[发明专利]用于光学身体分析的装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗装置领域，更具体地，涉及用于身体部分(诸如较低皮肤层)的光学分析的装置。本发明特别地涉及用于检测皮肤层特性和组成的非侵入性光学皮肤分析领域。

背景技术

对病人的皮肤的光学测量经常被用来检测生物参数。例如，近红外(NIR)光谱学(spectroscopy)是用于确定组织和血液中血糖浓度的一种非侵入性方法。NIR光谱经常被用于糖尿病血糖控制。这操作如下：首先，光源用NIR光经由与皮肤接触的光学探头照亮身体部分，然后，由体液和人体组织反射的光在所述探头中被探测到。

专利申请JP06-052444公开了例如通过抑制表面反射的光来观察受检身体的放大表面的设备。

这种类型的测量(其中探头与皮肤接触)存在的问题是：来自在皮肤上的探头的压力改变了光在皮肤细胞表皮、纤维真皮层和脂肪组织层的散射。因此，现有技术系统中的缺点在于探头的重量影响了皮下层(underneath skin layer)的物理状态，从而以不可靠的方式改变了特性测量和组分浓度。

因此，希望设计一种分析装置，其最小程度地影响取样条件(samplingcondition)，使得取样条件至少能够在可重复的皮肤光谱测量中保持一致。

发明内容

本发明的目的是设计一种装置，其最小程度地改变分析条件(analysis conditions)从而允许得到可再现的测量条件。为了处理上述的关注的问题，本发明更确切地涉及对身体进行光学分析的装置，其首先包括照明和探测头、和光学耦合器。所述照明和探测头包括光源和探测器，所述光源用于通过光学耦合器照亮要分析的身体部分，所述探测器用于接收被身体部分所漫反射的光。该光学耦合器从所述照明和探测头机械地解耦合，且被适用于以与身体部分的外表面接触。

所述装置通过将探测头接触压力降至(keep)最小值来保持取样条件不变。换句话来说，光学耦合器和身体部分之间的接触最小程度地影响该身体部分的物理(physical)特性。实际上，与现有技术系统相反，只有光学耦合器被放置于身体部分(例如皮肤表面)上，并且当光学耦合器与照明和探测头之间的机械强度会将照明和探测头限制到光学耦合器上时，这样的机械强度会很小。因此，本发明的装置最小化了由整体分析设备对在研究中的身体部分的物理环境引起的微扰(perturbation)。如果物理状态由于该光学耦合器的重量或是光学耦合器和身体部分的外表面之间的接触压力而被稍微改变，那么物理平衡在较低的皮肤层中可能很快被建立起来，组分浓度和物理特性只会暂时受到影响。

在一个示例性实施例中，所述装置进一步包括位置单元，该位置单元适用于调整所述照明和探测头相对于光学耦合器的位置，从而使得探测器通过光学耦合器接收由光源产生的并被身体部分漫反射的光。

在一个示例性实施例中，所述光学耦合器由重量轻的材料制成。在一个特定的实施例中，所述照明和探测头进一步包括被置于所述探测器前方的透镜，用来有选择地聚集关于感兴趣区域射出(emerge)的光，以便实现更准确的测量或更短的测量时间。

在另一个实施例中，在所述光源之前放置透镜，以向期望测量的区域投射光。所述透镜允许使用扩展的光源，如灯泡，胜于点光源(如激光)，可以用于更安全和成本更低的设备。

在另一个实施例中，定位所述光源和所述探测器以防止由光学耦合器直接反射的光进入到所述探测器。这样，只有被样本漫反射的光进入所述探测器。由于已被直接反射离开光学耦合器的光不包含任何有价值的信息，所以这个实施例改善了测量信噪比。这个优点也可以在另一个实施例中实现，在所述另一个实施例中光源和探测器各自包含有偏振器，其中一个偏振器的偏振方向正交于另一个偏振器的偏振方向。

在另一个实施例中，所述光学耦合器在其边缘上包含斜面(chamfer)，所述斜面用于防止来自所述光学耦合器的直接反射被导向所述探测器。

在另一个实施例中，所述位置单元包括至少两个位置敏感光探测器(photo detector)，所述位置敏感光探测器适用于当照明和探测头相对于光学耦合器被正确地放置时，接收被反射离开斜面的光。

在本发明的另一个实施例中，所述光学耦合器通过折射率匹配流体或凝胶体与身体部分接触。

附图说明

本发明的这些方面和其他方面参照下面所描述实施例将更加清楚且得以阐明，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的装置的示意图；

图2是根据本发明的第二实施例的装置的示意图；

图3是根据本发明的第三实施例的装置的示意图；