CN204008665U - 一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，包括光源部件、发射部件、接收部件、光探测部件、控制部件、显示部件和探头部件。本实用新型具有无需空腹、无创、无痛、易于操作、快速出结果等优点，同时探测部件配有压力传感器能够保证每次对测量装置施加压力基本一致，减小由于操作者操作原因引起的测量误差，通过设计特定结构的光发射和接收部件，避免了基底皮肤颜色差异对测量结果的干扰。

Description

一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，尤其适用于动脉粥样硬化的早期检测。

背景技术

随着社会经济发展和人们生活方式的改变，动脉粥样硬化以及由其引发的多种心脑血管疾病，已经成为人类健康的一大杀手。在发达国家本病的发病率和病死率均占各项疾病之首，而在包括我国在内的发展中国家，本病的患病率和发病率也呈逐年上升趋势。早期动脉粥样硬化患者多无明显症状，部分患者即使出现症状却未能及时就诊，部分患者以猝死为首发表现，因此预防显得尤为重要。大量的流行病学以及循证医学证据显示，动脉粥样硬化性疾病是一种可控、可预防的疾病。有效的预防动脉粥样硬化的关键在于准确锁定高危群体。

检测血液胆固醇是目前评估动脉粥样硬化风险的主要手段之一。但是，血液中胆固醇的含量受肝功能影响较大，而且需要通过抽血化验，为有创检测，会造成受试者身体和心理上的不适；同时，需要长时间空腹后采血，检测结果受检测前期饮食影响很大；此外，通常需配有复杂和昂贵的分析设备，检测过程繁琐，获得检测结果的时间较长。以上这些不足，阻碍了人们经常或定期进行血液胆固醇检测的意愿，不利于动脉粥样硬化类疾病的早发现。

此外，通过活动平板运动负荷实验、脉搏波传导速度检测、踝臂指数和心踝指数的检测，能够无创评估动脉粥样硬化风险，但同样存在操作复杂、检测装置昂贵等缺点，限制了其推广应用。

皮肤是胆固醇新陈代谢的重要场所，人体内约11％的胆固醇存在于皮肤中。皮肤胆固醇主要来自于表皮类固醇生成以及从循环系统中通过低密度脂蛋白(LDL)和B类1型清道夫(SR-B1)受体扩散而来。此外，估计体内约有10％-15％的胆固醇是通过皮肤通道来排除的，这是仅次于肝脏的胆固醇去除通道。1970年，法国病理学家首先报道，在年龄增长和动脉粥样硬化形成过程中，动脉壁与皮肤会经历相似的形态变化。自1999年开始，包括威斯康星大学医学院、克利夫兰临床基金会、约翰霍普金斯大学医学院、宾夕法尼亚大学的实验治疗学系的多个北美研究团队，对皮肤胆固醇与动脉粥样硬化、炎症、心肌梗死的关系进行了研究。系列研究表明，随着年龄增长，皮肤内胆固醇的堆积与动脉壁沉积物内的胆固醇量密切相关，皮肤胆固醇可以作为动脉粥样硬化的新型标志物。并且，皮肤中胆固醇含量受测量前期饮食影响小，测试前无需空腹。因此，检测扩散并堆积到皮肤中的胆固醇可以提供新的动脉粥样硬化疾病风险信息，该信息有别于血液胆固醇等传统的动脉粥样硬化风险因子，可以作为后者的有力补充，具有重要的应用价值。

常规的皮肤胆固醇检测主要是通过皮肤活检实现的。该方法在获取皮肤样品时会造成受试者疼痛，活检部位具有受感染的风险，需要专业人士进行操作。而且，活检样品包含皮下脂肪等多层结构，其中一些是高度血管化的。因此，这些样品包含了不同的胆固醇来源，不能得出重复、可靠的胆固醇分析结果。

利用溶剂提取皮肤角质层的胆固醇，如高效液相色谱和气相色谱与质谱连用的分离和分析方法。这种分析方法复杂，更重要的是使用的试剂对人体皮肤有腐蚀性和刺激性，不适于受试者长期、自我检测。

中国专利CN1961078中提到的用胶带粘取皮肤外角质层胆固醇样品，实现胆固醇检测，但整个检测过程需要进行多个实验，程序复杂，耗时较长，而且，由于难以保证实验过程的重复性，导致检测得到的胆固醇含量存在差别。

美国专利US5489510提出了一组用于皮肤胆固醇非侵入性检测试剂的研制，用一种含有特异性胆固醇结合组分的试剂和一种含有指示剂组分的试剂，通过两种试剂反应后可见的颜色变化，定性判断胆固醇水平。该方法虽然简单、快捷，但是需要专业人士通过主观视觉观察来判断，且没有得出量化的检测结果。

美国专利US8236516公开了一种皮肤胆固醇非侵入性检测的方法及设备，在手掌上涂覆一组与皮肤胆固醇特异性结合并发生颜色变化的试剂，通过颜色测量来判断胆固醇相对水平。该方法简单、快捷，但是，检测过程中，设备与皮肤的接触压力不同会造成皮肤表面形状变化，进而降低颜色测量的重复性，而且，皮肤是待测试剂的基底，对于不同的受试者，其颜色差异较大，对试剂颜色的测量带来较大干扰。此外，环境温度的不同，会导致检测试剂中酶的活性不同，从而造成测量误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供快速、准确的用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置。

本实用新型技术解决方案：一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，包括：光源部件(1)、发射部件(2)、接收部件(3)、光探测部件(4)、控制部件(5)、显示部件(6)和探头部件(7)；所述光源部件(1)包括发光器(11)、发光电源(12)、第二温度传感器(13)和光源温度控制器(14)；发光电源(12)与发光器(11)电连接，第二温度传感器(13)输出端与光源温度控制器(14)输入端电连接，所述光源温度控制器(14)输出端与发光器(11)连接，所述光源温度控制器(14)能够保持发光器(11)温度恒定，进而使得发光器(11)发出的光保持稳定；发光电源(12)与控制部件(5)电连接；所述光探测部件(4)与接收部件(3)电连接；所述控制部件(5)与光探测部件(4)电连接；所述显示部件(6)与控制部件(5)电连接；所述探头部件(7)由支架(71)、第一温度传感器(72)、压力传感器(73)和探测孔(74)组成，使用时探头部件(7)要与手掌上的试剂槽(8)贴合，保证每次测量时发射部件(2)和接收部件(3)相对于反应试剂(9)的位置不变，探测孔(74)位于支架(71)中心位置，贯穿整个支架(71)，第一温度传感器(72)、压力传感器(73)镶嵌于支架(71)上，分别位于探测孔(74)两侧，并与控制部件(5)电连接。

所述发光器(11)为白光发光二极管(LED)；或者为白炽灯、卤素灯、氖灯中的一种或两种以上的组合。

所述发射部件(2)和接收部件(3)是光纤。

所述发射部件(2)由第一光束准直系统(22、23)、滤光片(24)、第二光束准直系统(25、26)和滤光片(27)组成。

所述光探测部件(4)是光谱仪、光电二极管或光电倍增管。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

本实用新型提出了一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，具有无需空腹、无创、无痛、易于操作、快速出结果等优点。装置探测部件配有压力传感器能够保证每次对测量装置施加压力基本一致，减小由于操作者操作原因引起的测量误差，通过设计特定结构的光发射和接收部件，避免了基底皮肤颜色差异对测量结果的干扰。

附图说明

图1是本实用新型装置整体结构图；

图2是本实用新型装置的光源部件结构图；

图3是本实用新型装置发射和接收部件光纤模式结构图；

图4是本实用新型装置发射和接收部件直接接收模式结构图；

图5是本实用新型装置探头部件的结构图；

图6是检测装置用于动脉粥样硬化风险评估时的判定流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由光源部件1、发射部件2、接收部件3、光探测部件4、控制部件5、显示部件6和探头部件7组成；所述控制部件5与光探测部件4电连接；所述显示部件6与控制部件5电连接；所述探头部件7与控制部件5电连接；试剂槽8粘贴于受试者手掌皮肤上，试剂槽内滴加能够与皮肤胆固醇发生反应的反应试剂9。

如图2所示，本实用新型的光源部件包括发光器11、发光电源12、第二温度传感器13和光源温度控制器14；发光电源12与发光器11电连接，第二温度传感器13输出端与光源温度控制器14输入端电连接，所述光源温度控制器14输出端与发光器11连接，所述光源温度控制器14能够保持发光器11温度恒定，进而使得发光器11发出的光保持稳定；发光电源12与控制部件5电连接；

如图3所示，发射部件2和接收部件3由光纤组成，发光器11发出的光通过透镜聚焦到发射光纤21中，从发射光纤21出来的光照射到反应试剂9中，反应试剂9反射回来的光通过接收光纤31接收后再传入到光探测部件4，只有发射光纤21照射范围与接收光纤31接收范围重叠区域反射回的特定角度范围的光才能被探测到，通过优化设计发射光纤21和接收光纤31的相对角度和相对位置，能够使接收光纤31只接收反应试剂9反射回的光束，避免受试者皮肤反射回的光束影响测量结果。

如图4所示，发射部件2由第一光束准直系统22、23、滤光片24、第二光束准直系统25、26和滤光片27组成；接收部件3由聚焦透镜32、滤光片33组成；第一光束准直系统22、23将发光器11发出的光束转化成近平行光，近平行光经过滤光片24后再照射反应试剂9；反应试剂9反射回的光，通过滤光片33、聚焦透镜32后由光探测部件4测量。通过优化设计发射部件2和接收部件3的焦距、相对位置、相对角度，能够使接收部件3只接收反应试剂9反射回的光束，避免受试者皮肤反射回的光束对测量结果的影响。

如图5所示，本实用新型的探头部件7由支架71、第一温度传感器72、压力传感器73和探测孔74组成，探测孔74位于支架71中心位置，贯穿整个支架71，第一温度传感器72、压力传感器73镶嵌于支架71上，分别位于探测孔74两侧，并与控制部件5电连接。

如图6所示，本实用新型对皮肤胆固醇进行测量时，由控制部件5判定测量温度是否满足条件，若条件不满足，等待温度条件满足后再进行测量；若满足条件，判定压力是否满足条件，若不满足测量条件，提示测试者改变压力，以满足条件；温度和压力都满足条件时开始进行测量，获取光谱数据通过数据处理程序处理后，判定结果是否高于阈值，若高于阈值则判定为高危人群，若低于阈值，则判定为正常人群。

本实用新型未详细阐述部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本实用新型部分具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，其特征在于包括：光源部件(1)、发射部件(2)、接收部件(3)、光探测部件(4)、控制部件(5)、显示部件(6)和探头部件(7)；所述光源部件(1)包括发光器(11)、发光电源(12)、第二温度传感器(13)和光源温度控制器(14)；发光电源(12)与发光器(11)电连接，第二温度传感器(13)输出端与光源温度控制器(14)输入端电连接，所述光源温度控制器(14)输出端与发光器(11)连接，所述光源温度控制器(14)能够保持发光器(11)温度恒定，进而使得发光器(11)发出的光保持稳定；发光电源(12)与控制部件(5)电连接；所述光探测部件(4)与接收部件(3)电连接；所述控制部件(5)与光探测部件(4)电连接；所述显示部件(6)与控制部件(5)电连接；所述探头部件(7)由支架(71)、第一温度传感器(72)、压力传感器(73)和探测孔(74)组成，使用时探头部件(7)要与手掌上的试剂槽(8)贴合，保证每次测量时发射部件(2)和接收部件(3)相对于反应试剂(9)的位置不变，探测孔(74)位于支架(71)中心位置，贯穿整个支架(71)，第一温度传感器(72)、压力传感器(73)镶嵌于支架(71)上，分别位于探测孔(74)两侧，并与控制部件(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，其特征在于：所述发光器(11)为白光发光二极管(LED)；或者为白炽灯、卤素灯、氖灯中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，其特征在于：所述发射部件(2)和接收部件(3)是光纤。

4.根据权利要求1所述的用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，其特征在于：所述发射部件(2)依次由第一光束准直系统(22、23)、滤光片(24)、第二光束准直系统(25、26)和滤光片(27)组成。

5.根据权利要求1所述的用于动脉粥样硬化风险评估的皮肤游离胆固醇无创检测装置，其特征在于：所述光探测部件(4)是光谱仪、光电二极管或光电倍增管。