探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，屬于光學(xué)與傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人體表皮生化成分在臨床與研宄領(lǐng)域都有著重要意義。其中水分、油脂等可作為評判人體皮膚膚質(zhì)與健康程度的重要指標，而其表皮層、真皮層中的糖、脂質(zhì)、血紅蛋白等生理指標與血液中的相應(yīng)指標存在著很大程度的相關(guān)性，可以通過表皮光學(xué)分析來得到血糖、血脂、血紅蛋白等指標。
[0003]在人體表皮生化指標近紅外無創(chuàng)檢測中，近紅外光由光源入射到與人體表皮組織，經(jīng)過人體組織的吸收與散射，于出射光中得到相應(yīng)的吸收光譜。通過對光譜的建模分析可以得到人體表皮中各生化指標的預(yù)測值，該預(yù)測值可應(yīng)用于臨床的檢測與監(jiān)控，有著極高的臨床價值。
[0004]近紅外無創(chuàng)檢測過程中應(yīng)用的普適探頭并不能達到最佳的檢測效果，其主要不足在于:
[0005]1、由于其入射光纖與出射光纖的距離并沒有經(jīng)過精密的計算與設(shè)計，普適光纖探頭無法對特定深度的皮膚組織進行專門測量。
[0006]2、普適的探頭往往難于與皮膚組織進行貼合，容易造成不適感，而對有些的部位又無法探測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法對特定深度的皮膚組織進行專門測量的問題，本發(fā)明提出一種探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置。
[0008]本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0009]探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，其特征是，光源發(fā)出的近紅外光經(jīng)由入射光纖傳導(dǎo)到探測頭中，探測頭與人體皮膚表面接觸，則入射光投射到人體皮膚表面，經(jīng)過在皮膚表面的反射與散射后進入出射光纖，出射光纖具有三組不同芯距的光纖，三組光纖分別傳導(dǎo)至探測器一、探測器二和探測器三中，各個探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)檢測的目的。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]本發(fā)明通過入射光纖和出射光纖的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測。入射光纖由多層出射光纖圍繞，由內(nèi)至外光纖芯距逐層遞增。這樣的光纖芯距可以使探頭具有探測特定深度下皮膚組織的能力。對于人體皮膚，較短芯距的光纖探測的光譜中角質(zhì)層的信號最強；中等芯距的光纖探測的光譜中表皮層與真皮層上層的信號最強；較長芯距的光纖探測的光譜中真皮層的信號最強。由于探頭表面要與人體的皮膚直接接觸，為了避免污染與干擾并且減少清洗的困難，本發(fā)明在探頭與皮膚接觸面上添加了一層玻璃，使之更容易與皮膚貼合。同時在探頭尖端用剛性金屬材料對探頭進行加固。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置示意圖。
[0013]圖中:1、光纖，2、光源，3-1、探測器一，3-2、探測器二，3-3、探測器三，4、探測頭，1-1、入射光纖，1-2、出射光纖。
[0014]圖2為本發(fā)明各光纖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:A、入射光纖截面，B、探測頭內(nèi)光纖截面，C、0.2mm出射光纖截面，D、0.6mm出射光纖截面，EU.0mm出射光纖截面。
[0016]1-4、入射光纖芯，1-5、較短芯距出射光纖芯，1-6、中等芯距出射光纖芯，1_7、較長芯距出射光纖芯，1-8、絕緣塑料，1-9、金屬軟管。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，光源2發(fā)出的近紅外光經(jīng)由入射光纖1-1傳導(dǎo)到探測頭4中，探測頭4與人體皮膚表面接觸，則入射光投射到人體皮膚表面，經(jīng)過在皮膚表面的反射與散射后進入出射光纖1-2，出射光纖1-2具有三組不同芯距的光纖纖芯，三組光纖纖芯分別傳導(dǎo)至探測器一 3-1、探測器二 3-2和探測器三3-3中，由各個探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)檢測的目的。
[0019]如圖2所示，在探測頭4中心位置為入射光纖1-1，在入射光纖1-1周圍芯距0.2mm處設(shè)置短芯距出射光纖芯1-5、芯距0.6mm處設(shè)置中芯距出射光纖芯1_6和芯距1.0mm處設(shè)置長芯距出射光纖芯1-7。在這三種距離下近紅外光可以探測人體皮膚的角質(zhì)層、表皮層和真皮層各層的光譜信號。由于距離中心的入射光纖芯1-4越遠近紅外光在人體組織中傳播的距離就越長，其出射的信號越微弱，所以越靠近外層的出射光纖芯越密集，以增加信號的強度。其中，較短芯距出射光纖芯1-5共4根，中等芯距出射光纖芯1-6共12根，較長芯距出射光纖芯1-7共16根。
[0020]本發(fā)明中光纖I的材質(zhì)是相同的，其內(nèi)部的各個光纖纖芯的周圍為有一定柔韌性的絕緣塑料1-8，起到固定光纖I并使其具有一定的強度與韌性；光纖I的外層為不銹鋼軟管1-9，使光纖I在具有良好的剛性的同時又有受限的彎曲半徑，起到保護光纖I的作用。不銹鋼軟管1-9的彎曲半徑在入射光纖1-1，出射光纖1-2中相對較小，出射光纖1-2中短芯距出射光纖芯1-5、中芯距出射光纖芯1-6和長芯距出射光纖芯1-7較多，彎曲半徑較大。出射光纖1-2的三種排列方式，其都是中心對稱的，也可以于中心密集排列，保證出射光的均勻性。
[0021]探測頭4要與皮膚直接接觸，其探頭前端蓋有琉璃保護層4-1，可以保護入射光纖芯1-4、短芯距出射光纖芯1-5、中芯距出射光纖芯1-6和長芯距出射光纖芯1-7免受外界的污染并且便于清潔。探測頭4前部由剛性金屬層4-2包覆，便于其它設(shè)備對其進行固定。
【主權(quán)項】
1.探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，其特征是，光源(2)發(fā)出的近紅外光經(jīng)由入射光纖(1-1)傳導(dǎo)到探測頭(4)中，探測頭(4)與人體皮膚表面接觸，則入射光投射到人體皮膚表面，經(jīng)過在皮膚表面的反射與散射后進入出射光纖(1-2)，出射光纖(1-2)具有三組不同芯距的光纖，三組光纖分別傳導(dǎo)至探測器一(3-1)、探測器二(3-2)和探測器三(3-3)中，各個探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)檢測的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于，所述探測頭(4)中心為入射光纖(1-1)，在入射光纖(1-1)周圍不同距離處分別設(shè)置短芯距出射光纖(1-5)、中芯距出射光纖(1-6)和長芯距出射光纖(1-7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于，探測頭(4)探頭前端蓋有琉璃保護層(4-1);探測頭(4)前部由剛性金屬層(4-2)包覆。
【專利摘要】探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測裝置，屬于光學(xué)與傳感技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法對特定深度的皮膚組織進行專門測量的問題，該裝置光源發(fā)出的近紅外光經(jīng)由入射光纖傳導(dǎo)到探測頭中，探測頭與人體皮膚表面接觸，則入射光投射到人體皮膚表面，經(jīng)過在皮膚表面的反射與散射后進入出射光纖，出射光纖具有三組不同芯距的光纖，三組光纖分別傳導(dǎo)至探測器一、探測器二和探測器三中，各個探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)檢測的目的；本發(fā)明實現(xiàn)了探測深度可控的人體生化指標無創(chuàng)檢測。
【IPC分類】A61B5-00, A61B5-103
【公開號】CN104545812
【申請?zhí)枴緾N201410843412
【發(fā)明人】盧啟鵬, 吳春陽, 丁海泉, 高洪智, 于新洋
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日