DE4031320A1 - Verfahren und vorrichtung zur optischen untersuchung von koerperteilen oder fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur optischen untersuchung von koerperteilen oder fluessigkeiten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung von Körperteilen hinsichtlich der Lichtabsorbtion im menschlichen oder tierischen Körpergewebe im Bereich nahe unter der Hautoberfläche oder zur Untersuchung von Flüssigkeiten, insbesondere Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Urin. Diese Untersuchungen dienen sowohl diagnostischen als auch sonstigen Prüf- und Untersuchungszwecken.
Veränderungen der Lichtabsorbtion im menschlichen und tierischen Gewebe lassen einerseits auf krankhafte Veränderungen im Körper, andererseits aber auch auf Einwirkungen durch Schadstoffe, Medikamente und Nahrungsmittel schließen. So können die Auswirkungen von Schadstoffen überwacht werden, die mit der Atemluft oder durch Berührung aufgenommen werden. Auf diese Weise können Untersuchungen von Personen für bestimmte Berufe durchgeführt bzw. unterstützt werden, beispielsweise im Industriebereich, bei Kraftfahrern oder Piloten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das in einfacher Weise und mit geringem apparativen Aufbau die optische Untersuchung des Gewebes von Körperteilen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Licht in den Körperteil oder die Flüssigkeit eingestrahlt wird und daß das im Gewebe oder in der Flüssigkeit diffus gestreute und aus dem Körperteil abgestrahlte Licht hinsichtlich seiner Intensität und/oder spektralen Zusammensetzung analysiert wird.
Änderungen der Intensität und insbesondere der spektralen Zusammensetzung des abgestrahlten Lichts ermöglichen in einfacher Weise die rasche Erkennung von Veränderungen im Gewebe bzw. in der Flüssigkeit.
Vorzugsweise wird monochromatisches Licht eingestrahlt. Dann sind die auftretenden optischen Veränderungen besonders deutlich erkennbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß eine bei der diffusen Streuung eintretende spektrale Verschiebung zwischen dem eingestrahlten und dem abgestrahlten Licht ermittelt wird. Es hat sich gezeigt, daß die auftretende spektrale Verschiebung eine besonders rasche und deutliche Erkennung von Veränderungen im Gewebe ermöglicht.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Auflagefläche auf die Hautoberfläche oder eine Flüssigkeitsprobe aufsetzbarer Meßkopf mit einer Lichtquelle für monochromatisches Licht und mit einer optischen Analyseeinrichtung zur Bestimmung der Intensität und/oder der spektralen Zusammensetzung des abgestrahlten Lichts verbunden ist.
Durch die Zusammenfassung in einem Meßkopf ist eine besonders einfache Handhabung möglich. Außerdem wird durch die Zusammenfassung in einem einzigen Meßkopf gewährleistet, daß die Verhältnisse beim Einstrahlen und beim Erfassen des abgestrahlten Lichts bei allen Meßvorgängen gleichbleibend und reproduzierbar sind. Etwaiges Nebenlicht hat keinen störenden Einfluß, weil der Meßkopf mit seiner Auflagefläche unmittelbar auf die Hautoberfläche aufgesetzt wird.
Vorzugsweise ist der Meßkopf mit der Lichtquelle und/oder mit der Analyseeinrichtung über ein Glasfaser- Lichtleitkabel verbunden. Dadurch ist eine besonders leichte und einfache Handhabbarkeit des Meßkopfes gewährleistet, da weder die Lichtquelle noch die optische Analyseeinrichtung bewegt werden müssen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
In der Zeichnung ist schematisch im Schnitt ein Körperteil 1 gezeigt, dessen Gewebe im Bereich unter der Hautoberfläche 2 optisch untersucht werden soll. Zu diesem Zweck wird ein ebenfalls im Schnitt schematisch dargestellter Meßkopf 3 mit seiner Auflagefläche 4 auf die Hautoberfläche 2 aufgesetzt. Eine Lichtquelle 5, beispielsweise ein Monochromator oder ein Laser liefert monochromatisches Licht, das über ein Glasfaser- Lichtleitkabel 6 dem Meßkopf 3 zugeführt wird. Für unterschiedliche Untersuchungszwecke kann ein verstellbarer Monochromator oder ein durchstimmbarer Laser als Lichtquelle 5 verwendet werden.
Das von der Lichtquelle 5 gelieferte monochromatische Licht fällt durch eine in der Zeichnung nur schematisch angedeutete Optik 7 durch eine Lichtaustrittsöffnung 8 in der Auflagefläche 4 des Meßkopfes 3 unter einem schrägen Winkel, beispielsweise in der Größenordnung von 45°, auf die Hautoberfläche 2 und dringt in das darunterliegende Gewebe ein. Im Gewebe des zu untersuchenden menschlichen oder tierischen Körperteils 1 wird das eingestrahlte Licht diffus gestreut bzw. reflektiert. Im Abstand zur Lichtaustrittsöffnung 8 befindet sich in der Auflagefläche 4 eine Lichteintrittsöffnung 9, in der beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Aufnahmeoptik 10 angeordnet ist. Die durch die Richtung der Optik 7 vorgegebene Richtung des eingestrahlten Lichtes und die durch die Optik 10 vorgegebene Richtung des zur Analyse aufgenommenen, abgestrahlten Lichts verlaufen in einem Winkel von weniger als 120° zueinander, beispielsweise in einem Winkel in der Größenordnung von 90°.
Von der Optik 10 gelangt das abgestrahlte Licht über ein Glasfaser-Lichtleitkabel 11 zu einer nur schematisch angedeuteten Analyseeinrichtung 12. Dort wird das Licht nach seiner Intensität und/oder seiner spektralen Verschiebung gegenüber dem eingestrahlten Licht analysiert. Das Ergebnis kann einer Anzeigeeinrichtung 13 und einer Registriereinrichtung 14, beispielsweise einem Drucker zugeführt werden. Wenn eine Spektralanalyse des abgestrahlten Lichts durchgeführt werden soll, d. h. die spektrale Verschiebung zwischen dem eingestrahlten und dem abgestrahlten Licht festgestellt werden soll, enthält die Analyseeinrichtung 12 einen Spektralanalysator.
In entsprechender Weise kann eine Flüssigkeitsprobe, insbesondere von Körperflüssigkeiten wie Urin oder Blut, untersucht werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur optischen Untersuchung von Körperteilen oder Flüssigkeiten dadurch gekennzeichnet, daß Licht in den Körperteil oder die Flüssigkeit eingestrahlt wird und daß das im Gewebe oder in der Flüssigkeit diffus gestreute und aus dem Körperteil oder der Flüssigkeit abgestrahlte Licht hinsichtlich seiner Intensität und/oder spektralen Zusammensetzung analysiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß monochromatisches Licht eingestrahlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei der diffusen Streuung eintretende spektrale Verschiebung zwischen dem eingestrahlten und dem abgestrahlten Licht ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des eingestrahlten Lichts und die Richtung des abgestrahlten, zur Analyse aufgenommenen Lichts in einem Winkel von weniger als 120° zueinander verlaufen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsstelle des eingestrahlten Lichts und die Austrittsstelle des abgestrahlten, zur Analyse aufgenommenen Lichts an der Hautoberfläche des Körperteils im Abstand zueinander liegen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Auflagefläche (4) auf die Hautoberfläche (2) oder eine Flüssigkeitsprobe aufsetzbarer Meßkopf (3) mit einer Lichtquelle (5) für monochromatisches Licht und mit einer optischen Analyseeinrichtung (12) zur Bestimmung der Intensität und/oder der spektralen Zusammensetzung des abgestrahlten Lichts verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) mit der Lichtquelle (5) über ein Glasfaser-Lichtleitkabel (6) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) mit der Analyseeinrichtung (12) über ein Glasfaser-Lichtleitkabel (11) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) ein Monochromator ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) ein Laser ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyseeinrichtung (12) einen Spektralanalysator aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) in seiner Auflagefläche (4) eine Lichtaustrittsöffnung (8) aufweist, die im Abstand zu einer Lichteintrittsöffnung (9) liegt.
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