[发明专利]一种穴位皮肤组织内微循环的实时监测方法、系统及探测头

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种穴位皮肤组织内微循环的实时监测方法、系统及探测头。

背景技术

根据中医经典理论，针灸必须针对特殊的部位（腧穴）进行治疗。因此研究腧穴组织在治疗过程中的微循环特性变化，并且根据这些指标建立起评价模型，一直是本领域研究的核心问题。学者们利用光学方法在本领域的研究已经取得很多进展。目前主要的方法有激光散斑成像（LASCI，Laser speckle contrastimaging）、激光多普勒成像（laser doppler perfusion imaging）。但是激光散斑成像和激光多普勒成像探测深度达不到厘米量级，因此利用上述方法只能研究腧穴组织内部浅层组织的微循环过程。近年来光声层析成像(photoacoustictomography，PAT)技术已经成为无损医学成像方法的热点研究方向之一，非常适合于生物深层组织的高分辨率成像。一方面，与光相比超声波在组织中有更深的传播距离，所以光声成像技术可以实现类似超声成像技术达到的深层组织成像；另一方面，光声成像技术以组织的光学吸收系数为基础，所以又能得到类似OCT技术的高对比度成像，同时又避免了纯光学成像中光学散射的影响。正因为光声技术有可能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度的功能成像，使得该技术在近年来赢得了普遍的重视，并且得到快速的发展。国内外代表性的应用研究成果有：监测小鼠的体内淋巴循环、清晰地探测到活体小鼠脑血管的分布，并得到了脑实质病损的清晰成像、实现了对人体乳腺、人体手臂（手掌）处皮肤血管等活体组织的成像。

光声成像的基本原理：当宽束短脉冲激光辐照生物组织时,位于组织体内的吸收体(如肿瘤)吸收脉冲光能量,从而升温膨胀,产生超声波。这时位于组织体表面的超声探测器件可以接收到这些外传的超声波,并依据探测到的光声信号来重建组织内光能量吸收分布的图像。

光声层析成像技术经过多年发展已经有了很多实现方案，按照光源和换能器位置概括起来分为3类。请参阅图1所示。

但是已有方案因为均不是针对穴位皮肤组织内微循环的实时监测设计，所以在针对穴位皮肤组织内微循环的实时监测中都有不能克服的缺点。方案A和方案B，因为人体组织的形状不规则，且尺寸比小动物大，以测量手腕内关穴为例，激光照射组织后激发的超声信号很难穿透手骨被换能器探测到。同时，由于光源需要照射针灸区域，所以无法实现穴位皮肤组织内微循环的实时监测。方案C，虽然很好的解决了信号探测的问题，但是因为换能器置于组织正上方并紧贴组织，所以在进行针灸的工程中就必须移开光源和换能器，这样带来2个问题：1、只能检测针灸前后组织微循环变化，无法监测针灸过程中组织的微循环变化。2、因为探头移动，需要匹配两次检测的图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在针灸过程中对穴位皮肤组织进行光声成像，整个过程不需要移动系统探头或者生物组织，达到实时监测穴位皮肤组织内微循环的穴位皮肤组织内微循环的实时监测方法、系统及探测头。

本发明是这样实现的，一种穴位皮肤组织内微循环的实时监测方法，所述方法包括以下步骤：

计算机控制激光器按照一定频率输出激光；

所述激光通过光纤传导到探测头以供照射待测组织；

探测头中的超声换能器接收组织内产生的超声信号，并将所述组织内产生的超声信号传回给计算机；

计算机根据所述组织内产生的超声信号生成图像。

本发明的另一目的在于提供一种穴位皮肤组织内微循环的实时监测系统，所述系统包括：计算机、激光器、光纤、探测头；

所述穴位皮肤组织内微循环的实时监测系统的工作原理如下：计算机控制激光器按照一定频率输出激光；所述激光通过光纤传导到探测头以供照射待测组织；探测头中的超声换能器接收组织内产生的超声信号，并将所述组织内产生的超声信号传回给计算机；计算机根据所述组织内产生的超声信号生成图像。

本发明的另一目的在于提供一种探测头，所述探测头分为上半部和下半部，所述上半部为光学部分，下半部为声学部分；光学部分包括：分光镜、锥透镜，以及梯形透镜；探测头中的所述分光镜分出一部分光用作激光功率监测，其余大部分光经由所述锥透镜发散至下方的所述梯形透镜；

声学部分为超声换能器；所述超声换能器探测并接收组织内产生的超声信号，并将所述组织内产生的超声信号传回给计算机；最后，计算机根据所述组织内产生的超声信号生成图像。