，该轮廓限定第一上边缘61和第二下边缘62。在本实施例中，第一上边缘61密封地接合波纹柱支撑盘40，并且当盖20安装在安装表面内部容积24内时，第一上边缘61安置在安装平面22的外壁25内。在本实施例中，通过上边缘61在外壁25内的弹性和摩擦配合使盖20保持固定到安装平面，不需要使用额外的附接装置。

在不使用时，波纹柱支撑盘40的可变形壳体43A至43C的尖部位于波纹柱60的第二下边缘62上方。因此，要求波纹柱60被压缩，以确保壳体的尖部以及容纳在其中的纤维与待成像物体的表面相接触。因而，在使用时，波纹柱60的下周边边缘62接触待成像物体的表面，即使可变形壳体的尖部接触待成像物体的表面。

如图3和图4所示，波纹柱60设置有标记69A和标记69B，标记69A位于指示波纹柱内有效成像区域的外部界限，标记69B位于指示光辐射收发器的位置。所有这些标记均引导用户以确保被成像表面被完全覆盖，从而有助于成像过程。

在本实施例中，可拆卸的光学成像设备盖和波纹柱被设置成三角形形状排布，以对应于光收发器的三角形排布。

在本实施例中，波纹柱60的上边缘61设有一系列凹槽38。当盖20安装在装置主体上时，空气通过盖20和主体12之间的接触面的间隙18进入可拆卸的光学成像设备盖的内部，而不会导致光渗透。在本实施例中，空气流入系统还包括波纹柱支撑盘上的开口68，该开口对应于波纹柱的第一上边缘内的凹槽。在本实施例中，气孔46也设置在支撑盘40中，以允许空气进入波纹柱的内部，从而防止当波纹柱60被按压到待成像物体的表面时产生抽吸现象。

在本实施例中，设备10包括状态指示灯13，以指示成像过程的当前状态。例如，状态指示灯13使用不同的颜色来指示设备处于扫描模式(例如绿色)、发生成像错误(例如橙色)、或检测到血肿(例如红色)。

在本实施例中，设备10包括两个电源按钮14，主体两侧各一个，以允许左手和右手用户使用，每个按钮均设置成“失能开关”，成像过程仅在按钮被按下时被激活。

本发明的进一步的实施例，如图7至图15所示，该装置包括固定基盘300，该固定基盘300配置容置可拆卸的光学成像设备盖200。如图9和图10所示，固定基盘300具有大致平坦的主体320，该主体320包括基盘面305以及以预设结构设置在平坦主体中的多个开口310A至310C。开口310A至310C配适配容置各自的光收发器。固定基盘300还包括从基盘面305的周缘延伸出的外壁315。外壁315和基盘面305共同限定基盘内部容积。

在本实施例中，通过固定基盘300和波纹柱支撑盘400之间的配合接合来防止光渗透，所述配合接合是由位于固定基盘300上的光收发器的开口310A至310C的周围的凸起330A至330C与波纹柱支撑盘400上的相应凹槽415A至415C相互配合形成，下面将进一步详细描述。

在本实施例中，从固定基盘300的周缘延伸的外壁315也防止了光渗透。外壁315被设置在安装可拆卸的光学成像设备盖时覆盖固定基盘300和波纹柱支撑盘400之间的接触面。

在图12A和12B所示的实施例中，可拆卸光学成像设备盖200包括波纹柱支撑盘400和可变形的波纹柱600。

在本实施例中，波纹柱支撑盘400包括第一部分410和第二部分420。波纹柱支撑盘400的第一部分410成形配合在基盘内部容积内，使得当第一部分410位于基盘内部容积内时，第一支撑盘面405配合地接合固定基盘面305。波纹柱支撑盘400还具有第二支撑盘面406，该第二支撑盘面406配置为面向待成像主体的表面，且具有以等边三角形配置设置的三个主可变形壳体430A至430B，以及沿着三角形边缘定位的两个次可变形壳体430C，所有壳体都从第二支撑盘面406朝待成像的表面延伸。每个可变形壳体430A至430C在其中适配容置导光管(未示出)，每个导光管对应于设备主体中的相应光收发器。此外，每个可变形壳体具有适配于接触待成像物体表面的尖部(未示出)。

波纹柱支撑盘400的第二部分适配于密封地接合可变形的波纹柱600，以消除环境光线对探测器的渗透。

如上所述，波纹柱支撑盘400包括凹槽/凹坑415A至415C，凹槽/凹坑415A至415C具有适配容置固定基盘300上的光收发器的开口310A至310C周围的凸起330A至330C的尺寸和位置。图11示出波纹柱支撑盘400上的凹陷开口415A至415C的一实施例。凹陷开口415A至15C与相应凸起330A至330C相互配合，以防止光渗漏于光源和位于可拆卸的光学成像设备盖200的连接平面处的探测器之间。

因此，每个可变形壳体430A至430C设置在波纹柱支撑盘400上，对应相应的光收发器。每个壳体430A至430C包含由光学透明材料形成的导光管(未示出)。

可变形壳体43A-C加载有弹簧，且为避免可能影响数据的任何水平移动而设计。弹簧通过重叠的结构几何形状隐藏在光路之外，以避免漏光。弹簧位于探测器和导光管之间，以保护探测器免受任何潜在的生物污染(血液/毛发)。弹簧板448可以用来将弹簧保持在适当的位置。

如图12B所示，波纹柱600沿边缘设置有“S”形凹槽，以确保光的密封性，同时防止波纹柱边缘与被成像表面接触时的抽吸效应。在本实施例中，“S”形凹槽和哑光表面结合，在捕获光的同时形成空气通道，从而防止模制硅胶波纹柱“密封”至待成像物体的表面，实现装置在使用过程中在表面上自由移动。

图10和11所示的实施例，提供了一种附接装置，该附接装置可逆地将波纹柱支撑盘400连接到固定基盘300。

在本实施例中，附接装置设有突耳和狭槽机构，其中凸出部510位于波纹柱支撑盘400上，狭槽520位于基盘300的外壁315上。为了形成密封，突耳510插入槽520中，然后固定基盘300“铰接”到位。在固定基盘300和波纹柱支撑盘400之间形成密封。在本实施例中，附接装置还包括位于波纹柱外边缘上的一个或多个“软按钮”530，以“卡入”位于外壁315内表面上的凹槽340中。

附接装置的构造使当凸出部510接合在狭槽520中时，凹部415A至415C和相应的凸起330A至330C对齐。这种结构也提供收发器与波纹柱支撑盘400上的凹槽/凹坑的最佳配合。

在一实施例中，附接装置由卡口式配件提供，但任何合适的方便“进/出”附接装置，都被认为在本发明的范围内。

现参照具体实施例详细描述本发明。应当理解，以下实施例旨在描述本发明，而非以任何方式对本发明进行限制。

实施例

实施例1手持光学成像设备

图1A和1B以及2A和2b描绘了根据本发明的手持光学成像设备10的一实施例。光学成像设备10包括附接到主体12的可拆卸的光学成像设备盖20，该可拆卸的光学成像设备盖20适配有容易地安装在用户的手中的尺寸和形状。

在图1A和图1B以及图2A和图2B所示的实施例中，该设备包括一个近红外光源180和四个近红外光探测器170。

在图2B中提供了本实施例的光学成像设备分解图。图2B描绘了组成主体的两部分壳体120A以及120B。壳体120A、120B被设计成包含功能所需的电子器件160以及分析成像过程中获得的数据所需的处理器。

实施例2手持光学成像设备

图7A至7C以及图8描绘了本发明的另一实施例的手持光学成像设备100。该光学成像设备100包括

可拆卸的光学成像设备盖200，该可拆卸的光学成像设备盖200附接到主体上，主体具有合适尺寸和形状以便容易地安装在使用者的手中。

在图7A至7C以及图8所示的实施例中，该设备包括一个近红外光源880和四个近红外光探测器870。

在图8中提供了本实施例的光学成像设备分解图。图8描绘了组成主体的两部分壳体820A以及820B。壳体820A、820B被设计成包含功能所需的电子器件860以及分析成像过程中获得的数据所需的处理器。

使用前，可拆卸的光学成像设备盖200附接安装到固定基盘300。该设备由电池(未示出)供电。

实施例3混合军用手电筒/光学成像设备

图16至18描绘了根据本发明的替代实施例的手持光学成像设备700。本实施例是基于标准军用手电筒的改进。在本实施例中，该光学成像设备700包括附接到军用手电筒主体720的可拆卸的光学成像设备盖725，其中除了标准手电筒功能之外，手电筒的头部710设置有容置可拆卸的光学成像设备盖725的盖端口730。如图17所示，当不用作光学成像设备时，去掉可拆卸的光学成像设备盖725，且盖端口730覆盖有端口盖735。在用作成像设备前，可拆卸的光学成像设备盖725附接安装至盖端口730。

图16描绘了安装在盖端口730中的可拆卸的光学成像设备盖725的军用实施例。

在图18所示的实施例中，该设备包括一个近红外光源780和四个近红外光探测器770。

图18提供了本实施例的光学成像设备的分解图。图18描绘了形成设备700的主体720的长形壳体。壳体设计成包含功能所需的电子器件760以及分析成像过程中获得的数据所需的处理器。设有闪光灯电源开关790来激活闪光灯功能，并且提供成像设备电源开关(未示出)来激活成像功能。该设备由电池750供电。

显然，本发明的前述实施例是示例，并且可具有多种变化方式。这些当前或未来的变化不应被视为背离本发明的精神和范围，并且所有这种对于本领域技术人员来说显而易见的修改都应包含在本申请权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种光学成像设备盖，所述光学成像设备盖与用于对待成像物体成像的近红外光光学成像设备配合使用，所述近红外光光学成像设备包括主体、位于主体内的至少三个光收发器、以及安装有光学成像设备盖的安装表面，所述安装表面具有安装平面以及从所述安装平面的周缘延伸的外壁，其中外壁和所述安装平面限定了安装表面内部容积，所述安装平面开设有多个开口，所述多个开口以预设的配置设置并容置至少三个光收发器，

所述光学成像设备盖包括波纹柱支撑盘以及密封地接合到波纹柱支撑盘的可变形的波纹柱，

所述波纹柱支撑盘包括:

第一支撑盘面，当光学成像设备盖安装在安装表面内部容积内时，其形状设置为配合所述安装平面，

第二支撑盘面，所述第二支撑盘面设置为面对待成像物体的表面，以及

至少三个可变形壳体，每个可变形壳体用以适配容置导光管，并具有适配与待成像物体的表面相接触的尖部，每个导光管对应至少三个光收发器之一，以及

空气流入系统，以在使用时形成从装置的外部进入波纹柱的内部的空气通道；

所述可变形的波纹柱具有C形的横截面轮廓，所述轮廓限定第一周界边缘和第二周界边缘，其中所述第一周界边缘密封地接合所述波纹柱支撑盘，

其中，使用时，波纹柱的第二周界边缘接触待成像物体的表面，且波纹柱变形以使可变形壳体的尖部接触待成像物体的表面。

2.如权利要求1所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述至少三个光收发器为主光收发器，呈三角形排布，所述至少三个可变形壳体为三个主可变形壳体，并对应所述至少三个光收发器呈相应的三角形结构排布。

3.如权利要求2所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述三角形排布呈等边三角形。

4.如权利要求2或3所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述三个主光收发器包括一个近红外光源和两个近红外光探测器。

5.如权利要求1所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述至少三个光收发器为主光收发器，呈等边三角形排布，且设有两个次光收发器，所述两个次光收发器位于由所述主光收发器排布形成的等边三角形的边缘；所述至少三个可变形壳体为三个主可变形壳体，呈相应的等边三角形排布，且设有两个次可变形壳体，所述两个次可变形壳体位于由所述主可变形壳体排布形成的等边三角形的边缘。

6.如权利要求5所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述三个主光收发器为一个近红外光源和两个近红外光探测器，所述两个次光收发器为近红外光探测器。

7.如权利要求1至3、5或6中任一项所述的光学成像设备盖，其特征在于，当所述光学成像设备盖安装在所述安装表面内部容积内时，所述第一周界边缘配合安装在所述安装表面的外壁内。

8.如权利要求7所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述空气流入系统包括设于所述第一支撑盘面和第二支撑盘面之间的一个或多个空气流动孔。

9.如权利要求7所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述空气流入系统还包括开设于波纹柱的第一周界边缘的一个或多个凹槽。

10.如权利要求9所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述空气流入系统还包括开设于波纹柱支撑盘上的一个或多个开口，所述一个或多个开口对应波纹柱的第一周界边缘的一个或多个凹槽。

11.如权利要求1所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述安装表面被形成为附接于所述光学成像设备的主体的固定基盘面，且所述第一支撑盘面被成形为适配接合该固定基盘面。

12.如权利要求11所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述固定基盘面还包括围绕在每个开口周缘的凸起，且所述第一支撑盘面包括用于容置所述凸起的凹槽，进而提供所述第一支撑盘面和所述固定基盘面的配合接合。

13.如权利要求11或12所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述光学成像设备盖还包括附接装置，所述附接装置用以可拆卸地将波纹柱支撑盘连接到固定基盘。

14.如权利要求13所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述附接装置包括突耳和狭槽机构，其中所述突耳位于波纹柱支撑盘上，所述狭槽机构位于所述固定基盘的外壁上。

15.如权利要求1至3、5至6、11或12中任一项所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述波纹柱还包括设于第二周界边缘的非线性径向设置的凹槽。

16.如权利要求15所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述径向设置的凹槽呈S形。

17.如权利要求1至3、5至6、11或12中任一项所述的光学成像设备盖，其特征在于，波纹柱支撑盘由聚合材料制成。

18.根据权利要求17所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述聚合材料是ABS塑料。

19.如权利要求1至3、5至6、11或12中任一项所述的光学成像设备盖，其特征在于，所述波纹柱由硅胶聚合物制成。

20.一种光学成像设备，用于对物体成像，所述光学成像设备为近红外光学成像设备，所述光学成像设备包括: 主体，位于主体内的至少三个光收发器，位于主体上的安装表面，所述安装表面具有安装平面以及从所述安装平面的周缘延伸的外壁，其中所述外壁和所述安装平面限定安装表面内部容积，所述安装平面开设有多个开口，所述多个开口以预设的配置设置并适配容置至少三个光收发器，以及如权利要求1至19中任一项所述的安装在安装表面上的光学成像设备盖。

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