[发明专利]一种基于光声方法的组织液成分无创检测方法与装置

说明书

发明公开了一种基于光声方法的组织液成分无创检测方法与装置，它由两部分组成，即主机以及光声探头，其中主机包括激光器、信号发生器、锁相放大器、控制模块与数据处理模块；所述的光声探头是由高灵敏度超声探头、平行光管以及聚焦透镜组成。组织液是血液的替代检测物，通过检测其特定物质含量以达到疾病的检测、诊断与治疗。目前存在的组织液成分检测方法大多属于有创或无痛微创，且只能检测特定的物质，本发明报导的装置可通过改变激光器波长来达到检测多种物质，改变调制频率调节光穿透深度，属于无创方法。激光能量安全，光声方法可以实现对人体健康的无创监测，最大限度地减少对患者的干扰或伤害，同时保持较高的敏感性和特异性。

技术领域

本发明涉及一种用于医学无创检测组织液成分的测量仪，具体涉及一种基于光声方法检测组织液内特定成分方法与装置。

背景技术

健康问题越来越受到关注，医学上通过对生物样品进行定量或者定性分析以进行疾病的诊断、监测和治疗。研究表明分析测定患者体液成分在疾病的诊断和管理过程中具有重要作用。血液采样因为其效率高成本低，已成为一种常见的现代医学诊断手段，许多生物分析测试的标准都是以血样作为基准。然而在血液采样日渐普遍的同时其背后的问题也越来越凸显：(1)血液采样是一种侵入式采样，皮下针刺采样过程会导致患者的依从性下降，尤其是对于儿童和针头恐惧症患者，对疼痛的恐惧可能会导致其避免寻求相应的医疗护理；(2)血液采样通常需要专业人员进行操作，医疗欠发达地区以及偏远山区的患者不能得到及时的治疗；(3)操作不规范或者使用未消毒的针头，可能会造成血液传播的生物病原体感染的风险，因此亟需一种针刺采血的替代方法。

汗液、泪液和唾液等体液不经过血液的循环系统，其组成成分与血液差异较大，不适合作为血液的替代品，并且这些体液暴露于体外，容易受到外界环境的影响从而对检测结果造成误差。组织液浸润着组织的细胞，功能为向细胞输送物质、细胞间通讯以及清除代谢废物等。作为一种交换媒介，组织液具有与血液相似的组成，有着丰富的生化信息。组织液由含有氨基酸、糖类、脂肪酸、辅酶、激素、神经递质、盐类以及细胞废物的水溶剂组成，因此组织液比较适合成为血液的替代品。皮肤有表及里可分为三层：角质层、活性表皮层和真皮层，死亡的角质细胞堆形成角质层，质地坚实，形成了天然的药物输送屏障；表皮层不含血管，有活性细胞和少量神经组织；位于最里层的真皮层是人体皮肤的主要结构，该层的皮肤状态决定了人体皮肤的整体情况，它含有大量的神经组织，会感到外界的刺激，也含有很多活性细胞和血管组织。而组织液角质层以下就存在，角质层厚度约15-20μm，有效阻止了组织液的外渗。通过对组织液中的生化成分含量分析可以对患者的健康状况进行监测和诊断，比如与心脑血管疾病相关的胆固醇、与癌症相关的特异性生物标志物等等。

目前存在的组织液成分监测方法通常有两种。第一种是使用微针技术的传感器提取组织液，微针技术属于微创无痛方法，微针只穿透至表皮层，并未到达含有大量神经的真皮层因此无痛。目前很大部分的专利都是用到了微针技术，如陈惠琄等人的“一种组织液检测装置及系统”、乔建民等人的“血液或组织液采集处理芯片及检测装置和方法”等组织液检测系统都是用到了微针阵列。但微针技术毕竟是属于微创技术，微针穿透角质层过程可能会带入有害微生物，引起炎症反应，且单根微针通常只能监测组织液中的特定成分，因此要监测多个成分时需使用多个微针，即微针阵列。第二种是使用特殊方法无创提取组织液，比如刘仁材等人的“一种无创皮下组织液提取-检测装置和提取-检测方法”，通过反向离子电渗技术经皮提取皮下组织液，属于无创方法，但仪器是使用电流作用于皮肤，会带来皮肤刺激或损伤等不适感。