[发明专利]用于侧向光谱检测的内窥检测装置

说明书

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种用于侧向光谱检测的内窥检测装置，通过使用超连续谱激光产生具有良好相干性、宽光谱性质的激光，使用柱面透镜后聚焦于光纤束一字型的端口，并由光纤束将N路光线传输到探测端口，实现高效宽波段的照明，在探测端口处，设置N个斜面端面光纤，将超连续谱激光侧向发射，照明侧面物体并同时接收侧面物体的后向散射光，对于后向散射光，通过光纤传输后使用多通道光谱检测模块同步检测，降低系统的时间误差，并进一步的使用光谱差分算法以及卷积算法处理光谱数据，提取生物分子的相对含量比。

技术领域

本发明专利属于光学检测领域，具体涉及了一种用于侧向光谱检测的内窥检测装置。

背景技术

内窥探头是一种集合了光电工程，电子技术，精密仪器等于一体的光电检测仪器，其在生物医学工程领域有着十分广泛的应用，例如内窥探头技术可以通过口腔等通道进入人体内，帮助医生检测患者胃内的病状表征，内窥探头能够观察到X光射线无法观察到的病症，医生可以依此制订科学的治疗方案，同时，当下光谱检测技术迎来了飞快的发展，利用物质的“不同物不同谱”的特征，通过光谱检测技术可以从分子水平上获得感兴趣物体的光谱信息，这对于目标物体的鉴别与分类有着十分重要的意义，传统意义上的内窥探头技术已经相对成熟，传统内窥探头的成像方式一般是RGB彩色图像，虽然彩色图像的视觉直观性强，经验丰富的医生能够直接从彩色图像中辨别患者的病症情况，但是这高度依赖于技术人员的个人专业经验，因此，我们希望能够从信息化的角度量化检测组织的表征情况，从而能够对感兴趣区域进行更加准确的诊断。

然而，光谱检测仪器通常尺寸较大，需要结合内窥式的光纤才能获取微小空间内的光谱。但是传统的光纤探头只能检测到较小范围内的光谱，无法提供更加全面的光谱数据。并且，传统的光纤探头通常检测前向空间的光谱数据，而忽略了侧向空间的光谱检测。本发明拟使用多斜端面光纤束的方法，在微小的空间中获取侧向光谱，并使用多通道光谱仪同步获取光纤束的所有光谱数据，提高数据的准确性。

发明内容

本文依照现有技术存在的不足，提出了一种用于侧向光谱检测的内窥检测装置，该装置包括光源分光模块、光纤束模块以及多通道光谱检测模块。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明专利的装置包括光源分光模块、光纤束模块以及多通道光谱检测模块，光源分光模块中包含超连续谱激光器、消色差半波片、柱面透镜、以及偏振分光器，光纤束模块包含N根光纤，N是大于1的整数，N根光纤组成光纤束，分为系统接口以及探测接口，多通道光谱检测模块由准直透镜、光栅、光楔、成像透镜以及二维感光相机组成，超连续谱激光器发出的激光，通过消色差半波片以及柱面透镜后，再由偏振分光器反射，聚焦于光纤束模块的系统接口处，超连续谱激光通过N根光纤传输，到达探测接口，并从N根光纤的斜端面侧向输出，照射侧面物体，并被该物体后向散射，散射信号光通过N根光纤的斜端面返回光纤内部，并在N根光纤中逆向传输，最后从系统接口出射，并通过偏振分光器，滤掉与超连续谱激光器入射光相同的偏振成分，透过偏振方向垂直于入射光偏振方向的散射信号光，信号光被多通道光谱检测模块中的准直透镜准直后，通过光栅衍射分光，并通过光楔转折光线角度，最后由成像透镜聚焦于二维感光相机的感光面处，利用光谱差分算法提取重点吸收光谱，并结合经典生物分子的吸收光谱，使用卷积算法提取不同生物分子相对浓度。

所述光源分光模块包含了超连续谱激光器、消色差半波片、柱面透镜、以及偏振分光器，超连续谱激光器出射的偏振光通过消色差半波片改变其偏振方向，使其可以被偏振分光器反射，超连续谱激光经过柱面透镜后，在水平维度上呈聚焦状态、在竖直维度保持不变，并被偏振分光器反射。