專利名稱：特別是用于流動(dòng)測(cè)量的發(fā)光裝置的制作方法
特別是用于流動(dòng)測(cè)量的發(fā)光裝置
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置，其包括用于發(fā)射由光波導(dǎo)傳導(dǎo)的光束的器件。 此外，本發(fā)明涉及用于測(cè)量介質(zhì)特別是血液的流速的方法。
血流速度的測(cè)量不僅在科學(xué)研究中而且在日常臨床應(yīng)用中都變得越來(lái) 越重要。因此，例如，如果能夠準(zhǔn)確評(píng)估動(dòng)脈瘤周圍和其內(nèi)的血流，則可
以顯著提高對(duì)動(dòng)脈瘤的測(cè)量。WO 97/12210公開(kāi)了用于遠(yuǎn)程流動(dòng)測(cè)量的光 纖傳感器，其中所述傳感器包括用于將光束引導(dǎo)到反射表面的第一光纖， 將光束定向?yàn)閺脑摲瓷浔砻嫱ㄟ^(guò)窗口進(jìn)入周圍介質(zhì)。然后來(lái)自介質(zhì)的反向 散射光可以重新進(jìn)入相同窗口并且經(jīng)由第二光纖到達(dá)探測(cè)器，該探測(cè)器測(cè) 量所述光的多普勒頻移。這使得有可能計(jì)算周圍介質(zhì)在發(fā)射光方向上的流 速。
以該情況為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于借助發(fā)射光對(duì)流體進(jìn)行 更通用的檢查的器件。更具體地，本發(fā)明關(guān)注同時(shí)測(cè)量流速向量的獨(dú)立分 量°
通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置和根據(jù)權(quán)利要求11的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一 目標(biāo)。在從屬權(quán)利要求中公開(kāi)了優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置包括以下部件
a) 用于傳導(dǎo)初級(jí)光束的光波導(dǎo)。該光波導(dǎo)可特別通過(guò)光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)，并
且該初級(jí)光束可以源自任何適當(dāng)?shù)墓庠?包括例如收集的環(huán)境光)
b) 用于將由所述光波導(dǎo)傳導(dǎo)的初級(jí)光束分離為具有不同光學(xué)品質(zhì)并且 沿不同方向發(fā)射的至少兩個(gè)部分光束的分光單元。在上下文中的表述"光 學(xué)品質(zhì)"表示光束的一些內(nèi)在物理屬性，諸如其偏振或其光譜組成。
所描述的發(fā)光裝置具有如下優(yōu)勢(shì)允許通過(guò)使用一種用于傳導(dǎo)(初級(jí)) 光束的光波導(dǎo)的緊湊設(shè)計(jì)。同時(shí)，所述裝置提供沿不同方向發(fā)射的兩個(gè)(部 分)光束，其允許在至少兩個(gè)空間獨(dú)立的維度上的操作和研究。此外，所述部分光束的不同的光學(xué)品質(zhì)提供一種用于區(qū)分所述部分光束在周圍介質(zhì) 中的效應(yīng)的器件。由于光的傳播通?？赡?，因此還可能通過(guò)分光單元采集 來(lái)自周圍的光并且將其定向到光波導(dǎo)中。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中利用該 效應(yīng)；但通常所述裝置僅用于發(fā)射光，而不用于重新收集光。
建立分光單元有多種可能性。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，其可以包括， 例如，至少一個(gè)分離部件，其由二向色分束器、光柵和/或光學(xué)偏振器實(shí)現(xiàn)， 從而使得所述分離部件將入射光束(例如初級(jí)光束)分離為具有不同方向 和不同光學(xué)品質(zhì)的第一部分光束和第二部分光束。因此，二向色分束器和 光柵會(huì)將入射光束分離為具有不同光譜組成的兩個(gè)光束，而偏振器會(huì)將入 射光束分離為具有不同偏振的兩個(gè)光束。
如果在上述情況中在分光單元中僅存在一個(gè)分離部件，該分光單元將 典型地僅從初級(jí)光束生成兩個(gè)發(fā)射的部分光束。為了發(fā)射更多的部分光束， 該分光單元可包括另一分離部件(諸如二向色分束器、光柵和/或光學(xué)偏振 器)，以便將由該(第一)分離部件生成的第二部分光束分離為具有不同方 向和光學(xué)品質(zhì)的第三部分光束和第四部分光束。應(yīng)注意到，在這方面由于 離開(kāi)第一分離部件的第一部分光束和第二部分光束的編號(hào)方式是任意的， 因此將第二部分光束選擇為第二分離部件的輸入不限制所述裝置的設(shè)計(jì)。 第一、第三和第四部分光束優(yōu)選沿不位于公共平面內(nèi)的不同方向取向，即 他們沿三個(gè)空間獨(dú)立的維度從發(fā)光裝置傳出。
如果如上所述將兩個(gè)二向色分束器以串聯(lián)方式布置，他們可優(yōu)選具有 棱鏡形狀，并且取向?yàn)槔@入射光束的軸旋轉(zhuǎn)約45。角，該棱鏡具有三角形底 部。在這種情況下，離開(kāi)分光單元的第一、第三和第四部分光束將基本被 定向在三個(gè)互相正交的方向。
如果分光單元包括光柵，則優(yōu)選對(duì)于特定波長(zhǎng)具有閃耀角。在這種情 況下，具有所述特定波長(zhǎng)的入射光束的光將會(huì)被光柵以一定方向折射，然 而入射光束的其余光將基本不受影響地通過(guò)光柵。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，發(fā)光裝置包括用于檢測(cè)次級(jí)光束的檢測(cè)器， 所述次級(jí)光束包括由分光單元從其周圍采集的光。在這種情況下，發(fā)光裝 置不僅可以用于將光發(fā)射到介質(zhì)中，而且可以用于感測(cè)和評(píng)價(jià)來(lái)自所述介 質(zhì)的光。在上述實(shí)施例的進(jìn)一步發(fā)展中，檢測(cè)器適用于分離地處理具有不同光 學(xué)品質(zhì)的次級(jí)光束的分量。因此可獨(dú)立地處理所述分量，其保留這些分量 攜帶的任何信息。該設(shè)計(jì)尤其重要的應(yīng)用是用于以下情況次級(jí)光束的分 量源自離開(kāi)分光單元的不同的部分光束。然后可能例如獨(dú)立地觀察部分光 束的效應(yīng)。
在具有檢測(cè)器的發(fā)光裝置的另一方案中，所述檢測(cè)器包括評(píng)價(jià)模塊， 以便確定次級(jí)光束的至少一個(gè)分量相對(duì)于對(duì)應(yīng)的部分光束的多普勒頻移。 測(cè)量部分光束在被例如周圍介質(zhì)中的粒子反射時(shí)經(jīng)歷的多普勒頻移使得可 能確定所述粒子沿部分光束的方向的速度。如果檢測(cè)器適合于確定次級(jí)光 束的源自不同部分光束的所有光分量的多普勒頻移，則因此可能測(cè)量與部 分光束一樣數(shù)量的周圍介質(zhì)流速的空間獨(dú)立分量。因此三個(gè)部分光束的使 用將提供對(duì)三維流速向量的完全確定。
發(fā)光裝置還可包括用于將初級(jí)光束發(fā)射到光波導(dǎo)中的光源，該發(fā)射的 初級(jí)光束應(yīng)包括具有各種光學(xué)品質(zhì)的光，該具有各種光學(xué)品質(zhì)的光可以通 過(guò)分光單元分離為部分光束。該光源可以特別是激光器。
如果光源是激光器，則其應(yīng)具有大于lmm且優(yōu)選大于10mm且最優(yōu)選 大于100mm的相干長(zhǎng)度。這樣，由光生成的初級(jí)光束將適用于多普勒測(cè)量。
在發(fā)光裝置的特定實(shí)施例中，發(fā)光裝置被發(fā)展為醫(yī)療設(shè)備，特別是導(dǎo) 管設(shè)備或內(nèi)窺鏡設(shè)備，以用于可以是非侵入性或微創(chuàng)(例如，基于內(nèi)窺鏡 的)或侵入性(外科手術(shù))過(guò)程的醫(yī)學(xué)診斷或治療過(guò)程。導(dǎo)管設(shè)備或內(nèi)窺 鏡設(shè)備可以單獨(dú)包括發(fā)光裝置，或可以將發(fā)光裝置合并到包括本領(lǐng)域技術(shù) 人員公知的附加特征的導(dǎo)管設(shè)備或內(nèi)窺鏡設(shè)備中。
本發(fā)明還涉及一種測(cè)量流體特別是血液的流速的方法，其包括如下步
驟
a) 從測(cè)量位置(流體內(nèi))沿不同方向發(fā)射具有不同光學(xué)品質(zhì)的至少兩 個(gè)部分光束。
b) 接收包括如下分量的次級(jí)光束，所述分量包括來(lái)自所述流體中反射 的所述部分光束的光。
c) 根據(jù)次級(jí)光束的所述分量的多普勒頻移來(lái)確定所述流體(或至少為 反射部分光束的那些流體組分)的流速。通常形式的該方法包括可以用上述類型的發(fā)光裝置執(zhí)行的步驟。因此， 參考前面的描述以得到該方法的細(xì)節(jié)、優(yōu)勢(shì)和其提供的改進(jìn)的更多信息。
通過(guò)參考下文描述的(多個(gè))實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變 得明顯并得以闡明。將借助于附圖以示例方式描述這些實(shí)施例，其中-


圖1示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于血流測(cè)量的發(fā)光裝置，
其包括兩個(gè)二向色分束器；
圖2示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光裝置，其包括光柵； 圖3示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光裝置，其包括光學(xué)
偏振器；
圖4示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光裝置，其包括以串 聯(lián)方式布置的光學(xué)偏振器和光柵；
附圖中的相同附圖標(biāo)記和相差100的整數(shù)倍的附圖標(biāo)記指代相同或相 似部件。
在許多臨床設(shè)置中都需要對(duì)血流的準(zhǔn)確和可靠測(cè)量，例如
-在顱血管、頭頸血管、胸腹血管和下肢血管中的動(dòng)脈粥樣硬化狹 窄疾病中對(duì)血流阻塞嚴(yán)重程度的定義。在血管內(nèi)或外科手術(shù)治療之前和之 后對(duì)血流改變的確定特別重要。
-用于對(duì)個(gè)體微血管中血流動(dòng)力學(xué)的功能性評(píng)估的技術(shù)，這些技術(shù) 可能成為越來(lái)越重要的工具，例如，在對(duì)新的血管活性藥物的評(píng)價(jià)中。
-在血管內(nèi)或外科手術(shù)治療之前和之后對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤和動(dòng)靜脈畸 形(AVM)內(nèi)或其周圍的血流的測(cè)量，其會(huì)提供對(duì)所使用方法的適用性的 解答，并且定義治療之前和之后在血液速度和壁面切應(yīng)力方面的血流改變。 -對(duì)惡性腫瘤和良性腫瘤內(nèi)作為腫瘤生長(zhǎng)的指示的血流變化的檢 測(cè)(例如，在卵巢腫瘤內(nèi)的血管的定位和舒張期切跡的存在與否是卵巢腫 瘤評(píng)價(jià)中的最有用的變量)。
對(duì)作為動(dòng)脈瘤形成和生長(zhǎng)的預(yù)測(cè)器的血流的評(píng)估以及對(duì)動(dòng)脈瘤囊內(nèi)血 ，的動(dòng)力學(xué)評(píng)估是至關(guān)重要的，以便了解和預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤性態(tài)。熟知的經(jīng)臨 床證實(shí)的和可重復(fù)的流動(dòng)評(píng)估將有可能提高血管介入學(xué)家或血管介入醫(yī)師
7定義最優(yōu)治療策略的能力。此時(shí)的基本問(wèn)題是確定是否需要介入特定病人。 這轉(zhuǎn)化為確定動(dòng)脈以及動(dòng)脈瘤內(nèi)的血流速度的問(wèn)題。對(duì)這些值以及他們隨 時(shí)間的波動(dòng)的比較使得可能評(píng)估與特定動(dòng)脈瘤相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。
存在能夠用于評(píng)估顱骨內(nèi)血流和動(dòng)脈瘤內(nèi)流型的多種技術(shù)，例如彩色
流超聲、CT成像、MR成像、SPECT成像和PET成像。然而，這些技術(shù)中 沒(méi)有一個(gè)滿足關(guān)于精確度、簡(jiǎn)單性、成本效率、分辨率和穩(wěn)健性的臨床要 求。因此下面將描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的各種實(shí)施例，其特別適于血 流測(cè)量。這些裝置允許通過(guò)血管內(nèi)光纖傳感器執(zhí)行的實(shí)時(shí)血流讀出，該光 纖傳感器被定位在靠近目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)或在解剖結(jié)構(gòu)自身內(nèi)。更具體地，這 些裝置包括與特別構(gòu)造的光學(xué)元件相結(jié)合的導(dǎo)管中的單個(gè)光纖，以能夠在 其附近進(jìn)行三維流速測(cè)量。新的測(cè)速技術(shù)使得可能檢測(cè)和顯示在探測(cè)器附 近的各個(gè)方向上的血流速度。
圖1是發(fā)光裝置的第一實(shí)施例的圖示，其采用用于血流測(cè)量的導(dǎo)管設(shè) 備100的形式，其中僅顯示了對(duì)本發(fā)明重要的部件。導(dǎo)管設(shè)備100包括單 模芯波導(dǎo)l，其包括嵌入在光纖包層內(nèi)的光纖芯2。在波導(dǎo)l的第一端(圖
中左側(cè))，將激光器6布置為光源，其將初級(jí)光束B(niǎo)prim經(jīng)由分束器6發(fā)送
到光纖芯2中。
在波導(dǎo)1的相對(duì)端(圖中右側(cè))，將分光單元101布置為將初級(jí)光束 Bprim分離為沿三個(gè)不同方向(在所示的情況中，這些方向互相垂直，例如 光束B(niǎo)l和B4位于繪圖平面內(nèi)而光束B(niǎo)3從所述平面垂直投射)發(fā)射的三 部分光束B(niǎo)1、 B3和B4?；诠餐瑯?gòu)成初級(jí)光束B(niǎo)p^的這些部分光束的不 同光學(xué)品質(zhì)進(jìn)行分光。在所示的實(shí)施例中，所述光學(xué)品質(zhì)是光束的光譜組 成，并且分光單元101包括兩個(gè)二向色分束器11和12，其具有棱鏡形狀并 且繞初級(jí)光束B(niǎo)prim的軸線相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)約45°角。在第一二向色分束器
11處，將第一部分光束B(niǎo)1 (包括波長(zhǎng)^H的入射光束B(niǎo)prim的部分光譜)反
射，而將剩余的光透射以作為中間部分光束B(niǎo)2。在第二二向色分束器12 處，將第三部分光束B(niǎo)3 (包括波長(zhǎng)2、的入射光束B(niǎo)2的部分光譜，其中 入2<、)反射，而將剩余的光透射以作為第四部分光束B(niǎo)4。
這兩個(gè)波長(zhǎng)、和人2相對(duì)彼此接近(小于約100nm)，其中相應(yīng)的二向 色元件11和12對(duì)大于波長(zhǎng)、和入2的光進(jìn)行反射，其優(yōu)勢(shì)在于血液的光學(xué)特性將基本與該范圍內(nèi)的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。可替換地，這些波長(zhǎng)可以是更分開(kāi)的，
便于構(gòu)造二向色鏡11和12。波長(zhǎng)的選擇將最終取決于人類血液的光學(xué)特性， 諸如透射窗和散射率。當(dāng)然，在通過(guò)選取濾波器通帶來(lái)對(duì)各部分光束的波 長(zhǎng)進(jìn)行選擇方面有設(shè)計(jì)自由，即首先反射短波長(zhǎng)而將長(zhǎng)波長(zhǎng)透射到端面， 而不是圖1所示的情況，在圖1所示的情況中首先反射長(zhǎng)波長(zhǎng)而將短波長(zhǎng) 透射到端面。
圖1中的小箭頭還指示出在周圍血液(例如細(xì)胞)中被反射的部分光
束的光被分光單元101采集，并且作為次級(jí)光束B(niǎo)see沿與初級(jí)光束B(niǎo)p細(xì)相 反的方向通過(guò)光纖1行進(jìn)。然后分束器6將次級(jí)光束B(niǎo)sec定向到檢測(cè)器4， 其中評(píng)價(jià)單元5適于為次級(jí)光束B(niǎo)see的三個(gè)分量獨(dú)立地確定多普勒頻移A入i，
這三個(gè)分量源自不同的發(fā)射的部分光束B(niǎo)1、 B3和B4?？梢酝ㄟ^(guò)類似于分
光單元101的設(shè)備在檢測(cè)器4內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)次級(jí)光束B(niǎo)see的分量的分離。
由評(píng)價(jià)單元5執(zhí)行的激光多普勒測(cè)速使用由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的頻移來(lái) 測(cè)量速度。其可用于監(jiān)測(cè)血流或體內(nèi)的其他組織運(yùn)動(dòng)(參看J.D. Briers的 "Laser Doppler, speckle and related techniques for blood perfusion mapping and imaging" ， Physiol. Meas. 22， R35 (2001))。就其本質(zhì)而言，該方法通 常測(cè)量沿朝向激光束的方向或沿遠(yuǎn)離激光束的方向的流動(dòng)，例如，沿現(xiàn)有 技術(shù)中已知的設(shè)備內(nèi)的導(dǎo)管的軸向方向。然而這里提出的導(dǎo)管設(shè)備100使 得能夠用單個(gè)導(dǎo)管測(cè)量二維或三維流動(dòng)，從而解析血流速度的所有向量分 量。這種更復(fù)雜的流動(dòng)評(píng)估顯著增強(qiáng)了血管介入學(xué)家或血管介入醫(yī)師定義 最優(yōu)治療策略的能力。
導(dǎo)管設(shè)備100的典型尺寸使其容易適于神經(jīng)血管應(yīng)用光纖l (包括芯 2和包層)的直徑可以約為lmm，從光纖末端通過(guò)這兩個(gè)二向色元件ll和 12到達(dá)設(shè)備100末端的距離也可以在1mm的數(shù)量級(jí)。 ,圖2顯示了導(dǎo)管設(shè)備200的第二實(shí)施例，其中光源和檢測(cè)器可以與圖1 中的類似，并且因此不再顯示。該實(shí)施例的分光單元201包括設(shè)置在光纖1 的出口的光柵21，該光柵具有適當(dāng)選擇的閃耀角a。當(dāng)光柵具有閃耀角時(shí)， 可能對(duì)于給定波長(zhǎng)、以特定次序集中大部分衍射的能量。對(duì)于其他波長(zhǎng)， 衍射效率將更小，并且會(huì)將光透射而不改變其方向。改變波長(zhǎng)、從而改變 部分光束B(niǎo)1的方向a，該部分光束B(niǎo)1與沿正向方向發(fā)射的部分光束B(niǎo)2 —
9起離開(kāi)分光單元201。因此可以沿不同方向探測(cè)血流。這類似于圖1中具有 不同波長(zhǎng)的情況。由于僅存在一個(gè)閃耀角a，因此可以解析血流向量的兩個(gè) 分量。這兩個(gè)部分光束B(niǎo)l和B2之間的角oc不需要成90。；假設(shè)存在實(shí)質(zhì)差 別，可以解析血流向量的兩個(gè)分量。
圖3顯示了導(dǎo)管設(shè)備300的第三實(shí)施例，其中保偏光纖1與分光單元 301中的光學(xué)偏振器31結(jié)合使用。這種(可購(gòu)買得到的)光纖1可以分離 地傳播光的兩個(gè)偏振7d、 7T2,并且在這些模式之間沒(méi)有串?dāng)_。這兩個(gè)偏振的 分離可以通過(guò)光學(xué)偏振器31 (諸如偏振分束器管或偏振敏感各向異性光柵) 實(shí)現(xiàn)。光學(xué)偏振器針對(duì)光纖1中初級(jí)光束的具有兩個(gè)偏振方向的兩個(gè)部分 光束B(niǎo)1和B2產(chǎn)生基本不同的出射角(由雙重箭頭表示，其中一個(gè)應(yīng)垂直 于繪圖平面)。結(jié)果，光的這兩個(gè)偏振方向探測(cè)血流中的不同方向。這類 似于圖1中具有不同波長(zhǎng)的情況。由于在保偏光纖中的光有兩個(gè)偏振方向， 因此可以解析血流向量的兩個(gè)分量。
圖4顯示了導(dǎo)管設(shè)備400的第四實(shí)施例，其通過(guò)在分光單元401中布 置光學(xué)偏振器31與光柵21串聯(lián)而將第二實(shí)施例和第三實(shí)施例相結(jié)合。保 偏芯2波導(dǎo)波長(zhǎng)、周圍的不同顏色，該顏色在波長(zhǎng)上基本接近(典型地小 于約2倍)。在光學(xué)偏振器31處，將一個(gè)偏振方向7H反射為具有一定方向 的第一部分光束B(niǎo)1而將另一偏振方向透射為中間第二部分光束B(niǎo)2。在光 柵21處，第二部分光束B(niǎo)2的一個(gè)顏色、被衍射并且脫離為第三部分光束 B3，而將剩余光透射為第四部分光束B(niǎo)4。
因此可以解析血流向量的全部三個(gè)分量，而不需要三個(gè)波長(zhǎng)間隔或多 個(gè)二向色元件。通過(guò)改變光的偏振或波長(zhǎng)來(lái)改變離開(kāi)分光單元401的部分 光束B(niǎo)l、 B3和B4的方向。這減小光纖末端處的光學(xué)器件的體積和復(fù)雜度。
在該實(shí)施例中，將光學(xué)偏振器31理想地放置在光柵21的前面，這是 由于從光柵折射的光將不會(huì)相對(duì)于透射光成90。角傳播。然而光學(xué)偏振器在 具有閃耀角的光柵后面的實(shí)施例也是可行的。
:，上面描述的本發(fā)明實(shí)施例可特別用于在血管內(nèi)過(guò)程期間動(dòng)態(tài)評(píng)估動(dòng)脈 k附近的血流。應(yīng)進(jìn)一步注意到，這些實(shí)施例不包含任何金屬零件并且因 此可用于MR系統(tǒng)。
最后指出，本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)"包含"不排除其他元件或步驟，"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)，單個(gè)處理器或其他單元可以完成多個(gè)器件的功能。 本發(fā)明在于每個(gè)新穎性特征和每個(gè)特征的組合。此外，權(quán)利要求中的附圖 標(biāo)記不應(yīng)被解釋為對(duì)權(quán)利要求的范圍的限制。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光裝置(100、200、300、400)，包括a)光波導(dǎo)(1)，其用于傳導(dǎo)初級(jí)光束(Bprim)；b)分光單元(101、201、301、401)，其用于將所述初級(jí)光束(Bprim)分離為沿不同方向發(fā)射的具有不同光學(xué)品質(zhì)的至少兩個(gè)部分光束(B1、B2、B3、B4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征在于，所述光學(xué)品質(zhì)包括偏振和/或光譜組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，所述分光單元(101、 201、 301、 401)包括選自包括二向色分束器(11、 12)、光柵(21)和光學(xué)偏振器(31)的組的分離部件，以便將入射 光束(Bprim、 B2)分離為具有不同方向和不同光學(xué)品質(zhì)的第一和第二部分 光束(Bl、 B2、 B3、 B4)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，所述分光單元(101、 201、 301、 401)包括選自包括二向色分束器(12)、光柵(21)和光學(xué)偏振器的組的另一分離部件，以便將所述第二部 分光束(B2)分離為具有不同方向和不同光學(xué)品質(zhì)的第三和第四部分光束 (B3、 B4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，所述分離部件是二向色分束器(11、 12)，其具有棱鏡形狀并且取向 為繞所述入射光束(Bprim)的軸旋轉(zhuǎn)約45。角，所述棱鏡具有三角形底部。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，所述分離部件是光柵(21),其對(duì)于特定波長(zhǎng)(、)具有閃耀角(a)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，其包括檢測(cè)器(4)，用于檢測(cè)次級(jí)光束(Bsee)，所述次級(jí)光束(Bsee) 包括由所述分光單元(101、 201、 301、 401)從其周圍收集的光。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征在于，所述探測(cè)器(4)適用于分別處理具有不同光學(xué)品質(zhì)的所述次級(jí)光束 的分量。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，所述檢測(cè)器(4)包括評(píng)價(jià)模塊(5)，以便確定所述次級(jí)光束(Bsee) 的至少一個(gè)分量相對(duì)于對(duì)應(yīng)的部分光束(Bl、 B2、 B3、 B4)的多普勒頻移。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特征 在于，其包括光源，特別是激光光源(3)，以便將所述初級(jí)光束(Bprim)發(fā) 射到所述光波導(dǎo)(1)中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置(100、 200、 300、 400)，其特 征在于，所述激光光源(3)具有大于lmm且優(yōu)選大于10mm且最優(yōu)選大 于100mm的相干長(zhǎng)度。
12、 一種醫(yī)學(xué)設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置 (100、 200、 300、 400)。
13、 一種測(cè)量流體特別是血液的流速的方法，包括如下步驟a) 沿不同方向?qū)⒕哂胁煌鈱W(xué)品質(zhì)的至少兩個(gè)部分光束(Bl、 B2、 B3、 B4)從測(cè)量位置發(fā)射到所述流體；b) 接收包括如下分量的次級(jí)光束(Bsee)，所述分量包括來(lái)自所述流體 中反射的所述部分光束(Bl、 B2、 B3、 B4)的光；c) 根據(jù)所述次級(jí)光束(Bsee)的所述分量的多普勒頻移來(lái)確定所述流 體的流速。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置(100)，其包括光波導(dǎo)，特別是光纖(1)，用于將初級(jí)光束(B_prim)引導(dǎo)到分光單元(101)中，分光單元(101)將初級(jí)光束(B_prim)分離為兩個(gè)或更多部分光束(B1、B3、B4)，這些部分光束沿不同方向發(fā)射并且具有不同光學(xué)品質(zhì)，例如不同的光譜組成或偏振。該裝置可任選地包括檢測(cè)器(4)，用于確定重新進(jìn)入分光單元(101)的反射光的多普勒頻移(Δλ_i)。這使得可能同時(shí)測(cè)量分光單元(101)周圍的流體特別是血液的流速的兩個(gè)或更多空間獨(dú)立向量分量。
文檔編號(hào)A61B5/027GK101500477SQ200780029525
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者D·巴比克, J·F·蘇伊吉維爾, M·梅珍斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司