CN210077637U - 一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，包括：LED灯板，包含4颗LED灯珠，4颗灯珠紧密排列；导光棒，长方体结构，一端是较大的正方形，另一端是较小的正方形。LED发出的光从导光棒大的端面进入，从导光棒小的端面出射；聚焦透镜，将从导光棒出射的光进行收集，耦合进光纤；滤光片转轮，LED灯板哪颗灯珠工作，滤光片转轮会转到相应的滤光片位置；光纤探头，Y形结构，其中探头和人体的皮肤接触，另外两端，一端用于接收激发光，另外一端连接光谱仪；光谱仪，用于采集皮肤的荧光信号。本实用新型可以在很多场合使用，对使用环境要求不高，检测过程简单快捷，几十秒就可以得到检测结果，和传统的采血化验方法相比，有一定的优势。

Description

一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置

技术领域

本实用新型涉及医用光学检测设备领域，具体涉及一种无创检测设备和方法。更具体而言，本实用新型提供一种利用紫外、可见或者近红外光进行皮肤荧光分析的一种无创检测设备和方法，用于评价人体的代谢健康状况。

背景技术

人体的代谢是所有生命维持生物化学和生物物理过程的总和。代谢因人而异，并且随着生命期而改变，另外它还取决于许多其他因素，诸如身体和精神压力或者疾病。通过利用代谢分析，可以实现对人类有机体的当前健康状况的全面了解。迄今为止，代谢分析仅仅使用不同的单个检查方法的结论，这些方法是昂贵和费时的。具体地，这些方法是器官活性、免疫系统、内分泌系统、脂代谢、矿物质代谢的实验室分析。

迄今为止，代谢分析仍然需要采集并分析血样，将血样送到分析实验室进行分析。除了费用之外，还有其他的缺点。由于运输和长的分析持续时间，血样可以发生变异(例如，氧化反应、凝固反应)，这会影响检查的结果。另外，对于患者来说采集血样很不方便，并且某些时候，甚至带有危险。另外，用于光学检查生物组织样本的荧光属性的各种光谱仪设备在现有技术中是已知的。各物种的生物物质的蛋白质具有固有的荧光性，例如，卟啉、芳族氨基酸、核黄素、NADH、色氨酸等。一个不利之处在于生物组织样本必须被从测试对象上取出，然后在进行光学检查之前，必须被放置在样本载体或球管内。现有技术的检查方法发生在实验室内，并且不适合于在工作或者休养环境中的各个场合下对测试人员的立刻和快速的检查。另外，这些方法需要在身体的各个部分上进行的介入操作。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，不需要采血，工作环境要求不高，可以在很多场合下进行检测，几十秒就可以得到检测结果，检测简单快捷。

本实用新型采用的技术方案是：一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，包括：

LED灯板，用于提供激发光，来激发皮肤内的荧光物质。LED灯板上焊了4颗LED灯珠，灯珠按照2*2结构紧密排列。每颗灯珠都是单独控制工作的，根据皮肤荧光物质的不同，选择相应波长的LED来激发荧光物质；

导光棒，K9或者是石英材质。长方体结构，长度在100mm—150mm，两端都是正方形，一端较大，另一端较小。大的端面尺寸要比4颗LED的面积稍大一些，LED发出的光从导光棒大的端面进入，经过在导光棒中的传输，统一从导光棒小的端面出射，形成均匀的小光斑，4颗LED虽然在不同的位置，但是经过导光棒匀光后，最后出射的光斑的位置是统一的，光斑形状也是一样的；

聚焦透镜，将从导光棒出射的光进行收集，耦合进光纤，提高激发光的利用率；

滤光片转轮，LED灯板哪颗灯珠工作，滤光片转轮会转到相应的滤光片位置；

光纤探头，Y形结构，其中探头和人体的皮肤接触，另外两端，一端用于接收激发光，另外一端连接光谱仪；

光谱仪，用于采集皮肤的荧光信号。

本实用新型的有益效果是：

(1)传统的代谢健康指数检测都需要采血化验，在检测过程中，样本会有失效的风险，本实用新型所使用的装置的光源为LED，光强都在安全范围内，照射皮肤不会给人带来任何不适感觉，属于无创检测，不需要采血，没有副作用。

(2)本实用新型的装置只需要几十秒的时间就可以得到检测结果，简单快捷。而传统的方法需要化验分析，花费很多时间，这是传统代谢健康指数的采血检测所不具有的优势。

(3)传统的采血化验分析方法对工作场所和环境要求很高，而本实用新型可以在很多场所环境下操作检测。

附图说明

图1是整个导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置的示意图，其中，1为LED灯板，2为导光棒，3为聚焦透镜，4为滤光片转轮，5为Y型光纤，6为光谱仪。

图2是LED灯板的示意图，其中，11，12，13，14分别为4颗不同波长的LED灯珠。

图3是滤光片旋转轮的示意图，其中，41，42，43，44为4个不同波段的带通滤光片。

图4是Y型光纤的示意图，其中51用来接收激发光，52用来连接光谱仪，53用于接触人体的皮肤。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本实用新型的一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，由LED灯板1，导光棒2，聚焦透镜3，滤光片转轮4，Y型光纤5，光谱仪6组成。在图2中，LED灯板1用于提供激发光，焊接有4颗LED灯珠，分别为灯珠11，12，13，14。为2*2结构紧密排列，每颗LED都可以单独控制工作，灯珠11，12，13，14可以激发皮肤里的色氨酸，糖基化终产物，卟啉，核黄素等荧光物质。LED灯板1发出的光进入导光棒2，导光棒2为K9材质或者是可以透紫外光的石英材质。导光棒2为一个长方体结构，长度在100mm—150mm之间，一端较大，另一端较小，两端均为正方形结构。大的端面尺寸比2*2灯珠的面积大一些，这样，LED灯板1发出的光基本上都可以进入导光棒2，损失的光比较少，提高光的利用率。LED灯板1发出的光经过在导光棒2中传输，充分匀光后，统一从导光棒2小的端面出射，虽然4颗LED灯珠的位置不同，但是从导光棒2小的端面出射后，光斑的位置是一样的，而且光斑也是均匀的。光从导光棒2小的端面出射后，经过聚焦透镜3，把光进行进一步的收集，提高光的利用率。然后经过滤光片转轮4，滤光片41和灯珠11配合使用，使带宽更窄，光谱更纯。同样的道理，滤光片42和灯珠12配合使用，滤光片43和灯珠13配合使用，滤光片44和灯珠14配合使用。然后光被Y型光纤5收集，由Y型光纤5的接头51收集激发光，经过传输从探头53出射后照射在皮肤上，光线照射到人体皮肤组织表面后，一部分光被皮肤表面漫反射，一部分光射入皮肤组织内。射入皮肤组织内的光线一部分被组织吸收并导致皮肤组织中的荧光物质产生荧光，一部分发生散射。散射的光传播方向将会发生改变，一部分光将会经过连续的方向改变从皮肤表面透射，然后又重新进入光纤探头53。产生的荧光在Y型光纤5中传输，从接头52出射，接头52和光谱仪6相连接，然后荧光信号被光谱仪6收集到，进行数据处理。

人体皮肤内有多种荧光物质，比如NADH、卟啉或者色氨酸等等，每种荧光物质都可以由相对应的激发波长的激发光来激发出荧光，根据每种荧光物质的荧光强弱来判断人体的代谢健康状况。

此检测设备不需要采血，是一种无创检测设备，而且检测后几十秒就可以出结果，操作简单快捷，避免了化验分析等过程，能够节省很多时间。可以在多种场所下检测，对检测环境要求不高，能够早期发现细胞代谢的变化，适用于大规模人群的体检筛查，有利于慢病的早诊早治。

Claims (4)

1.一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，其特征在于，包括：

LED灯板，用于提供激发光，4种激发光可以激发出皮肤内的荧光物质，在LED灯板上焊接4颗LED灯珠，4颗灯珠按照2*2结构紧密排列，使LED灯珠位置不超出导光棒的大的一端的截面；

导光棒，长方体结构，两端均是正方形，一端大，一端小，大的端面尺寸比4颗LED的面积大，LED发出的光从导光棒大的端面进入，经过在导光棒中的传输，统一从导光棒的小的端面出射，形成均匀的小光斑，4颗LED在不同的位置，经过导光棒匀光后，最后出射的光斑的位置是统一的，光斑形状也是一样的；

聚焦透镜，对从导光棒出射的光进行收集，耦合进光纤，提高激发光的利用率；

滤光片转轮，LED灯板上的哪颗灯珠工作，滤光片转轮会转到相应的滤光片位置；

光纤探头，Y型结构，其中探头和人体的皮肤接触，另外两端，一端用于接收激发光，另外一端连接光谱仪；

光谱仪，用于采集皮肤的荧光信号。

2.根据权利要求1所述的一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，其特征在于：所述导光棒的材质为K9或者是透紫外的石英材质。

3.根据权利要求1所述的一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，其特征在于：所述4颗灯珠按照2*2紧密排列。

4.根据权利要求1所述的一种导光棒结构的多光谱皮肤荧光检测装置，其特征在于：所述导光棒的长度范围为100mm—150mm。

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