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用于皮膚自發體熒光的透射光檢測型測量設備.pdf

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用于 皮膚 自發 熒光 透射 檢測 測量 設備
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摘要
申請專利號:

CN201310284491.2

申請日:

20130708

公開號:

CN103565410B

公開日:

20160518

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/00 主分類號: A61B5/00
申請人: 韓國電氣研究院
發明人: 姜旭,G·V·帕帕巖,申伊炯,李大善,培壽振,金廣熏
地址: 韓國慶尚南道
優先權: 10-2012-0074251
專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 代理人: 蔣世迅
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310284491.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

用于皮膚自發體熒光的透射光檢測型測量設備。本發明提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,該設備被配置成對參考樣品和測量目標進行光輻照和光檢測。該設備包含:第一光源、第二光源、第一光檢測器、第二光檢測器、光源開關控制器、以及運算器。

權利要求書

1.一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,被配置成對參考樣品和測量目標進行光輻照和光檢測,其特征在于該設備包括:第一光源,輻照激發光;第二光源,輻照波長不同于來自該第一光源的光的波長的光;第一光檢測器和第二光檢測器,被布置成檢測來自第一光源和第二光源的透射光,并被布置成檢測關于熒光信號和透射光信號的兩種不同波長;光源開關控制器,用于控制第一光源和第二光源的接通/斷開;和運算器,從被第一光檢測器和第二光檢測器檢測的熒光信號和透射光信號,計算校正的皮膚熒光信號,其中,該第二光源輻照與被來自第一光源的激發光激發的并且是發射的皮膚熒光有相同的波長范圍的光。2.權利要求1的透射光檢測型測量設備,還包括:一對光傳輸器,被配置成把從光源輻照的激發光,傳輸到測量目標,以及把透射光和熒光信號,傳輸到光檢測器;其中,該光傳輸器有:安裝有光源或光檢測器的安裝表面;從該安裝表面伸延到測量目標并反射光的反射表面;以及接觸表面,它被連接使光入射到該測量目標。3.權利要求2的透射光檢測型測量設備,其中該對光傳輸器包括:被連接到光源的第一光學棱鏡;以及被連接到光檢測器的第二光學棱鏡。4.權利要求3的透射光檢測型測量設備,其中該第一光學棱鏡和該第二光學棱鏡是有三角形斷面的三角形棱鏡。5.權利要求4的透射光檢測型測量設備,其中該第一光學棱鏡有:安裝有第一光源的安裝表面;以及安裝有第二光源的反射表面。6.權利要求5的透射光檢測型測量設備,其中該第二光學棱鏡有:安裝有第一光檢測器的安裝表面,以及安裝有第二光檢測器的反射表面。7.權利要求2的透射光檢測型測量設備,其中該對光傳輸器包括:被連接到光源的第一光導管;以及被連接到光檢測器的第二光導管。8.權利要求7的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管有傾斜的反射表面,并有錐形柱形狀,在該形狀中,安裝表面比接觸表面更大。9.權利要求7的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管有:安裝有第一光源和第二光源的安裝表面。10.權利要求7的透射光檢測型測量設備,其中該第二光導管有:安裝有第一光檢測器和第二光檢測器的安裝表面。11.權利要求7的透射光檢測型測量設備,還包括分色棱鏡,在該第二光導管的安裝表面一側,用于使被檢測光分成兩個波長帶。12.權利要求11的透射光檢測型測量設備,其中該第一光檢測器被布置成檢測從該分色棱鏡反射的光,而該第二光檢測器被布置成檢測來自該分色棱鏡的透射光。13.權利要求7的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管是豎直型光導管,沿垂直方向伸延到有測量目標的接觸表面。14.權利要求7的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管是水平型光導管,沿平行方向伸延到有測量目標的接觸表面。15.權利要求14的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管的反射表面是錐形的,以便使它們的橫截面面積從安裝表面到接觸表面縮減。16.權利要求14的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管的安裝表面,對它們的反射表面傾斜。17.權利要求14的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管的反射表面,分別包括對接觸表面傾斜的彎曲反射表面。18.權利要求14的透射光檢測型測量設備,其中該第一光導管和第二光導管的反射表面,利用鏡面鍍層被處理。19.權利要求2的透射光檢測型測量設備,還包括:轉移部分,用于沿豎直方向移動該光傳輸器;和厚度指示器,用于測量該兩個光傳輸器之間的距離,并且用于指示測量目標的厚度。20.權利要求2的透射光檢測型測量設備,還包括光學連接器,被布置在該光傳輸器的接觸表面上并與測量目標接觸。21.權利要求20的透射光檢測型測量設備,其中該光學連接器,作為由光傳輸器和測量目標之間的液體材料或彈性材料形成的連接層起作用。22.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該光源開關控制器控制第一光源和第二光源,以便使第一光源和第二光源的接通狀態在時間上相互分開。23.權利要求22的透射光檢測型測量設備,其中該開關控制器,被配置成檢測熒光信號和來自第一光源的透射光信號以及來自第二光源的透射光信號,同時不斷地重復第一光源和第二光源按順序接通和斷開的過程。24.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該測量目標和該參考樣品,有選擇地被定位在第一光源和第二光源的光路上。25.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該第一光源輻照具有370±20nm波長的光。26.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該第二光源輻照具有440±20nm波長的光。27.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該開關控制器,在接通每一個光源之前,控制全部第一光源和第二光源被斷開。28.權利要求27的透射光檢測型測量設備,其中當開關控制器斷開全部第一光源和第二光源時,第一光檢測器和第二光檢測器測量暗信號,而該運算器存儲該被測量的暗信號并根據該被存儲的暗信號,對被檢測的熒光信號及透射光信號加以補償。29.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,其中該開關控制器控制第一光源和第二光源以便按約10Hz到約100Hz的周期重復接通/斷開。30.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,還包括光檢測器開關控制器,用于控制第一光檢測器和第二光檢測器的接通/斷開。31.權利要求1到21中任一項的透射光檢測型測量設備,包括:光傳感器,包括第一光源、第二光源、第一光檢測器以及第二光檢測器;和主機體,電學上被連接到該光傳感器,并包括運算器,其中該光傳感器可從該主機體拆卸。32.權利要求31的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器包括用于存儲檢測數據的存儲器。33.權利要求1的透射光檢測型測量設備,包括:光傳感器,包括第一光源、第二光源、第一光檢測器以及第二光檢測器;和主機體,電學上被連接到該光傳感器,并包括運算器,其中該光傳感器可從該主機體拆卸;其中該光傳感器,包括被連接到第一光源和第二光源的第一固定部分,以及被連接到第一光檢測器和第二光檢測器的第二固定部分,且該第一固定部分和第二固定部分相互面對,以便在其間形成插入空間。34.權利要求1的透射光檢測型測量設備,包括:光傳感器,包括第一光源、第二光源、第一光檢測器以及第二光檢測器;和主機體,電學上被連接到該光傳感器,并包括運算器,其中該光傳感器可從該主機體拆卸;其中該光傳感器包括公共光源光波導,用于按共用方式傳輸從第一光源和第二光源輻照的光。35.權利要求34的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器包括公共檢測光波導,用于按共用方式把透射光和皮膚熒光傳輸到第一光檢測器和第二光檢測器。36.權利要求34的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器包括在光路上的第一分色反射鏡,以便使從第一光源和第二光源輻照的光,傳輸到該公共光源光波導。37.權利要求36的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器,包括在光路上的第二分色反射鏡,以便使來自公共檢測光波導的光分開,并使被分開的光傳輸到第一光檢測器和第二光檢測器。38.權利要求36的透射光檢測型測量設備,包括在第一光源和第一分色反射鏡之間的光源濾波器,以便使從第一光源輻照的第一波長的光通過,并阻止從第二光源輻照的第二波長的光。39.權利要求36的透射光檢測型測量設備,包括在第一及第二光源與第一分色反射鏡之間的物鏡,以便分別使從第一和第二光源輻照的光聚光。40.權利要求37的透射光檢測型測量設備,包括在第二分色反射鏡和第一光檢測器之間的第一檢測濾波器,以及在第二分色反射鏡和第二光檢測器之間的第二檢測濾波器,其中該第一檢測濾波器使第一波長的光通過并阻止第二波長的光,而該第二檢測濾波器阻止第一波長的光并使第二波長的光通過。41.權利要求37的透射光檢測型測量設備,包括在第一及第二光檢測器與第二分色反射鏡之間的物鏡,以便使通過第二分色反射鏡的光分別聚集在第一光檢測器和第二光檢測器上。42.權利要求1的透射光檢測型測量設備,包括:光傳感器,包括第一光源、第二光源、第一光檢測器以及第二光檢測器;主機體,電學上被連接到該光傳感器,并包括運算器,其中該光傳感器可從該主機體拆卸;和用于傳輸從第一光源輻照的光的第一光源光波導,以及用于傳輸從第二光源輻照的光的第二光源光波導。43.權利要求42的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器包括:第一檢測光波導,用于把第一光源的透射光傳輸到第一光檢測器;以及第二檢測光波導,用于把第二光源的透射光或皮膚熒光傳輸到第二光檢測器。44.權利要求42的透射光檢測型測量設備,包括在第一光源和第一光源光波導之間的光源濾波器,以便使從第一光源輻照的第一波長的光通過并阻止從第二光源輻照的第二波長的光。45.權利要求43的透射光檢測型測量設備,包括:在第一光源光波導和第一光檢測器之間的第一檢測濾波器,以便使第一波長的光通過并阻止第二波長的光;以及在第二光源光波導和第二光檢測器之間的第二檢測濾波器,以便阻止第一波長的光并使第二波長的光通過。46.權利要求33的透射光檢測型測量設備,其中該第一光源和第二光源被布置在該第一固定部分的遠端,以便使光直接輻照在測量目標上,而該第一光檢測器和第二光檢測器被布置在第二固定部分的遠端,以便直接檢測透射光和皮膚熒光。47.權利要求46的透射光檢測型測量設備,其中該第一光檢測器和第二光檢測器被配置成形成兩個扇區,并包括在該兩個扇區前面的帶通濾波器,以便把光分別分成第一波長(λ1)和第二波長(λ2)。48.權利要求46的透射光檢測型測量設備,其中該第一固定部分和第二固定部分按夾子形被制造,以便固定測量目標,同時擠壓該測量目標。49.權利要求33的透射光檢測型測量設備,其中該參考樣品可移動地被安裝在光傳感器中,并當測量目標從第一固定部分和第二固定部分之間的插入空間移出時,該參考樣品被裝進該插入空間。50.權利要求49的透射光檢測型測量設備,其中當作為測量目標的皮膚被定位在插入空間時,該光傳感器對皮膚進行測量,而當測量目標被移出,然后參考樣品被定位在插入空間時,該光傳感器對該參考樣品進行測量。51.權利要求50的透射光檢測型測量設備,其中該光傳感器存儲關于作為測量目標T的皮膚和參考樣品的測量結果,并把關于該皮膚和參考樣品的存儲數據,傳輸到主機體,以便允許該運算器計算校正的皮膚熒光信號。52.權利要求31的透射光檢測型測量設備,其中該主機體還包括顯示部分,且該顯示部分輸出在運算器中計算的校正的皮膚熒光信號。53.權利要求1到21的任一項的透射光檢測型測量設備,其中該運算器通過下面的方程式計算校正的皮膚熒光值:AF=K[I(λ2,t1)/I(λ2,t1)]/{[T(λ1)][T(λ2)]}這里,T(λ1)=I(λ1,t1)/1(λ1,t1):激發波長中的漫射透射系數;T(λ2)=I(λ2,t2)/1(λ2,t2):發射波長中的漫射透射系數;I(λ2,t1):皮膚組織的內在熒光(皮膚熒光)信號值;I(λ1,t1):激發光波長中皮膚組織的透射光信號值;I(λ2,t2):發射光波長中皮膚組織的透射光信號值;k1,k2:校正函數關于激發光和發射光波長的指數;1(λ2,t1):參考樣品的內在熒光信號值;1(λ1,t1):激發光波長中參考樣品的透射光信號值;和1(λ2,t2):發射光波長中參考樣品的透射光信號值,K:計及使用的參考樣品特性的比率系數。54.一種用于皮膚熒光的透射光型測量設備,被配置成對參考樣品和測量目標進行光輻照和光檢測,其特征在于該設備包括:第一光源,輻照激發光;第二光源,輻照波長不同于來自該第一光源的光的波長的光;光導管,被配置成把從第一和第二光源輻照的光傳輸到測量目標;光譜儀,被布置成檢測來自第一光源和第二光源的透射光,并被布置成檢測關于熒光信號和透射光信號的兩種不同波長;光纖,被配置成把透射光和熒光信號轉移到光檢測器;光源開關控制器,用于控制第一光源和第二光源的接通/斷開;和運算器,從被第一光檢測器和第二光檢測器檢測的熒光信號和透射光信號,計算校正的皮膚熒光信號,其中,該第二光源輻照與被來自第一光源的激發光激發的并且是發射的皮膚熒光有相同的波長范圍的光。

說明書

技術領域

本發明涉及一種皮膚自發體熒光測量設備,用于通過測量來自皮膚中積累的晚期糖基化終末產物的皮膚的自發體熒光,診斷諸如糖尿病的各種疾病。

本發明涉及皮膚自發體熒光測量設備,用于通過測量來自皮膚中積累的物質的皮膚自發體熒光,診斷各種疾病。

背景技術

自發體熒光是激發光被吸收進皮膚后,從皮膚的光發射。因為有皮膚內部的生物計量學數據,自發體熒光作為疾病的生物標記起作用,并能通過無創傷式(non-invasive)方法,檢查全身器官的生理狀態的損傷。

例如,晚期糖基化終末產物(AdvancedGlycationEnd-product(AGE))是通過人體中蛋白質的糖氧化形成,是損害許多蛋白質功能的美拉德(Maillard)反應的結果。一般而言,暴露于心臟病風險因素,諸如吸煙、攝入含高脂肪酸的食物,血膽甾醇過多,以及由于急性疾病,諸如敗血癥引起的氧化應激,導致AGE的產生。這樣,產生的AGE緩慢分解并在身體中長期積累。AGE產物的增加與慢性疾病諸如動脈硬化的進程相關聯。隨著老化過程,AGE往往在體內積累,貫穿一個人的終生。

在多糖癥持續期間,無酶蛋白質糖化和糖氧化的持續反應出現,從而是不可逆的糖原和蛋白質的復合物的AGE被形成。AGE的積累,在罹患糖尿病、腎衰竭和心血管疾病的病人中迅速發展。AGE在包含皮膚的各種組織中被積累。AGE通過紫外光范圍(峰值靠近約370nm)的激發光輻照,具有在藍光頻譜范圍(峰值靠近約440nm)上輻照自發體熒光(AF)的特征。

AGE能夠被用作與一系列疾病有關的生物標記,并能通過用無創傷式方法,測量皮膚的自發體熒光,評定整個身體器官的生理損害。就是說,AGE能夠在與年齡有關的疾病中,預測長期并發癥。尤其是,皮膚自發體熒光的量,在罹患糖尿病和腎衰竭的病人中增加,并涉及血管并發癥和冠心病(CHD,)。AGE積累能夠通過用無創傷式方法的皮膚自發體熒光被測量,這是一種無創傷式臨床的工具,對在與AGE積累相關聯的環境下的長期血管并發癥和糖尿病的風險評定有用。

美國專利申請公告No.2004-186363(下文稱之為參考文件1),公開了通過測量病人前臂附近的皮膚熒光評定AGE的技術,作為建議用皮膚自發體熒光測量作為AGE評定的一種方法和設備。

在參考文件1中,激發光源是黑光熒光管,發射約300nm到約420nm范圍的UV波長光。光的收集和記錄由光纖光譜儀進行。為了增加測量面積,光纖的端面被布置成離設備的透明窗一定距離(d為約5mm到約9mm)。為了降低從皮膚和窗反射的光的影響,該光纖被布置成以約45度傾斜于該窗的表面。

具體地說,在參考文件1中,用于收集光的光纖端面被布置成離目標斑點盡可能遠。在這種情形下,要測量的目標斑點面積是約0.4cm2。

然而,上述方法存在限制,隨著測量距離(d)為增大目標斑點面積而增加,被收集的熒光信號也大大地降低。因此,在按照相關技術的參考文件1中,數據檢測的可靠性,可以由于能夠被測量的皮膚面積大小的限制而降低。尤其是,該精確度限制,頗大地表現在諸如是皮膚的異質斑點的痣、血管和傷口的部分中。

同時,美國專利申請公告No.2008-103373(下文稱之為參考文件2),公開一種用于測量AGE的設備,用于進行糖尿病患者的篩選試驗。類似于參考文件1,參考文件2中公開的設備,包含對前臂皮膚進行熒光測量的光纖光譜儀。但是與參考文件1不同的是,光纖探針按包含多分支的束的形式被提供。

在參考文件2的設備中,從發光二極管發射的紫外光和藍光,通過光纖探針輻照在受治療者(subject)的前臂上,而從那里發射的皮膚熒光和漫反射光,通過光纖探針被收集。被收集的光在光譜儀中波長色散(wavelength-dispersed),然后由線性陣列檢測器檢測。光纖探針的兩個分支(照明光纖;通道1和通道2)用來輻照光在目標斑點上,而第三分支(收集光纖)把光從目標傳送到多通道光譜儀。光纖探針分支束在那里被組合的組織界面的端面,變成與被輻照的皮膚接觸。

白光LED的光從光纖探針的一個分支發射,用于反射光的光譜測量,并且在發射紫外光到藍光光譜范圍光的LED中合適的LED的光,從光纖探針的另一分支經由開關設備被發射。各種波長能夠被選擇,以選擇最佳熒光激發條件。反射光光譜測量被用于檢測由黑色素和血紅蛋白產生的自發體熒光,并補償測量結果。相應的光纖按一定次序被布置在光纖束中。來自該光纖束的三個分支的光纖,順序地被布置成間隔為b=0.5mm的馬賽克圖形。

在參考文件2中,因為光通過光纖探針被輻照在受治療者的前臂上,光纖探針被包含作為光傳輸介質。然而,光纖探針具有傳輸損耗限制,該傳輸損耗根據光纖的小直徑和低數值孔徑出現。

此外,因為參考文件1和2中公開的兩種設備,包含在接收光的光接收單元中的光纖,所以在接收單元的光纖探針中存在內在的限制。因為參考文件1和2被配置成使用光纖光譜儀和線性陣列檢測器,所以存在的限制是,AGE的自發體熒光信號波長,在被線性陣列檢測器占據的檢測面積中變得相對地更小。因此,被檢測的熒光信號被色散,而被直線陣列檢測器檢測的波長的光強,相對地變得更小。此外,由于光纖探針和光纖光譜儀,要使設施最小化是困難的。

同時,當皮膚熒光被測量以診斷疾病時,除了檢測皮膚上光輻照區域反射的反射光和皮膚熒光的反射檢測方法之外,透射光檢測方法還可以被考慮,該方法檢測輻照在皮膚上的光的透射光,以及在該透射光被測量的位置上的皮膚熒光。

在透射光檢測方法中,被用于測量從目標皮膚產生的內在熒光的強度的目標皮膚,被輻照光透射,所以該光能夠在該目標皮膚的相反側被檢測。

一般地說,目標皮膚的各部分,能夠按透射光檢測方法作如下考慮。首先,在耳垂有3mm厚度的情形下,透射光的損耗是可觀的,且血液吸收光的影響是非常可觀的。同樣,在手指的情形下,當測量在指甲和指甲兩邊的皮膚之間進行時,測量受指甲產生的熒光的影響是可觀的。另一方面,當測量在指甲和沿垂直于指甲方向的相反側上的皮膚之間進行時,光路與損耗比增加,且測量可觀地受手指皮膚條件和血液的影響。同時,當測量在拇指和食指之間的皮膚上進行時,有如下的好處。首先,因為皮膚的厚度是約1mm,光損耗不大。其次,測量受血液的影響小。第三,測量受皮膚色素的影響小,且方便施行。

同時,雖然使用透射光的選擇性診斷在身體部分被施行,但從皮膚產生的熒光的強度,受光散射和出現在皮膚內的吸收,以及皮膚中包含的熒光物質的影響。

這樣,因為測量誤差由于光散射和吸收的影響而出現,有必要校正測量誤差,以便準確地檢測由于熒光激發產生的皮膚熒光。尤其是,在使用皮膚熒光測量值診斷諸如糖尿病的疾病的情況下,因為在有疾病的人和沒有疾病的人之間的差值,沒有大到足以抵消測量誤差,所以即使當皮膚熒光通過透射光檢測方法被測量時,更準確地檢測皮膚熒光的設備是需要的。

因此,為了實現用透射光檢測方法的選擇性診斷設備,該設備的小型化和可移動性必須首先被準備。相應地,設備中的光輻照的效率和熒光檢測是必需的。

另外,非常重要的是,為了更清楚地在有疾病的人和沒有疾病的人之間的鑒別,改進光輻照的效率和熒光檢測,并降低由于光散射和皮膚內的吸收引起的測量誤差,以便對選擇性診斷部分獲得準確的診斷。

在背景技術部分中公開的上述信息,僅僅為了增強對本發明背景的了解,從而可以含有不構成本地區該領域的熟練技術人員早已周知的現有技術的信息。

發明內容

本發明提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,它能夠在測量皮膚的晚期糖基化終末產物(AGE)熒光中,與透射光一起檢測皮膚熒光,并從該檢測的皮膚熒光和透射的輻照光,計算有改進精度的校正的皮膚熒光信號。

本發明還提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,它能夠通過從校正的皮膚熒光值準確地評定諸如AGE的診斷因素,增加諸如糖尿病的疾病的診斷可能性。

本發明還提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中的光學系統和光源系統能夠簡單地被配置成方便地施行診斷過程。

一方面,本發明提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,它被配置成對參考樣品和測量目標,進行光輻照和光檢測,該設備包含:第一光源,輻照激發光;第二光源,輻照波長不同于該第一光源的光的波長的光;第一光檢測器和第二光檢測器,被布置成檢測來自第一光源和第二光源的透射光,并被布置成檢測關于熒光信號和透射光信號的兩種不同波長;光源開關控制器,用于控制第一光源和第二光源的接通/斷開;以及運算器,從被第一光檢測器和第二光檢測器檢測的熒光信號和透射光信號,計算校正的皮膚熒光信號,其中該第二光源輻照與被第一光源的激發光激發的并且是發射的皮膚熒光有相同的波長范圍的光。

在一示例性實施例中,該光源開關控制器,可以控制第一光源和第二光源,以便使第一光源和第二光源的接通狀態,在時間上相互分開。

在另一個示例性實施例中,該開關控制器可以被配置成:檢測熒光信號和來自第一光源的透射光信號以及來自第二光源的透射光信號,同時不斷地重復第一光源和第二光源按順序接通和斷開的過程。

在再另一個示例性實施例中,該測量目標和該參考樣品,可以有選擇地被定位在第一光源和第二光源的光路上。

在又另一個示例性實施例中,該第一光源可以輻照具有370±20nm波長的光。

在又再另一個示例性實施例中,該第二光源可以輻照具有440±20nm波長的光。

在又一個示例性實施例中,該開關控制器在接通每一個光源之前,可以控制全部第一光源和第二光源被斷開。

在再另一個示例性實施例中,當開關控制器斷開全部第一光源和第二光源時,第一光檢測器和第二光檢測器可以測量暗信號,而該運算器可以存儲該被測量的暗信號并根據該被存儲暗信號,對被檢測的熒光信號及透射光信號加以補償。

在又另一個示例性實施例中,該開關控制器可以控制第一光源和第二光源按約10Hz到約100Hz的周期重復接通/斷開。

在再另一個示例性實施例中,該設備還可以包含光檢測器開關控制器,用于控制第一光檢測器和第二光檢測器的接通/斷開。

在又另一個示例性實施例中,該設備可以包括:包含第一光源、第二光源、第一光檢測器以及第二光檢測器的光傳感器;以及主機體,電學上被連接到該光傳感器并包含運算器,其中該傳感器可從該主機體拆卸。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含被連接到第一光源和第二光源的第一固定部分,以及被連接到第一光檢測器和第二光檢測器的第二固定部分,且該第一和第二固定部分可以相互面對,以便在其間形成插入空間。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含用于存儲檢測數據的存儲器。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含公共光源光波導,用于按共用方式傳輸從第一光源和第二光源輻照的光。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含公共檢測光波導,用于按共用方式,把透射光和皮膚熒光傳輸到第一光檢測器和第二光檢測器。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含在光路上的第一分色反射鏡,以便使從第一光源和第二光源輻照的光,傳輸到該公共光源光波導。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含在光路上的第二分色反射鏡,以便使來自公共檢測光波導的光分開,并使被分開的光傳輸到第一光檢測器和第二光檢測器。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包括在第一光源和第一分色反射鏡之間的光源濾波器,使從第一光源輻照的第一波長的光通過,并阻止從第二光源輻照的第二波長的光。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包括在第一及第二光源與第一分色反射鏡之間的物鏡,以便分別使從第一及第二光源輻照的光聚光。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包含在第二分色反射鏡和第一光檢測器之間的第一檢測濾波器,以及在第二分色反射鏡和第二光檢測器之間的第二檢測濾波器,其中該第一檢測濾波器使第一波長的光通過,并阻止第二波長的光,而該第二檢測濾波器阻止第一波長的光并使第二波長的光通過。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包含在第一及第二光檢測器與第二分色反射鏡之間的物鏡,以便使通過第二分色反射鏡的光,分別聚集在第一光檢測器和第二光檢測器上。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包含第一光源光波導,用于傳輸從第一光源輻照的光,以及第二光源光波導,用于傳輸從第二光源輻照的光。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以包含第一檢測光波導,用于把第一光源的透射光傳輸到第一光檢測器,以及第二檢測光波導,用于把第二光源的透射光或皮膚熒光傳輸到第二光檢測器。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包含在第一光源和第一光源光波導之間的光源濾波器,以便使從第一光源輻照的第一波長的光通過,并阻止從第二光源輻照的第二波長的光。

在再又一個示例性實施例中,該設備可以包含在第一光源光波導和第一光檢測器之間的第一檢測濾波器,用于使第一波長的光通過,而阻止第二波長的光,以及在第二光源光波導和第二光檢測器之間的第二檢測濾波器,用于阻止第一波長的光,而使第二波長的光通過。

在再又一個示例性實施例中,該第一光源和第二光源可以被布置在該第一固定部分的遠端,以便使光直接輻照在測量目標上,而該第一光檢測器和第二光檢測器可以被布置在第二固定部分的遠端,以便直接檢測透射光和皮膚熒光。

在再又一個示例性實施例中,該第一光檢測器和第二光檢測器可以被配置成形成兩個扇區,并可以包含在該兩個扇區前面的帶通濾波器,用于把光分別分成第一波長(λ1)和第二波長(λ2)。

在再又一個示例性實施例中,該第一固定部分和第二固定部分可以按夾子的形式制造,用于固定測量目標,同時擠壓該測量目標。

在再又一個示例性實施例中,該參考樣品可以可移動地被安裝在光傳感器中,并當測量目標從第一固定部分和第二固定部分之間的插入空間移出時,可以被裝進該插入空間。

在再又一個示例性實施例中,當作為測量目標的皮膚被定位在插入空間時,該光傳感器可以對皮膚進行測量,而當測量目標被移出,然后參考樣品被定位在插入空間時,可以對該參考樣品進行測量。

在再又一個示例性實施例中,該光傳感器可以存儲關于作為測量目標T的皮膚和參考樣品的測量結果,并可以把關于該皮膚和參考樣品的存儲數據傳輸到主機體,以便允許該運算器計算校正的皮膚熒光信號。

在再又一個示例性實施例中,該主機體還可以包含顯示部分,且該顯示部分輸出在運算器中計算的校正的皮膚熒光信號。

在再又一個示例性實施例中,該運算器可以通過下面的方程式計算校正的皮膚熒光值:

AFcorr=K[I(λ2,t1)/I0(λ2,t1)]/{[T(λ1)]k1[T(λ2)]}k2

這里,T(λ1)=I(λ1,t1)/I0(λ1,t1):激發波長中的漫射反射系數;

T(λ2)=I(λ2,t2)/I0(λ2,t2):發射波長中的漫射反射系數;

I(λ2,t1):皮膚組織的內在熒光(皮膚熒光)信號值;

I(λ1,t1):激發光波長中皮膚組織的透射光信號值;

I(λ2,t2):發射光波長中皮膚組織的透射光信號值;

k1,k2:校正函數關于激發光和發射光波長的指數;

I0(λ2,t1):參考樣品的內在熒光信號值;

I0(λ1,t1):激發光波長中參考樣品的透射光信號值;和

I0(λ2,t2):發射光波長中參考樣品的透射光信號值。

K:計及使用的參考樣品特性的比率系數。

本發明的其他方面和示例性實施例在下面討論。

在再又一個示例性實施例中,本發明提供一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,包括:第一光源,輻照激發光;光檢測器,用于檢測有關從該光源輻照的激發信號的透射光和熒光信號;一對光傳輸器,被配置成把從光源輻照的激發光傳輸到測量目標,并把透射光和熒光信號傳輸到光檢測器;其中該光傳輸器有:安裝有光源或光檢測器的安裝表面;從該安裝表面到測量目標伸延并反射光的反射表面;以及接觸表面,被連接以致使光入射到測量目標。

在再又一個示例性實施例中,該光源可以被配置成包括:輻照激發光的第一光源;以及輻照具有波長不同于該第一光源的光的波長的光的第二光源。該光檢測器可以被配置成包括第一光檢測器和第二光檢測器,該兩個光檢測器被布置成檢測關于熒光信號和反射光信號的兩種不同波長。

在再又一個示例性實施例中,該第二光源可以輻照有皮膚熒光的波長范圍的光,該皮膚熒光由第一光源的激發光激發的并且是發射的。

在再又一個示例性實施例中,該設備還可以包含:光源開關控制器,用于控制第一光源和第二光源的接通/斷開;以及運算器,用于從被第一光檢測器和第二光檢測器檢測的熒光信號和透射光信號,計算校正的皮膚熒光信號。

在再又一個示例性實施例中,該對光傳輸器可以包含:被連接到光源的第一光學棱鏡;以及被連接到光檢測器的第二光學棱鏡。

在再又一個示例性實施例中,該第一光學棱鏡和該第二光學棱鏡,可以是有三角形斷面的三角形棱鏡。

在再又一個示例性實施例中,該第一光學棱鏡可以有:安裝有第一光源的安裝表面;以及安裝有第二光源的反射表面。

在再又一個示例性實施例中,該第二光學棱鏡可以有:安裝有第一光檢測器的安裝表面,以及安裝有第二光檢測器的反射表面。

在再又一個示例性實施例中,該對光傳輸器可以包括:被連接到光源的第一光導管;以及被連接到光檢測器的第二光導管。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管可以有傾斜的反射表面,并有錐形柱形狀,在該形狀中,安裝表面比接觸表面更大。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管可以有:安裝有第一光源和第二光源的安裝表面。

在再又一個示例性實施例中,該第二光導管可以有:安裝有第一光檢測器和第二光檢測器的安裝表面。

在再又一個示例性實施例中,該設備還可以包含分色棱鏡,在該第二光導管的安裝表面一側,用于使被檢測光分成兩個波長帶。

在再又一個示例性實施例中,該第一光檢測器可以被布置成檢測從該分色棱鏡反射的光,而該第二光檢測器可以被布置成檢測來自該分色棱鏡的透射光。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管,可以是沿垂直方向伸延到有測量目標的接觸表面的豎直型光導管。

在再又一個示例性實施例中,其中該第一光導管和該第二光導管,可以是沿平行方向伸延到有測量目標的接觸表面的水平型光導管。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管的反射表面可以是錐形的,以便使它們的橫截面面積從安裝表面到接觸表面縮減。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管的安裝表面,可以對它們的反射表面傾斜。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管的反射表面,可以分別包含對接觸表面傾斜的彎曲反射表面。

在再又一個示例性實施例中,該第一光導管和該第二光導管的反射表面,可以利用鏡面鍍層(mirrorcoating)被處理。

在再又一個示例性實施例中,該設備還可以包含:轉移部分,用于沿豎直方向移動該光傳輸器;以及厚度指示器,用于測量該兩個光傳輸器之間的距離,并指示測量目標的厚度。

在再又一個示例性實施例中,該設備還可以包含光學連接器,被布置在該光傳輸器的接觸表面上,并與測量目標接觸。

在再又一個示例性實施例中,該光學連接器可以作為由光傳輸器和測量目標之間的液體材料或彈性材料形成的連接層起作用。

附圖說明

本發明上述和其他特性,現在將參考本發明的某些出示附圖的示例性實施例,詳細描述,這些附圖僅以說明方式在下文給出,從而不是對本發明的限制,附圖中:

圖1是曲線,表明從光源輸入的光和被光檢測器檢測的光的強度,圖上按時間畫出,以解釋按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的測量原理;

圖2是視圖,畫出按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備;

圖3是視圖,畫出按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,當光源和光檢測器以及目標皮膚之間沒有間隙時,光源和光檢測器的示例性布置;

圖4是視圖,畫出按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,當光源和光檢測器以及目標皮膚之間有間隙時,光源和光檢測器的示例性布置;

圖5是視圖,畫出按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中光學棱鏡被使用;

圖6到10是視圖,畫出按照本發明另一個實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備;

圖11是視圖,畫出按照本發明再另一個實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中修改的光導管被使用;和

圖12是視圖,畫出按照本發明再另一個實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中可以用光纖或光纖束代替光導管。

附圖中舉出的參考數字,包含參考如下的元件,如在下面進一步討論:

100:光傳感器200:主機體

111:第一光源112:第二光源

113:第一分色反射鏡114:光源濾波器

115、116:物鏡117:公共光源光波導

121:第一光檢測器122:第二光檢測器

123:第二分色反射鏡124:第一檢測濾波器

125:第二檢測濾波器126、127:物鏡

128:公共檢測光波導130:電子控制模塊

131、132:A/D變換器133:數據轉移模塊

134:驅動器模塊210:操作部分

220:顯示部分

300:光傳感器400:主機體

311:第一光源312:第二光源

313:光源濾波器314:第一光源光波導

315:第二光源光波導321:第一光檢測器

322:第二光檢測器323:第一檢測濾波器

324:第二檢測濾波器325:第一檢測光波導

326:第二檢測光波導330:電子控制模塊

331、332:A/D變換器333:數據轉移模塊

334:驅動器模塊410:操作部分

420:顯示部分

511:第一光源512:第二光源

521:第一光檢測器522:第二光檢測器

530:電子控制模塊531、532:A/D變換器

533:數據轉移模塊534:驅動器模塊

600:主機體610:操作部分

620:顯示部分

710:第一光源712:第二光源

720:第一光學棱鏡730:第二光學棱鏡

741:第一光檢測器742:第二光檢測器

750:光學連接器761、762:濾波器

800:光傳感器

811:第一光源812:第二光源

820:第一光導管830:第二光導管

841:第一光檢測器842:第二光檢測器

850:光學連接器860:主機體

870:分色棱鏡

911:第一光源912:第二光源

920:第一光導管930:第二光導管

941:第一光檢測器942:第二光檢測器

950:光學連接器

T:測量目標(皮膚)R:參考樣品

應當理解,附圖不一定按比例,附圖給出說明本發明基本原理的各種優選特征的某種程度的簡化表示。本發明的具體設計特征,如本文所公開,例如包含具體的尺寸、取向、位置、以及形狀,將部分地由特定指向的應用和使用環境確定。

圖中,遍及附圖中的若干個圖,參考數字是指本發明的相同或等價的部分。

具體實施方式

現在將在下文詳細參考本發明的各個實施例,本發明的例子在附圖中示出,并在下面描述。雖然本發明將結合示例性實施例被描述,但應當理解,本發明不企圖把本發明限制于那些示例性實施例。相反,本發明企圖涵蓋不僅這些示例性實施例,而且涵蓋各種變化、修改、等同者和其他實施例,它們可以被包含在如所附權利要求書定義的本發明的精神和范圍內。

本發明的上述和其他特性,在下文討論。

本發明涉及一種皮膚熒光測量設備,用于在皮膚上輻照激發光,并為了諸如糖尿病的疾病的診斷的目的,測量通過激發光產生的皮膚熒光。尤其是,它提供用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,該設備能夠從一定位置上的皮膚熒光數據,準確地測量被校正的皮膚熒光,在該一定位置上檢測:輻照光的透射光;以及由于皮膚上的輻照光而從皮膚內散射及發射的皮膚熒光的透射光。

為此,順序的測量對待診斷的目標和參考樣品進行,而從該目標獲得的信息,可以與利用該參考樣品獲得的信息比較,以消除該目標具有的個體偏差,同時光源和光檢測器可以按照上述過程要求的一定條件,順序地接通/斷開。因此,被提供的是用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,該設備能夠提供校正的皮膚熒光值。

下文,用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的示例性實施例,將參考附圖被詳細描述。

為了皮膚上產生的熒光的測量,選定皮膚目標,并考慮影響被測量的熒光的因素,是必要的。被測量的熒光可以取決于出現在皮膚內部的光散射和吸收,以及包含在皮膚中的熒光物質。尤其是,必需在熒光物質中產生的熒光波長和激發熒光物質的輻照的激發光波長中,考慮光吸收和散射的影響,以校正被測量的熒光值。因此,下面的經驗方程式(1)可以被考慮,以降低光學因素對熒光強度的影響。

AF c o r r = A F / ( T 1 k 1 T 2 k 2 ) - - - ( 1 ) ]]>

這里,用激發漫射透射光T1和熒光波長范圍中發射的漫射透射光T2,除被測量的熒光值AF,可以獲得被校正的熒光值AFcorr。該兩個漫射透射光值,可以通過指數k1和k2略微(withoutadegree)調節。

在本發明的示例性實施例中,方程式(1)可以被用于通過透射光檢測方法,獲得校正的皮膚熒光值,且離散的值可以被引入,以通過實際測試,獲得校正的皮膚熒光值。

I(λ2,t1):皮膚組織的內在熒光(皮膚熒光)信號值;

I(λ1,t1):激發光波長中皮膚組織的透射光信號值;

I(λ2,t2):發射光波長中皮膚組織的透射光信號值;

k1,k2:校正函數對激發光和發射光波長的指數;

通過透射檢測方法新導致的校正的皮膚熒光值,可以表達為方程式(2)。

AFtissue=[I(λ2,t1]/[I(λ1,t1)k1I(λ2,t2)k2];k1,k2<1(2)

這里AFtissue是皮膚組織的內在熒光的校正信號。

光的測量可以按不同時間間隔t1和t2周期地進行。測量結果可以被平均,以增加精度。測量的值,可以按時間圖的形式被記錄,以按適當的時間跟蹤變化。

同時,取決于裝備和校正測量的偏差校正,可以需要在不同樣品獲得的結果之間的比較。因此,在本發明中,同樣的測量可以通過引入參考樣品而與目標皮膚組織的測量一起被實行。為了增加測量的精度,熒光強度10(λ2,t1)和在激發光與發射光中的透射光信號值I0(λ1,t1)與I0(λ2,t2),可以有類似于皮膚的光學特征。

在引入參考樣品的測量過程中產生的信號值,可以類似于目標皮膚組織那樣表達如下。

I0(λ2,t1):參考樣品的內在熒光信號值。

I0(λ1,t1):激發光波長中參考樣品的透射光信號值。

I0(λ2,t2):發射光波長中參考樣品的透射光信號值。

從參考樣品獲得的信號,可以用類似于方程式(2)的方程式(3)處理。

AFreference=[I0(λ2,t1)]/[I0(λ1,t1)k1I0(λ2,t2)k2](3)

用AFreference除AFtissue獲得的結果,可以被歸一化,并且最后校正的內在熒光值可以表示為方程式(4)。

AFcorr=K(AFtissue/AFreference)(4)

AFcorr=K[I(λ2,t1)/I0(λ2,t1)]/{[I(λ1,t1)/I0(λ1,t1)]k1[I(λ2,t2)/I0(λ2,t2)]}k2(5)

這里K是考慮到使用的參考樣品的特征的比率系數。

方程式(5)可以被簡化為方程式(6),

AFcorr=K[I(λ2,t1)/I0(λ2,t1)]/{[T(λ1)]k1[T(λ2)]}k2(6)

T(λ1)=I(λ1,t1)/I0(λ1,t1):激發波長中的漫射透射系數。

T(λ2)=I(λ2,t2)/I0(λ2,t2):發射波長中的漫射透射系數。

因此,關于按照本發明實施例的皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,校正的皮膚熒光值可以由上述操作過程被計算。

關于這一點,對測量建議的原理,將參照圖1詳細描述。

圖1是曲線,表明從光源輸入的光和被光檢測器檢測的光的強度,這些強度按時間畫出,以解釋按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的測量原理。如圖1所示,在該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,測量可以在第一條件和第二條件下接連進行,在該第一條件中,對應于激發光的波長范圍(第一波長λ1)的光作為輸入被輻照,而在該第二條件中,對應于由激發光產生的皮膚熒光的波長范圍(第二波長λ2)的光被輻照,而該兩種條件在時間上相互分開。與第一和第二條件對應的輻照光的波長范圍,可以按照將被檢測的皮膚熒光有選擇地配置。例如,在示例性實施例中,考慮到皮膚熒光是關于AGE而被檢測的,有370nm±20nm的第一波長的光可以被用作第一條件下熒光激發的激發光,而有對應于關于AGE的皮膚熒光的波長的440nm±20nm的第二波長的光,可以有選擇地在第二條件下使用。

測量可以用光傳感器進行,該光傳感器包含:用于發射兩種不同波長的光的光源,以及用于檢測兩種不同波長的光的光檢測器。測量可以通過使該光傳感器與皮膚組織接觸進行,該皮膚組織對應于診斷觀察過程中的測量目標,或校正過程中的參考樣品。

關于該測量過程,圖1A畫出操作時間圖,表明關于兩種不同波長的相應光源在時間上相互分開的操作。在這種情形下,從作為激發光源的第一光源輻照的光Φ(λ1,t1),可以被配置成與來自作為不同波長范圍的參考光源的第二光源的光Φ(λ2,t2),在不同時間存在。

圖1B對兩個光檢測器,畫出操作時間圖。在光Φ(λ1,t1)正在從第一光源被輻照時的相同時間中,關于被激發的皮膚熒光和透射光,兩個信號可以被產生。在激發光波長中產生的兩個信號,可以是透射光信號I(λ1,t1)和被激發的熒光信號I(λ2,t1)。

同時,當光Φ(λ2,t2)從第二光源被輻照時,在時間上只有單個信號可以被產生。由第二光源產生的信號,可以只是輻照光波長范圍中的透射光信號I(λ2,t2)。

如圖1所示,在用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,第一光源的光輻照和第二光源的光輻照,可以對測量目標在時間上相互分開地順序地進行。在這種情形下,由光檢測器檢測的信號,可以對每一該輻照收集,然后可以用上述方程式計算,以便輸出校正的皮膚熒光值。

圖2到4是視圖,示出按照本發明示例性實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,該設備是根據上面描述的測量原理實施的。

如圖2到4所示,用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以包含:光傳感器,輻照激發光在皮膚上并檢測皮膚熒光;以及主機體,被連接到光傳感器,并分析被該光傳感器檢測的數據,以便顯示該數據。

然而,僅作為示例性配置,該光傳感器和主機體被配置成相互分開。因此,如有必要,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備可以按單個傳感器的形式被制作,沒有分開的主機體,或者還可以包含與之連接的其他部件。

該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以被配置成包含光源和光檢測器,用于把光輻照在將被測量的目標上,并檢測利用該輻照光產生的皮膚熒光。

尤其是,為了通過校正被檢測的皮膚熒光值提供準確的皮膚熒光值,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以包含輻照不同波長的光的兩個光源,以及能夠檢測透射光和利用該兩種輻照光產生的皮膚熒光的不同波長的兩個光檢測器。

具體地說,該兩個光源可以包含第一光源和第二光源,該第一光源發射對應于激發光波長范圍(第一波長λ1)的光,該第二光源發射對應于利用激發光產生的皮膚熒光的波長范圍(第二波長λ2)的光。該兩個光檢測器可以被布置在能夠檢測第一光源和第二光源的透射光的位置。

該兩個光檢測器可以包含第一光檢測器和第二光檢測器,第一光檢測器用于檢測關于來自第一光源的激發光的透射光λ1,第二光檢測器用于檢測關于來自第二光源的發射光和利用激發光產生的皮膚熒光λ2的透射光λ2。

因此,該兩個光源和光檢測器,可以被布置在能夠同時檢測透射光和皮膚熒光的位置。最好是,該光源和光檢測器可以被配置成相互面對,以便在光傳感器的端部形成一定空間,測量目標或樣品能夠被插入該空間。

在這種情形下,該光源和光檢測器不一定相互面對。當用光信號傳輸方法,諸如光波導連接時,進行光輻照的端部和進行光檢測的另一端部,可以被布置成相互面對。

因此,在按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,該光波導可以被布置在插入空間之間,測量目標被定位在該插入空間,以便允許光通過該光波導,傳輸到作為測量目標的皮膚和參考樣品。此外,該光波導也可以被布置在插入空間和光檢測器之間,以便允許透過皮膚的透射光和皮膚熒光,通過該光波導傳輸到光檢測器。

包含光源和光檢測器的光傳感器,可以被配置成分別執行光傳輸到測量目標和光信號檢測,為此,光傳感器的端部可以被配置成與作為測量目標的皮膚或參考樣品接觸。

光傳感器可以被配置成夾子的形式,其中的插入空間形成在第一固定部分和第二固定部分之間,該第一固定部分在該光源把光輻照出去的一側,該第二固定部分在該光檢測器用于檢測光的一側,該兩部分相互面對。

所以,當測量目標被定位在第一固定部分和第二固定部分之間的插入空間中時,光輻照和光檢測對測量目標進行。

當沒有測量目標在插入空間中時,參考樣品可以插進該插入空間中,而光輻照和光檢測可以對該插入的參考樣品進行。參考樣品可以被配置成自動插進該插入空間中。在這種情形下,當測量目標在光輻照和光檢測之后,被從插入空間移出時,該參考樣品可以自動插入,其后,光輻照和光檢測可以對參考樣品進行。

在這種情形下,參考樣品可以被選擇,以便有類似于被測量的人類身體組織的漫射透射和熒光的光學特征。

同時,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,還可以包含光源開關控制單元,用于控制第一和第二光源的接通/斷開。更可取的是,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,還可以包含光檢測器開關控制單元,用于控制第一和第二光檢測器的接通/斷開。

該光源開關控制單元和光檢測器開關控制單元,可以控制開關,以致該光源和光檢測器能夠準確地按照皮膚熒光和透射光的檢測條件操作,以便準確地計算皮膚熒光值。

該光源開關控制單元可以被配置成,按照用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的光輻照條件,使光源接通或斷開。例如,在其中激發光λ1被輻照在測量目標上的第一條件下,第二光源可以被斷開而第一光源可以被接通,控制光源的開關,以致只有第一光源輻照第一波長范圍的光。另一方面,在其中激發光的不同波長范圍的發射光λ2被輻照在測量目標上的第二條件下,第一光源可以被斷開而第二光源可以被接通,以致第二波長范圍的光只從第二光源被輻照。

類似地,該光檢測器開關控制單元,可以被配置成按照測量條件,控制光檢測器的接通/斷開。該光檢測器開關控制單元可以被配置成向光檢測器供電/斷電,以便檢測當前測量條件下將要檢測的波長范圍的光。

尤其是,因為關于第二波長的光信號,在第一條件和第二條件兩種條件下,可以是必需被檢測的,在第一條件下,其中該第一波長范圍的激發光被輻照,在第二條件下,其中該第二波長范圍的發射光被輻照,所以該用于檢測關于第二波長的光的第二光檢測器,可以保持接通。

在這種情形下,在包含第一條件和第二條件的整個測量過程中,開關控制可以在光源上順序地進行一段時間。至于關于每一光源的開關周期,該開關控制可以按約10Hz到約100Hz的高頻進行,這樣通過考慮到人類身體的脈搏速率,漫射透射率由于血液流動引起的變化,不會影響測量。在該過程中,在光輻照和光檢測之前,所有光源可以被斷開,然后暗信號的強度評定可以進行,以便自動補償從外部泄漏的光。

此外,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以包含光濾波器,有選擇地被布置在光源和光檢測器前面。該光濾波器可以被布置在光源的光路上,使只有需要的波長范圍的光能夠從光源輻照,或者可以被布置在光檢測器前面,使只有企圖檢測的波長范圍的光能夠進入光檢測器。

同時,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以被配置成包含主機體,該主機體被配置成可連接到包含兩個光源和兩個光檢測器的光傳感器。該主機體可以被配置成包含操作部分,用于從由光傳感器測量的數據,計算校正的皮膚熒光值。

該主機體可以被配置成有線地或無線地連接到該光傳感器,以便從該光傳感器接收檢測的數據,并可以被配置成通過執行如上面在該主機體的操作部分所述的操作過程,計算校正的皮膚熒光值。

此外,該主機體可以包含顯示部分,用于輸出有關皮膚熒光信號的數據,并可以被配置成向外部輸出在操作部分中計算的校正的皮膚熒光信號。

在該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,當測量目標被定位在光傳感器的插入空間中時,該光傳感器可以對該測量目標進行光輻照和光檢測過程。此后,當測量目標被移出,并且然后該參考樣品被插進該插入空間時,已經對測量目標做過的光輻照和光測量過程,可以對參考樣品類似地執行。

測量目標和參考樣品的被測量數據,被發送到主機體的操作部分。該操作部分可以用關于被接收的熒光信號和反射的光信號的數據,計算關于實際測量目標的校正的皮膚熒光值。該計算結果可以經過主機體上的顯示部分被顯示。

測量目標和參考樣品的測量,可以按一定周期被重復,而全部被重復的測量結果,可以通過存儲器存儲在光傳感器中。該被存儲的數據,可以被存儲在操作部分中,以便進行用于校正的操作處理。在這種情形下,被重復的測量結果可以被平均,以便用于操作中。最好是,該測量結果可以按時間圖的形式被存儲,以便跟蹤測量結果的變化。

在該方面,圖2是畫出按照本發明示例性實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的視圖。圖2中,光傳感器100可以包含第一光源111和第二光源112。該第一光源111和第二光源112,可以被配置成經過公共光源光波導117,向測量目標傳輸光,而公共檢測光波導128,可以被布置在公共光源光波導117的相反側。此外,光傳感器100可以被配置成通過該公共檢測光波導128,把透射光和皮膚熒光傳輸到第一光檢測器121和第二光檢測器122。

如圖2所示,從第一光源111和第二光源112發射的光,可以通過透鏡進入公共光源光波導117。在這種情形下,光源111和112可以包含LED、激光二極管、或能夠提供在激發和發射波長范圍內的足夠亮度的光的其他光源。光源濾波器114可以被布置在第一光源111和公共光源光波導117之間,以阻止從第二光源112產生的第二波長λ2的光。分開的濾波器可以不必被布置在第二光源112處。第二檢測濾波器125可以被布置在第二光檢測器122的前面。因此,從第二光源112發射的光的波長范圍,可以比通過第二檢測濾波器125的波長范圍更大。例如,白光LED可以被用作第二光源112。

從第一和第二光源111和112發射的光,可以通過第一分色反射鏡113進入公共光源光波導117。在這種情形下,物鏡115和116可以被布置在分色反射鏡113和相應的光源111和112之間。當第二波長λ2大于第一波長λ1時,該第一分色反射鏡113可以反射作為短波長光的第一波長λ1的光,并可以讓作為長波長光的第二波長λ2的光通過。然而,第一分色反射鏡113也可以被配置成使短波長光通過而反射長波長光。在這種情形下,第一光源111和第二光源112的位置需要被交換。第一光源111和第二光源112的功率,可以通過光源開關控制器的開關被提供。最好是,如圖2所示,功率可以經過在驅動器模塊134中的繼電器開關供應,而向第一光源111和第二光源112的功率供應可以被交替地進行。

當測量目標T被定位在光傳感器100的插入空間中時,光傳感器100對測量目標T進行光輻照和光檢測過程。此后,當參考樣品R在測量目標T被移出之后自動插進插入空間中時,已經對測量目標T做過的光輻照和光測量過程,同樣可以對參考樣品R類似地執行。

關于測量目標T和參考樣品R的測量數據,可以發送到主機體200的操作部分210。該操作部分210可以用關于已接收的熒光信號和透射光信號的數據,計算關于實際測量目標的校正的皮膚熒光值。計算結果可以經過主機體200上的顯示部分220被顯示。

同時,如圖2所示,已經進入公共檢測光波導128的光,可以通過包含物鏡128和127的光學系統,進入第一光檢測器121和第二光檢測器122。分色反射鏡123可以被布置成把光分配進第一光檢測器121和第二光檢測器122。與第一分色反射鏡113相似,第二分色反射鏡123可以被配置成反射短波長光并使長波長光通過。此外,如同在當第一光檢測器121和第二光檢測器122的位置被交換時第一光源111和第二光源112的位置相對于第一分色反射鏡113被交換的情形中,光的透射率和反射特征能夠變成相反。在這種情形下,物鏡126和127可以分別起有效地使光聚集在光檢測器121和122上的作用。

同樣,濾波器可以被分別布置在光檢測器121和122的前面。濾波器可以包含第一檢測濾波器124和第二檢測濾波器125。該第一檢測濾波器124可以被布置在第一光檢測器121的前面,并可以被配置成使第一波長λ1的光譜分量通過,而阻止第二波長λ2的光譜分量。另一方面,第二檢測濾波器125可以被布置在第二光檢測器122的前面,并可以被配置成使第二波長λ2的光譜分量通過,而阻止第一波長λ1的光譜分量。

同時,按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以包含電子控制模塊(ECM)130,它控制光傳感器100中的來自光源的光輻照,并處理檢測的光信號,以便把處理的光信號傳輸到操作部分210。

來自第一光檢測器121和第二光檢測器122的信號,可以進入屬于ECM130的模數轉換器(ADC)131和132,然后可以通過數據轉移模塊(DTM)133,經過雙向總線進入主機體的操作部分210。這里,DTM133可以作為執行分時控制傳輸的復用器,起選擇數據的作用。DTM133和繼電器開關的同步功能,可以用來自主機體的命令通過雙向總線被執行。

主機體200可以被配置成控制與光源開關控制單元對應的驅動器模塊134,并控制參考樣品R進入測量插入部分的裝入模塊。此外,該主機體可以進行信號的統計處理,并按照上面描述的方程式,計算校正的熒光值。該主機體可以進行涉及信號處理和控制以及數據輸出的工作,且可以被配置成經過顯示部分220輸出工作結果。

在本發明的示例性實施例中,為了檢測關于AGE的皮膚熒光,具有370nm±20nm的第一波長的光,可以被用作用于熒光激發的激發光,而具有對應于關于AGE的皮膚熒光波長的440nm±20nm的第二波長的光,可以被用作發射光。

在這種情形下,第一光源111可以包含輻照第一波長范圍370nm±20nm的光的發光二極管。第二光源112可以包含輻照第二波長范圍440nm±20nm的光的發光二極管。此外,第一光檢測器121可以包含檢測第一波長范圍的光的光電二極管,而第二光檢測器122可以包含檢測第二波長范圍的光的光電二極管。

圖3是視圖,畫出按照本發明另一個示例實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備。在圖3中,一對光波導可以被分開地分別布置在光源和光檢測器側。

如圖2所示,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,還可以包含:第一光源、第二光源、第一光檢測器、第二光檢測器、以及電子控制模塊。然而,與圖2不同的是,個體光波導,不是公共光波導,可以被連接到光源和光檢測器,以便傳輸光。

因此,在圖3中,第一光源光波導314和第二光源光波導315,可以分別被連接到第一光源311和第二光源312。在相反側,第一檢測光波導325和第二檢測光波導326,可以分別被連接到第一光檢測器321和第二光檢測器322。

在該實施例中,因為用于光輻照和光檢測的光傳輸,可以通過各自的光波導314、315、325和326進行,無需如在圖2那樣用于獲取和漫射光的分色反射鏡。

此外,因為光通過直接連接到光源和光檢測器的光波導被傳輸,無需通過諸如分色反射鏡的光學系統,用于聚光的物鏡也不需要。

與上面描述的圖2類似,主機體400可以包含光源濾波器313、第一和第二檢測濾波器323和324、模數轉換器331和332、數據轉移模塊333、被連接到數據轉移模塊333的操作部分410、以及顯示部分420。

圖4是視圖,畫出按照本發明再一個示例性實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備。圖4中,光源和光檢測器可以被布置在光傳感器的遠端,并可以對測量目標直接進行光輻照和光檢測。

在該實施例中,第一光源511和第二光源512可以被布置在同一基片(chip)上,并可以分別產生第一波長λ1和第二波長λ2的光。在這種情形下,當來自第一光源511的光不包含第二波長λ2的光譜分量時,濾波器是不需要的。

光檢測器可以被分成包含第一光檢測器521和第二光檢測器522的兩個扇區,而帶通濾波器可以被布置在兩個扇區的前面,以便使光分成第一波長λ1和第二波長λ2。電子控制模塊可以用來按順序接通/斷開第一光源511和第二光源512,并可以用分時方法,控制和同步經過兩個信道接收的光檢測信號。

在該實施例中,隨著光源511和512以及光檢測器521和522被定位成相互面對,光源511和512的端部以及光檢測器521和522的端部,可以形成夾子形,允許測量目標被固定,同時擠壓該測量目標。在這種情形下,測量目標可以被做成適合裝配進光傳感器的夾子形,然后,光輻照和光檢測過程可以對該測量目標進行。此后,當該測量目標被移出,而參考樣品被裝配進該夾子中時,已經對測量目標做過的光輻照和光檢測過程,可以自動地對參考樣品執行。

此后,在轉換為對應的數字信號之后,關于被測量光信號的數據,可以通過通信模塊,被傳輸到被固定的主機體600,而操作部分610可以用關于被傳輸的熒光信號和透射光信號的數據,計算關于實際測量目標的校正的皮膚熒光值。計算結果可以經過主機體600上的顯示部分520,向外部顯示。

同時,光傳輸器,諸如光學棱鏡或光導管可以被提供,以改進光傳輸和檢測效率。

包含光學棱鏡或光導管的光傳輸器,可以用來在將被測量的皮膚部分的窄區域上,強烈地輻照均勻的光,并可以聚集透射光在光檢測器上。

被包含在按照本發明實施例的光傳感器中的光傳輸器,可以有這樣的結構,在該結構中,不輻照在將被測量區域上的光,也被無損耗地傳輸到測量區域或光檢測器。因此,該光傳輸器可以有:安裝有光源或光檢測器的安裝表面;以及除該安裝表面外的、能使入射光內反射的至少一個反射表面。此外,該光傳輸器除該安裝表面及反射表面外,可以包含與測量目標接觸的接觸表面。

這樣,包含安裝表面、反射表面和接觸表面的光傳輸器,可以按下面詳細描述的光學棱鏡或光導管實施。包含該光傳輸器的示例性光傳感器,被詳細地在圖5到8中畫出。

圖5畫出按照本發明實施例的示例性的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中光學棱鏡被使用。

因為廣泛地用作激發光源的發光二極管(LED)光源,輻照有寬發散的光,所以在測量目標上可以出現光損耗,且來自光輻照的皮膚的熒光的散射,可以導致被光檢測器320檢測的光量的損耗。

因為被檢測的皮膚熒光,顯著小于其他激發光或激發光的反射光,即使當該光損耗是不嚴重時,該光損耗也大大降低測量的精度和診斷可靠性。

另一方面,為了防止光損耗,建議該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,包含光學棱鏡720和730作為光傳輸器,如圖5所示。

在該實施例中,從光源輻照的激發光,可以被光學棱鏡聚集,而作為測量目標的皮膚部分的光學均勻性,能夠被改進。另外,透過測量目標的透射光和熒光,可以通過另一個光學棱鏡被傳輸到光檢測器。

參考圖5,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以分別包含:在光源側的光學棱鏡720;以及在光檢測器側的棱鏡730。為了在兩個光學棱鏡720和730之間進行區分,鄰接于光源711和712的光學棱鏡,將被稱作第一光學棱鏡720,而鄰接于光檢測器741和742的光學棱鏡,將被稱作第二光學棱鏡730。

第一光學棱鏡720可以包含:光源被安裝其中的安裝表面;以及反射表面,用于反射通過該安裝表面的入射光中沒有傳輸到測量目標的光的部分。

在圖5中,在第一光源711的基礎上,該第一光源711被布置其上的光學棱鏡表面,可以是安裝表面721,而與該安裝表面721相鄰并能夠反射從第一光源711輻照的光的光學棱鏡表面,可以是反射表面722。

另一方面,在第二光源712的基礎上,作為關于第一光源711的反射表面722的光學棱鏡表面,可以成為第二光源的安裝表面722,而關于第一光源711的安裝表面721,可以成為反射表面722。

在該包含多個光源的實施例中,安裝表面和反射表面可以是相對的概念,它根據光源中的任一個確定。該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,根據具體的光源,只必須包含安裝表面和反射表面。因此,從光源輻照的光,可以從內部全部反射,以便最大地聚集在皮膚上,從而降低光源的不均勻性,即,其中在光軸外側的光強變得比在光軸中心更小,因而獲得改進的光學均勻性的特征。

在這種情形下,濾波器可以被布置在光學棱鏡的安裝表面(或反射表面)上,以便只透射特定的光波長。

此外,除安裝表面和反射表面外,第一光學棱鏡720還可以包含在第一光學棱鏡720的側面上的接觸表面723。該接觸表面723可以接觸或緊靠測量目標T,并在測量期間擠壓測量部分。該接觸表面723可以是連接到測量部分的第一光學棱鏡720的表面。光可以通過接觸表面723傳輸到該測量部分。

同時,穿過第一光學棱鏡720的接觸表面723的光,可以在皮膚內產生熒光,然后可以與透射光一起,被發射到光檢測器741和742。因此,如圖5所示,在該示例性實施例中,第二光學棱鏡730還可以被布置成另一個光傳輸器,用于使被透射的透射光和熒光,高效地傳輸到光檢測器741和742。

與第一光學棱鏡720類似,根據第一光檢測器741,第二光學棱鏡可以被配置成包含:安裝有光檢測器的安裝表面731;作為鄰接該安裝表面并反射透射光和熒光的光學棱鏡表面的反射表面732;以及接觸或緊靠測量部分并擠壓該測量部分的接觸表面733。

該第二光學棱鏡730可以被配置成允許透射光和穿過作為測量目標的皮膚的熒光,直接進入光檢測器,或者通過內反射進入光檢測器741和742。

同時,按照本發明實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以被配置成包含防止光泄漏的光學連接器750,由于透射光和來自作為測量目標T的皮膚部分的熒光,在光學棱鏡720和該皮膚部分之間的接觸表面上的光衍射和散射,該光泄漏可以出現在兩種介質之間。

光學連接器750可以被配置成定位在鄰接作為測量目標的皮膚的光學棱鏡的接觸表面和皮膚表面之間,并可以分別接觸光學棱鏡的接觸表面和該皮膚的表面。

光學連接器340可以被布置在第一光學棱鏡720的接觸表面之上,并可以接觸該接觸表面和皮膚的表面,以便作為連接層起作用,用于在其邊界上允許以適當折射率的光滑的光學接觸。

光學連接器750可以控制兩種介質之間的一定折射率,以便防止由于光學棱鏡和皮膚組織之間的激發光的折射和散射,在兩種介質之間出現光泄漏,并可以用來填充不平部分,諸如皮膚組織的細致的不均勻性。

該光學連接器750可以由彈性材料或液體材料,諸如水或油浸物形成。該光學連接器750可以由折射率類似于光學棱鏡和皮膚的那些折射率的材料形成。

歸因于光學連接器750,輻照光的全內反射可以不出現在棱鏡和皮膚組織之間的邊界上,而從光源發射的光進入皮膚的傳輸效率能夠被顯著改進。

因此,該包含光學棱鏡和光學連接器750的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,能夠改進光學聚集和光學均勻性,并能夠顯著降低透射光和熒光在接觸表面上的鏡面反射分量。

同時,如圖5所示,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以被配置成除包含運算器(未畫出)之外,還包含光源開關控制器(未畫出),該運算器用于從被該兩個光檢測器741和742檢測的熒光信號和透射光信號,計算校正的皮膚熒光信號,該光源開關控制器用于控制兩個光源711和712以及兩個光檢測器741和742的接通/斷開。

在這種情形下,如圖5所示,第一光學棱鏡720和第二光學棱鏡730,可以被配置成三角形棱鏡,它有與皮膚鄰接的接觸表面和兩個安裝表面(或反射表面)。

此外,光學棱鏡的安裝表面可以安裝有光源和光檢測器。例如,如圖5所示,兩個光源711和712可以被布置在第一光學棱鏡720的兩個安裝表面上,而兩個光檢測器741和742可以被布置在第二光學棱鏡730的兩個安裝表面上。在這種情形下,濾波器761和762可以被布置在第二光學棱鏡730的兩個安裝表面上,以消除噪聲并只讓光的一定波長范圍通過。

諸如光源和光檢測器的安裝位置,以及光學棱鏡的形狀等結構特性,能夠按照需要被適當修改。例如,光學棱鏡可以是有梯形斷面的梯形棱鏡。光源和光檢測器可以適當地被布置在安裝表面上而不是接觸表面上。

此外,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,除光輻照和光檢測通過光學棱鏡實施之外,能夠通過與圖2所述的相同操作過程,獲得校正的皮膚熒光值。

圖6和7畫出按照本發明另一個實施例的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,其中光導管被用作光傳輸器。

參考圖6,代替兩個光學棱鏡的兩個光導管820和830,被用作光傳輸器,它使來自光源的光和次級光,諸如熒光和穿過皮膚的透射光,傳輸到光檢測器。

在該實施例中,光導管820和830可以由類似于光學棱鏡的玻璃形成。如圖6所示,光導管820和830可以按多邊形棱鏡(polyprism)或圓柱形形狀逐漸變細。光導管820和830可以分別有兩個表面在它們的兩端。光源或光檢測器可以被定位在該兩個表面中較大一個的一側。較小的表面被配置成與將被測量的皮膚組織接觸。所以,該光導管被形成錐形柱形狀,有傾斜的側表面。在這種情形下,在光源的一側的第一光導管820和在光檢測器一側的第二光導管830,可以被對稱地布置,使皮膚被放置在其間,如圖6所示。

因此,光導管820和830可以有:安裝表面821和831,光源811和812或光檢測器841和842被布置在其上;反射表面822,被連接到安裝表面821和831并伸延到皮膚組織;接觸表面823和833,分別被連接到反射表面822和832并與皮膚組織接觸。

在該有光導管的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備中,從光源輻照的光可以沿傾斜的反射表面822及832被反射,然后可以被傳輸到測量目標T。此后,光可以通過與皮膚組織接觸的光導管820及830的接觸表面823和833,進入皮膚組織。

相應地,因為使用有錐形形狀的光導管,其中的橫截面面積從安裝表面到接觸表面逐漸縮小,所以從光源發射的光,能夠被聚集在與皮膚接觸的接觸區域上,增加輻照光的光學聚集。

光導管甚至可以允許來自有相對更大發散角的LED光源的光,被聚集在窄的區域上。此外,甚至當有不同光軸的多個光源被使用時,光也能夠變得均勻,且輻照在皮膚上的光的光軸,能夠在穿過光導管的同時被對齊。

而且,因為光源的光軸和光檢測器的光軸能夠被對齊,所以檢測的精度能夠被改進。

此外,因為光沿傾斜的反射表面被反射和傳輸,均勻的光能夠在與皮膚接觸部分,通過增大的數值孔徑(NA)被輻照在更大的范圍上,從而增加次級光的出現。

第二光導管830可以被布置在光源一側的第一光導管820的相反側。通過第二光導管830的透射光和熒光,可以被第二光導管830安裝表面上布置的光檢測器檢測。透射光和沿第一光導管820的反射表面822傳輸到皮膚中的光之中的熒光可以從皮膚的相反側發射出去,并可以沿第二光導管830的反射表面832傳輸到光檢測器。

被光檢測器檢測的光信號,可以被傳輸到包含運算器的主機體860。如上所述,主機體860可以用關于被傳輸的熒光信號和透射光信號的數據,計算關于實際測量目標的校正的皮膚熒光值。

在本發明的另一個示例性實施例中,光纖可以代替光導管被使用,如圖12所示。具體地說,第二光導管830可以用光纖或光纖束880取代,而該光纖或光纖束880可以被配置成被連接到光譜儀890。在這種情形下,光纖可以被布置在第一光導管820的相反側,而光譜儀890可以被布置成檢測穿過該光纖的透射光和熒光。

圖7畫出圖6所示用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的修改的例子,其中分色棱鏡被布置在光檢測器的一側。

如圖7所示,分色棱鏡870可以被布置在第二光導管830的安裝表面和光檢測器之間。該分色棱鏡870可以把皮膚組織中出現的次級光,分成兩種波長范圍λ1和λ2。

被分成兩種波長范圍的光,可以被光檢測器841和842檢測。用于每一波長范圍的光檢測器841和842,可以被布置在光導管的不同表面上。于是,如上所述,與被引進皮膚組織的光相比,降低了的光的數值孔徑,能夠利用布置在不同表面上的兩個光檢測器841和842被改進。

如上所述,歸因于第一光導管820和第二光導管830,盡管光源和光檢測器之間空間失配,但仍然通過使光軸相配,能夠降低測量誤差。

類似于前面包含光學棱鏡的實施例,光學連接器850可以被布置在作為測量目標的皮膚部分和第一光導管820的接觸表面之間。光學連接器850可以被布置在第一光導管820和第二光導管830處,而光學連接器850的詳細描述,本文將省略。

圖8到10畫出如圖6所示制造的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的實際例子,該例子示出作為主要部件的光傳感器。該光傳感器可以包含光源、光檢測器和兩個光導管。該光傳感器可以包含:轉移部分,用于沿豎直方向轉移該光導管,以便擠壓測量目標T;以及厚度指示器,用于指示皮膚的厚度,該厚度通過該轉移部分隨光導管的升起和降下而變化。此外,該光傳感器可以被配置成連接到主機體,用于控制光源和光檢測器并收集測量數據。

如圖8所示,可以在第一光導管820和第二固定830之間提供空間,以便插入測量目標T。如圖8所示,光源可以包含兩個光源811和812,用于發射不同波長范圍的光。

使用按上述配置的用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備的具體測量過程,將在下面描述。

光傳感器800可以被放置在拇指和食指之間的皮膚部分上,然后第一光導管820可以被降下,以允許光源輻照光。

在這種情形下,混合光可以從兩個光源通過第一光導管820被輻照,如圖10所示。尤其是,混合光的分布特征,能夠從右邊的放大視圖看到。在該光分布特征中,能夠看到,混合光有均勻分布,并被聚集在測量目標T上。

被聚集在將被測量區域上的光,可以被分成穿過皮膚的透射光和被熒光激發產生的皮膚熒光,該兩種光被光檢測器通過第二光導管830檢測。

在這種情形下,為了改進測量的可靠性,保持將被測量的皮膚部分的厚度的過程,可以被實施。例如,轉移部分(未畫出)可以被提供,以便通過轉移第一光導管,擠壓作為測量目標T的皮膚部分。此外,厚度指示器(未畫出)可以被提供,以便測量皮膚的厚度,同時,通過被轉移部分轉移的第一和第二導管,皮膚部分正在被擠壓。

相應地,在測量過程中,該轉移部分可以轉移第一光導管820,以便擠壓該皮膚部分,然后,厚度指示器可以測量第一光導管820與第二光導管830之間的距離,以便檢驗測量目標的厚度。當該皮膚部分被擠壓到預定厚度時,轉移可以被停止。

歸因于上述過程,測量目標的厚度能夠固定地被保持,而一定程度的可再現性能夠被達到。

圖11畫出按照本發明另一個實施例的修改的光導管。

圖6畫出沿垂直方向伸延到有測量目標的接觸表面的豎直型光導管,而圖11畫出沿大體上平行的方向伸延到測量目標的水平型光導管。

具體地說,圖11的設備可以包含:光源;光檢測器;以及起光傳輸器作用的水平型光導管,用于使光從光源傳輸到光檢測器。該水平型光導管可以包含:第一光導管920和第二光導管930,它們分別沿向上和向下方向與測量目標T接觸。光導管920和930可以有:安裝表面921和931,安裝有光源911和912或光檢測器941和942;反射表面922和932,用于反射從光源輻照的光,或穿過皮膚的透射光和熒光;以及接觸表面923和933,分別與測量目標T接觸。

在該實施例中,第一光導管920可以被布置,以便使光源的安裝表面921對反射表面922傾斜,用于有效地允許均勻光入射到接觸表面923,該接觸表面923有大體上平行于反射表面922的測量目標T。因此,來自被布置在安裝表面921上的光源的輻照光被沿反射表面922反射,并且可以通過接觸表面923進入測量目標T。類似地,光檢測器一側的安裝表面931,也可以被布置成對第二光導管930的反射表面932傾斜。

另外,如圖11所示,第一光導管920和第二光導管930可以有對接觸表面923和933傾斜的彎曲反射表面924和934,以便允許輻照光有效地入射到測量目標T并允許透射光和熒光有效地入射到光檢測器941和942。

在該實施例中,鏡面鍍層可以通過分開的淀積過程在反射表面上進行,以便使光反射出現在光導管的反射表面上。該鏡面鍍層不可以在光導管的接觸表面上進行,以便使光能夠傳輸到皮膚。于是,光輻照和次級光的收集,可以通過沒有鏡面鍍層的接觸表面進行。此外,該鏡面鍍層不可以在光源和光檢測器被定位于其上的安裝表面上進行。

與前面的實施例類似,光學連接器950可以被插入光導管的接觸表面923及933與測量目標T之間。該光學連接器950能夠改進光傳輸效率。此外,類似于圖6那些轉移部分和用于擠壓測量目標并保持其厚度的厚度指示器,可以被提供。

相應地,在使用如圖11所示的水平型光導管的實施例中,因為光傳感器能夠被簡單地配置成夾子型,所以測量能夠容易進行。

如上所述,按照本發明實施例的一種用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,有如下優點。

第一,因為糖尿病疾病能夠通過評定皮膚自發體熒光而被容易地診斷,大量檢查能夠被實施,以發現潛在的糖尿病病人。此外,心血管疾病及其并發癥的風險,能夠被預測。

第二,因為從光源輻照的光的光學聚集和光學均勻性,更均勻的光能夠被輻照在測量目標上。

第三,因為憑高效地使來自光源的光聚集在皮膚組織上,光學效率能夠被改進,而且使皮膚組織表面上的鏡面反射最小,該設備的小型化能夠被獲得。

第四,在測量皮膚熒光中,借助透射光測量方法,能基本上消除因皮膚表面的鏡面反射帶來的誤差出現因素,以及外部因素,諸如皮膚的粗糙度、疤痕和毛發,與內部因素,諸如色素和血液的血紅蛋白的影響,能夠被降至最小,從而準確地診斷疾病。

第五,因為使用皮膚熒光,由于皮膚內部產生的光散射和吸收帶來的誤差,能夠被簡單地校正,皮膚熒光的準確測量和疾病的準確診斷能夠被獲得。

第六,該用于皮膚熒光的透射光檢測型測量設備,可以包含光源和光檢測器,并可以按用于測量皮膚熒光的手持小尺寸掃描器的形式被制造。這樣,因為用戶能夠通達使該掃描器與受治療者的皮膚接觸,掃描要診斷的目標,所以無創傷式診斷能夠被實時施行。

本發明已經參考本發明的示例性實施例被詳細描述。然而,本領域熟練技術人員應當明白,在不違背本發明的原理和精神下,可以對這些實施例作出改變,本發明的范圍,被定義在所附權利要求書和它們的等效敘述中。

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