DE102007020078A1 - Vorrichtung zum Sammeln von Streulicht - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Sammeln von an bzw. in einem Probenkörper rückgestreutem Streulicht, insbesondere im Zuge nichtinvasiver Messungen an lebenden Geweben, wobei Licht einer Lichtquelle (4) an einem Einstrahlpunkt (6) in den Probenkörper (2) eingestrahlt wird, mit einer Vielzahl von Sammel-Lichtleitern (8), deren Eintrittsenden (8a) im Bereich des Probenkörpers (2) auf zumindest einer im Wesentlichen kreisringförmigen Messfläche (7) mit vorgegebenem Radius (R) angeordnet sind, wobei der Einstrahlpunkt (6) im Wesentlichen im Kreismittelpunkt der kreisringförmigen Messfläche (7) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung zum Sammeln bzw. Detektieren von an bzw. in einem Probenkörper rückgestreuten Streulicht, insbesondere im Zuge nichtinvasiver Messungen an lebendem Gewebe. – Insofern meint Probenkörper im Rahmen der Erfindung insbesondere lebendes Gewebe, z. B. einen menschlichen Körper. Nichtinvasive Messung meint zum Beispiel die nichtinvasive Messung der Konzentration von Blutbestandteilen in (zentralen) Blutgefäßen, z. B. Messung der Hämoglobinkonzentration, der Sauerstoffsättigung, des Blutzuckergehaltes oder dergleichen. Dabei wird Licht beispielsweise einer Laser-Lichtquelle in den Probenkörper, z. B. das lebende Gewebe, eingestrahlt und durch Messung und Auswertung des rückgestreuten Streulichtes werden die gesuchten Parameter auf verschiedenste Weise bestimmt. Dazu wird üblicherweise elektromagnetische Strahlung (z. B. Laserstrahlung) aus dem sichtbaren Bereich und dem Infrarotbereich verwendet, da lebendes Gewebe für elektromagnetische Strahlung zwischen etwa 550 nm und 1000 nm weitgehend transparent ist ("biologisches Fenster"). Häufig wird zur Optimierung der Messmethode das rückgestreute Licht unter Einwirkung von Ultraschallstrahlung gemessen.
  • Aus der DE 103 11 408 B3 kennt man ein derartiges Verfahren zur nichtinvasiven Messung der Konzentration von Blutbestandteilen durch das Messen von rückgestreutem Licht unter Einwirkung einer Ultraschallstrahlung. Die Ultraschallstrahlung wird auf das Innere eines zentralen Blutgefäßes fokussiert und eine feste Pulslänge und Repetitionszeit für die Ultraschallstrahlung wird vorgegeben. Außerdem werden eine Lichtquelle sowie eine benachbarte Detektionseinheit zum Erfassen des rückgestreuten Lichtes auf der Hautoberfläche über dem Blutgefäß derart positioniert, dass der Abstand zwischen Lichtquelle und der Mehrheit der Lichtrezeptoren der Detektionseinheit mit der Tiefe des untersuchten Blutgefäßes korrespondiert. Das Zielgewebe wird mit wenigstens zwei diskreten Lichtwellenlängen beleuchtet und das rückgestreute Licht wird gemessen und über die Detektorfläche und eine Vielzahl von Ultraschallpulsen integriert. Aus den ermittelten Werten lässt sich die Konzentration im Blutgefäß unter Berücksichtigung des zum Signal beitragenden Volumens des Ultraschallfokus und der Blutfließgeschwindigkeit berechnen. Als Messvorrichtung wird dabei ein Matrixdetektor eingesetzt, der aus flächig nebeneinander angeordneten, lichtempfindlichen Pixeln besteht, die ein zur Lichtintensität proportionales, elektrisches Signal erzeugen. Dieser Matrixdetektor wird auf der Hautoberfläche so angeordnet, dass die dem Einstrahlpunkt benachbarten Austrittsstellen vom Detektor bedeckt sind.
  • Außerdem kennt man aus der DE 10 2005 034 219 A1 ein Verfahren zur Klassifizierung lebenden Gewebes, bei dem ebenfalls rückgestreutes Licht unter Einwirkung von Ultraschallstrahlung gemessen wird. Die insoweit bekannte Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen mit enger spektraler Verteilung, wobei es sich insbesondere um Laserdioden handeln kann. Das Licht wird über Lichtwellenleiter neben eine Ultraschallquelle geführt ist. Die rückgestreuten Infrarot-Photonen können wieder in die Lichtwellenleiter eintreten und zu einem Detektor geführt werden. Es kann jedoch auch mit einem flächigen Sensorarray als Lichtdetektor gearbeitet werden, welches unmittelbar auf dem zu untersuchenden Gewebe platziert wird.
  • Die beschriebenen Verfahren haben sich grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch insbesondere in vorrichtungsmäßiger Hinsicht weiterentwicklungsfähig. – Hier setzt die Erfindung ein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Sammeln von an bzw. in einem Probenkörper rückgestreutem Streulicht der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich bei einfachem und kostengünstigem Aufbau durch hohe Effizienz auszeichnet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Vorrichtung zum Sammeln von an bzw. in einem Probenkörper rückgestreuten Streulicht, insbesondere im Zuge nichtinvasiver Messungen an lebendem Gewebe, wobei Licht einer Lichtquelle an einem Einstrahlpunkt in den Probenkörper eingestrahlt wird, mit einer Vielzahl von Sammel-Lichtleitern, deren Eintrittsenden im Bereich des Probenkörpers auf einer im Wesentlichen kreisringförmigen Messfläche mit vorgegebenem Radius angeordnet sind, wobei der Eintrittspunkt im Wesentlichen im Kreismittelpunkt der kreisringförmigen Messfläche angeordnet ist. Das Licht der Lichtquelle wird dabei vorzugsweise mittels zumindest eines Quellen-Lichtleiters in den Probenkörper eingestrahlt, wobei das Austrittsende dieses Quellen-Lichtleiters den Einstrahlpunkt bildet, so dass das Austrittsende des Quellen-Lichtleiters (in im Wesentlichen einer Ebene) zentrisch innerhalb der Eintrittsenden der Sammel-Lichtleiter angeordnet ist. Der (mittlere) Radius der kreisringförmigen Messfläche entspricht dabei in etwa der Hälfte der Streutiefe und folglich der Hälfte der Tiefe der Streuzentren in dem Probenkörper. Insofern handelt es sich um die Tiefe des zu untersuchenden Gewebebereiches, z. B. eines Blutgefäßes. Lichtleiter meint im Rahmen der Erfindung Lichtwellenleiter (LWL), z. B. Glasfasern bzw. Glasfaserkabel, die aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein können.
  • Die Erfindung geht dabei von der (bekannten) Erkenntnis aus, dass das rückgestreute Streulicht umso weiter vom Einstrahlpunkt entfernt aus dem Gewebe austritt, je tiefer es im Gewebe gestreut wird. Bei Untersuchung des Probenkörper, z. B. des Gewebes, in einer ganz bestimmten Tiefe wird folglich statistisch betrachtet Streulicht besonders hoher Intensität in einem bestimmten Abstand vom Einstrahlpunkt ermittelt, welcher in etwa der Hälfte der Tiefe des Streuzentrums entspricht. Diesen Umstand macht sich die Erfindung zunutze und ordnet eine kreisringförmige Messfläche um den Einstrahlpunkt herum an, wobei der Durchmesser der kreisringförmigen Messfläche in etwa der Tiefe des zu untersuchenden Bereiches entspricht. Die kreisringförmige Messfläche wird dabei von den Eintrittsenden der Sammel-Lichtleiter gebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sammelt folglich das für die gewünschte Untersuchung maßgebliche Streulicht mittels einer Vielzahl von Lichtwellenleitern, welche kreisringförmig um den Einstrahlpunkt herum angeordnet werden. Dadurch wird einerseits eine besonders effiziente Messung erreicht, denn das maßgebliche Streulicht wird optimal ausgenutzt. Andererseits lässt diese Anordnung gleichsam eine Detektion zu, so dass Streulicht aus anderen Tiefen unterdrückt wird. Die kreisringförmige Messfläche kann z. B. von einer einzigen "Reihe" von Lichtleiterenden gebildet werden, die folglich auf einer Kreisbahn angeordnet sind. Die Breite der kreisringförmigen Messfläche entspricht dann in etwa der Dicke der Lichtleiter. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, mehrere (konzentrische) Reihen von Lichtleitern zu einer kreisringförmigen Messfläche zu vereinigen, deren Breite dann größer als die Dicke eines einzelnen Lichtleiters ist. Die Dicke der einzelnen Lichtleiter hängt u. a. von dem Anwendungszweck und der verwendeten Lichtwellenlänge ab. Sie kann grundsätzlich zwischen z. B. 2 μm und 800 μm liegen. Die Breite der kreisringförmigen Messfläche ist kleiner als deren (mittlerer) Radius, vorzugsweise kleiner als 2 mm, z. b. kleiner als 1,5 mm. Sie beträgt z. B. 0,1 mm bis 2 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 1,5 mm, z. B. 0,5 mm bis 1 mm.
  • Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, dem besondere Bedeutung zukommt, sind die Sammel-Lichtleiter mit z. B. ihren Eintrittsenden an einem Haltering befestigt. Dieser Haltering kann hohlzylinderförmig oder auch hohlkegelförmig ausgebildet sein, wobei hohlkegelförmig insbesondere die Form eines Hohlkegelabschnittes meint. Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Radius des Halterings und damit der Radius der kreisringförmigen Messfläche variabel und folglich einstellbar ist. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung ohne großen Aufwand, z. B. während der Untersuchung, individuell an den Einsatzzweck und insbesondere an die Tiefe des zu untersuchenden Gewebes bzw. des zu untersuchenden Blutgefäßes anpassen. Die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung kolimiert folglich ganz gezielt in Abhängigkeit von der gewünschten Messtiefe das für die Messung relevante Streulicht. Dazu kann der Haltering aus mehreren verstellbaren, z. B. gegeneinander verschiebbaren Ringsegmenten bestehen, so dass der Haltering gleichsam blendenartig geöffnet und geschlossen werden kann.
  • Von besonderer Bedeutung ist – wie beschrieben –, dass die Eintrittsenden der Sammel-Lichtleiter eine kreisringförmige Messfläche mit gewünschtem Radius bilden. Um eine einwandfreie Auswertung bei kompaktem Aufbau der Vorrichtung zu ermöglichen, ist es dann zweckmäßig, die Sammel-Lichtleiter mit ihren Austrittsenden zu zumindest einer im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Austrittsfläche zusammenzuführen. Der Radius der kreisscheibenförmigen Austrittsfläche ist folglich deutlich geringer als der Radius der kreisringförmigen Messfläche, da die Lichtwellenleiter vorzugsweise zu einem kompakten Lichtwellenleiterbündel zusammengeführt werden, wobei die einzelnen Lichtwellenleiter im Bereich dieses Lichtwellenleiterbündels im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Diese kreisscheibenförmige Austrittsfläche kann als vollständig ausgefüllte Kreisscheibe mit über die gesamte Fläche gleichmäßig verteilten Lichtwellenleitern ausgebildet sein. Die Austrittsfläche kann jedoch auch einen zentralen lichtwellenleiterfreien Ausschnitt aufweisen. Im Übrigen kann die Austrittsfläche auch eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweisen.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn dieser Austrittsfläche zumindest ein optisches Element, z. B. eine Linse, zugeordnet ist, welche das aus der (kreisscheibenförmigen) Austrittsfläche austretende Licht in einen Brennpunkt fokussiert. In diesem Brennpunkt des optischen Elementes, z. B. der Linse, kann nun ein weiterer Lichtwellenleiter positioniert werden, nämlich das Eintrittsende eines Detektor-Lichtleiters, welcher das gesamte gesammelte und gleichsam fokus sierte Streulicht dann z. B. zu einem Detektor führt. Das bedeutet, dass das Austrittsende des Detektor-Lichtleiters dem Detektor zugeordnet sein kann.
  • Insgesamt sammelt die erfindungsgemäße Vorrichtung das für die Messung relevante Streulicht, welches zunächst auf einer kreisringförmigen Messfläche mit verhältnismäßig großem Radius aus dem Probenkörper austritt und führt dieses Licht mit Hilfe der beschriebenen Lichtwellenleiter und/oder der beschriebenen Linse zusammen, bis es schließlich in einem einzigen Detektor-Lichtleiter oder auch einigen wenigen Detektor-Lichtwellenleitern zu dem Detektor geführt wird.
  • Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass das Quellenlicht, z. B. das Laserlicht, mit Hilfe zumindest eines Quellen-Lichtleiters zugeführt wird und das schließlich gesammelte und kolimierte Streulicht mit Hilfe zumindest eines Detektor-Lichtleiters in den Bereich des Detektors (bzw. der Detektoren) geführt werden kann, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als gleichsam autarke Sammel-Vorrichtung arbeiten. Das bedeutet, dass die vom Benutzer frei positionierbare sondenartige Sammel-Vorrichtung selbst nicht mit einer Lichtquelle und/oder einem Detektor ausgerüstet sein muss. Diese ermöglicht einen besonders kompakte Aufbau.
  • Die Erfindung umfasst jedoch aus Ausführungsformen bei welchen die Lichtquelle(n), z. B. eine Laserdiode(n), in die Sammel-Vorrichtung integriert ist. Außerdem umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei welchen der Detektor bzw. die Detektoren in die Sammel-Vorrichtung integriert ist. So kann der Detektor beispielsweise im Bereich des Fokusses der beschriebenen Sammellinse angeordnet sein. Der Detektor kann auch endseitig an einen Detektor-Lichtwellenleiter angeschlossen sein, welcher in die mobile Sammel-Vorrichtung integriert ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist nicht nur die beschriebene Sammel-Vorrichtung, sondern auch eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren von rückgestreutem Streulicht mit zumindest einer Sammel-Vorrichtung der beschriebenen Art und mit zumindest einem Detektor. Es versteht sich, dass das Detektorsignal anschließend mit Hilfe einer Auswerteeinheit, z. B. einem Rechner oder dergleichen, ausgewertet wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus eine Messvorrichtung, welche neben der beschriebenen Sammel-Vorrichtung einerseits zumindest eine Lichtquelle (gegebenenfalls ein oder mehrere Quellen-Lichtleiter) und darüber hinaus zumindest einen Detektor aufweist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung.
  • In der Figur ist eine erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung 1 dargestellt, welche im Bereich eines Probenkörpers 2 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Probenkörper um ein Körperteil eines menschlichen Körpers. Die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung 1 wird z. B. zur Messung des Blutzuckergehaltes des Blutes auf die Hautoberfläche des Körperteils 2 aufgesetzt. Das zu untersuchende Blutgefäß 3, welches sich in vorgegebener Tiefe T unterhalb der Hautoberfläche befindet, ist ebenfalls angedeutet. Für die nichtinvasive Messung, z. B. des Blutzuckergehaltes, wird Laserlicht in den Bereich des Blutgefäßes 3 eingestrahlt. Dazu dient eine lediglich angedeutete Laser-Lichtquelle 4, welche selbst nicht Gegenstand der erfindungsgemäßen Sammel-Vorrichtung sein muss. Das Licht dieser Laser-Lichtquelle 4 wird mit Hilfe eines Lichtwellenleiters 5 in den Bereich des Einstrahlpunktes 6 auf der Hautoberfläche geführt. Um die gewünschten Parameter, z. B. den Blutzuckergehalt, zu messen, wird die Intensität des rückgestreuten Streulichtes gemes sen. Die Messung kann gegebenenfalls ergänzend mittels Ultraschall-Strahlung durchgeführt werden. Im Einzelnen wird dazu beispielhaft auf die bekannten Verfahren gemäß DE 103 11 408 B3 und DE 10 2005 034 219 A1 verwiesen. Die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung 1 macht sich nun die Tatsache zunutze, dass statistisch gesehen das im Bereich des Einstrahlpunktes 6 eingestrahlte Licht derart von dem zu untersuchenden Gewebe, z. B. des Blutgefäßes 3, rückgestreut wird, dass es aus einer im Wesentlichen kreisringförmigen Messfläche 7 aus dem Probenkörper 2 austritt, wobei der Radius R dieser kreisringförmigen Messfläche 7 im Wesentlichen der Hälfte der Streutiefe und folglich der Hälfte der Tiefe T des zu untersuchenden Gewebes, z. B. Blutgefäßes, in dem Probenkörper 2 entspricht. Dazu weist die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung 1 eine Vielzahl von Sammel-Lichtleitern 8 auf, von denen in der Figur lediglich einige wenige angedeutet sind. Diese Sammel-Lichtleiter 8 sind mit ihren Eintrittsenden 8a auf der im Wesentlichen kreisringförmigen Messfläche 7 der Breite B angeordnet. Der Einstrahlpunkt 6 und folglich das Austrittsende 5b des Quellen-Lichtleiters 5 liegt folglich im Kreismittelpunkt dieser kreisringringförmigen Messfläche 7 und folglich im Mittelpunkt der kreisförmig um dieses Austrittsende 5b angeordneten Eintrittsenden 8a der Sammel-Lichtleiter 8. Die Breite B der ringförmigen Messfläche ist (deutlich) kleiner als der (mittlere) Radius R.
  • Beispielhaft ist dazu eine "reale" Photonenbahn eines gestreuten Photons dargestellt. Die kurvenförmigen bzw. bananenförmigen statistischen Photonenbahnen sind ebenfalls dargestellt. Es ist erkennbar, dass die aus dem Austrittsende 5b des Quellen-Lichtleiters 5 austretenden Photonen in dem Gewebe (mehrfach) gestreut werden und unter Berücksichtung der Tiefe T des zu untersuchenden Blutgefäßes 3 statistisch bevorzugt in den Bereich der kreisförmigen Messfläche 7 und folglich in den Bereich der Eintrittsenden 8a der Sammel-Lichtleiter 8 rückgestreut werden. Die erfindungsgemäße Sammel-Vorrichtung 1 sammelt folglich die für den Messprozess maßgeblichen Anteile des rückge streuten Lichtes, so dass eine besonders effiziente bzw. selektive Auswertung möglich ist. Auch wenn auf diese Weise ganz gezielt rückgestreute Photonen aus einem bestimmten Tiefenbereich des Gewebes ermittelt werden, kann es zweckmäßig sein, ergänzend mit z. B. fokussierter Ultraschallstrahlung zu arbeiten, so dass insgesamt eine besonders effektive Messung möglich ist (vgl. DE 103 11 408 B3 ).
  • Die Sammel-Lichtleiter 8 können mit ihren Eintrittsenden 8a an einem Haltering 9 befestigt sein bzw. von einem derartigen Haltering 9 gehalten werden. Im Ausführungsbeispiel hat dieser Haltering die Form eines Abschnittes eines Hohlkegels, so dass die Sammel-Lichtleiter 8 kegelförmig bzw. konisch zusammenlaufen.
  • Um die erfindungsgemäßes Sammel-Vorrichtung problemlos und individuell an verschiedene Gegebenheiten anpassen zu können, ist der Radius R der kreisringförmigen Messflächen erfindungsgemäß einstellbar, indem beispielsweise der Radius des Halterings 9 variabel und folglich einstellbar ist. Dazu kann der Haltering 9 beispielsweise aus mehreren verstellbaren, z. B. ineinander bzw. gegeneinander verschiebbaren Ringsegmenten besteht. Dieses ist in der Figur nicht im Einzelnen dargestellt. Jedenfalls gewährleistet diese Einstellbarkeit die Anpassung der Sammel-Vorrichtung an verschiedene Messtiefen bzw. Streutiefen T.
  • Da der Radius im Bereich der Eintrittsenden 8a der Sammel-Lichtleiter 8 je nach Untersuchungstiefe T verhältnismäßig groß sein kann, ist es zweckmäßig, die Sammel-Lichtleiter für die weitere Auswertung zusammenzuführen. Dazu können die Sammel-Lichtleiter 8 mit ihren Austrittsenden 8b zu einer im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Austrittsfläche 10 zusammengeführt sein. Diese kreisscheibenförmige Austrittsfläche 10 weist einen deutlich geringeren Radius auf als die kreisringförmige Messfläche 7. Die Austrittsenden 8b der Sammel-Lichtleiter 8 sind folglich zu einem sehr kompakten Lichtwellenleiterbündel zusammengeführt. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, in diesem Bereich einen verhältnismäßig kompakten Flächendetektor endseitig an das Lichtwellenleiterbündel bzw. deren Austrittsenden 8b zu setzen.
  • Im Ausführungsbeispiel ist dieser Austrittsfläche 10 jedoch ein optisches Element, nämlich eine lediglich angedeutete Linse 11 zugeordnet, welche als Sammellinse funktioniert und das gesamte aus der Austrittsfläche 10 austretende Streulicht in dem Brennpunkt 12 fokussiert. Im Ausführungsbeispiel kann es sich dabei um eine GRIN-Linse (Gradient Index Linse) handeln. Grundsätzlich besteht nun die Möglichkeit, in diesen Brennpunkt einen verhältnismäßig kleinen Detektor zu setzen, welcher dann das auszuwertende Signal erzeugt. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch ein weiterer Lichtleiter, nämlich der Detektor-Lichtleiter 13 vorgesehen, der mit seinem Eintrittsende 13a in dem Bereich des Brennpunktes 12 der Linse 11 angeordnet ist. Dieser Detektor-Lichtleiter 13 ermöglich folglich eine flexible Führung des vollständig gesammelten Streulichtes in den Bereich eines gegebenenfalls extern angeordneten Detektors 14, der ebenfalls lediglich angedeutet ist. Dieser Detektor 14 ist dann beispielsweise dem Austrittsende 13b des Detektorlichtleiters 13 zugeordnet.
  • Insofern zeigt die Figur ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Lichtquelle 4 und der Detektor 14 selbst nicht Gegenstand der Sammel-Vorrichtung sind. Vielmehr besteht die Möglichkeit eine flexibel einsetzbare Sammel-Vorrichtung zu schaffen, welche über den Quellen-Lichtleiter 5 einerseits und den Detektor-Lichtleiter 13 andererseits mit einer (gegebenenfalls stationären) Lichtquelle 4 und/oder einem (gegebenenfalls stationären) Detektor 14 kombiniert werden kann. Die Erfindung umfasst jedoch auch Ausführungsformen, bei welchen Lichtquelle 4 und/oder Detektor 14 andererseits in die Sammel-Vorrichtung integriert werden.
  • Im Übrigen ist in der Figur ein Führungsrohr 15 für den Quellen-Lichtleiter 5 angedeutet.
  • Die Wellenlänge der eingesetzten Laserstrahlung kann z. B. zwischen 650 und 2000 nm liegen. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Laserquelle angedeutet. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, mit mehreren, z. B. zwei oder auch vier Lasern zu arbeiten, die gegebenenfalls unterschiedliche Wellenlänge aufweisen können. Dann kann es zur Optimierung vorteilhaft sein, mit mehreren Detektoren zu arbeiten, die für verschiedene Wellenlängebereiche eingerichtet sind. Häufig ist ausreichend, mit zwei verschiedenen Detektoren zu arbeiten, die dann einen ausreichenden spektralen Bereich abdecken. In einem solchen nicht in den Figuren dargestellten Fall besteht die Möglichkeit, die Sammel-Lichtleiter mit ihren Austrittsenden zu mehreren, z. B. kreisförmigen Austrittsflächen zusammenzufassen, die z. B. nebeneinander angeordnet sein können. Die entsprechenden Eintrittsenden dieser Sammel-Lichtleiter können dann auf der Messfläche gleichsam gemischt bzw. abwechselnd angeordnet sein, während die Austrittsenden dann gleichsam auseinandersortiert sind. Es wird folglich mit mehreren Gruppen von Lichtleitern gearbeitet, wobei jede Gruppe z. B. einem Detektor zugeordnet ist. Im Übrigen ist es zweckmäßig, bei mehreren Laserquellen, z. B. Laserdioden, auch mehrere Quellen-Lichtleiter einzusetzen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10311408 B3 [0002, 0017, 0018]
    • - DE 102005034219 A1 [0003, 0017]

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1) zum Sammeln von an bzw. in einem Probenkörper (2) rückgestreutem Streulicht, insbesondere im Zuge nichtinvasiver Messungen an lebendem Geweben, wobei Licht zumindest einer Lichtquelle (4) an einem Einstrahlpunkt (6) in den Probenkörper (2) eingestrahlt wird, mit einer Vielzahl von Sammel-Lichtleitern (8), deren Eintrittsenden (8a) im Bereich des Probenkörpers (2) auf zumindest einer im Wesentlichen kreisringförmigen Messfläche (7) mit vorgegebenen Radius (R) angeordnet sind, wobei der Einstrahlpunkt (6) im Wesentlichen im Kreismittelpunkt der kreisringförmigen Messfläche (7) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Lichtquelle (4) mittels zumindest eines Quellen-Lichtleiters (5) eingestrahlt wird, dessen Austrittsende (5b) den Einstrahlpunkt (6) bildet, so dass das Austrittsende (5b) des Quellen-Lichtleiters (5) zentrisch innerhalb der Eintrittsenden (8a) der Sammel-Lichtleiter (8) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) der kreisringförmigen Messfläche (7) in etwa der Hälfte der Messtiefe bzw. Streutiefe (T) in dem Probenkörper (2) entspricht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel-Lichtleiter (8) mit z. B. ihren Eintrittsenden (8a) an zumindest einem Haltering (9) befestigt sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (9) hohlzylinderförmig oder hohlkegelförmig ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) der kreisringförmigen Messfläche (7), z. B. der Radius des Halterings (9) einstellbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering aus mehreren verstellbaren, z. B. ineinander bzw. gegeneinander verschiebbaren Ringsegmenten, besteht.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel-Lichtleiter (8) mit ihren Austrittsenden (8b) zu zumindest einer Austrittsfläche, z. B. im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Austrittsfläche (10), zusammengeführt sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsfläche (10) zumindest ein optisches Element (11), z. B. eine Linse, zugeordnet ist, welche das aus der z. B. kreisscheibenförmigen Austrittsfläche (10) austretende gesammelte Licht in einem Brennpunkt (12) fokussiert.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Brennpunkt (12) des optischen Elementes (11) das Eintrittsende (13a) zumindest eines Detektor-Lichtleiters (13) angeordnet ist, welcher das gesammelte und fokussierte Streulicht z. B. in einen Detektor (14) führt.
  11. Detektionsvorrichtung zum Detektieren von an bzw. in einem Probenkörper rückgestreutem Streulicht mit zumindest einer Sammel-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mit zumindest einem Detektor (14).
  12. Messvorrichtung mit zumindest einer Lichtquelle (4) und zumindest einem Quellen-Lichtleiter (5) sowie zumindest einer Sammel-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mit zumindest einem Detektor (14).
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