專利名稱：一種用于乳腺組織近紅外檢測(cè)的探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于近紅外激光、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子以及圖像處理在生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的綜合技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乳腺疾病是女性的多發(fā)疾病之一，近年來發(fā)病率上升，己成為我國(guó)婦女第一位惡性腫瘤， 因此乳腺組織的普査和早期診斷工作十分重要。目前大都采用Mammography或CR技術(shù)進(jìn)行普 查、診斷，雖然它們具有較高的檢出率比，但是效率低，費(fèi)用高，對(duì)人體有傷害。 一般X射 線、B超等影像檢査需要具備一定的密度分辨率，只有在癌變出現(xiàn)的腫塊達(dá)2mm以上才會(huì)顯 像，而在乳腺發(fā)生癌變時(shí)，最先發(fā)生在乳腺末端導(dǎo)管小葉，從非典型增生到原位癌、再到微 小浸潤(rùn)癌等的變化過程均局限在毫米尺寸內(nèi)的小葉組織間，所以通常情況下X射線、B超等 影像檢査不適用。
近年來利用近紅外光技術(shù)開發(fā)出乳腺近紅外檢查儀。它利用人體血液中血紅蛋白對(duì)近紅 外光的吸收要比周圍其他組織大來成像分辨。已有的近紅外光乳腺組織探測(cè)用的探頭有測(cè)前 向傳輸光的和測(cè)后向反射傳輸光的。這兩種技術(shù)的特點(diǎn)不同，適用于不同場(chǎng)合。
后向反射亦可稱為背向反射。測(cè)后向反射傳輸光時(shí)，光源入射點(diǎn)和后向反射光收集點(diǎn)通 常位于乳腺組織的同側(cè)?，F(xiàn)有測(cè)后向反射傳輸光的近紅外光乳腺組織探測(cè)用的探頭的光源和 探測(cè)器是固定的，檢測(cè)時(shí)不能調(diào)整光源與探測(cè)器的相對(duì)位置，兩者之間的距離不變。如Britton Chance公布了一種近紅外光乳腺組織探測(cè)用的探頭的結(jié)構(gòu)(《Academic Radiology》，Vol 12， No 8， August 2005)，如圖1所示。多個(gè)光電探測(cè)器2分布在光源1的周圍。光源發(fā)出的光 經(jīng)乳腺組織傳輸后，由探測(cè)器收集并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)供后續(xù)處理。該探頭的光源一-探測(cè)器之間 距離是固定不可調(diào)整的。
近紅外光從光源傳播到探測(cè)器的路徑軌跡在統(tǒng)計(jì)上呈一香蕉狀，如圖2所示。在該傳播 過程中光子歷經(jīng)多次吸收與散射。若光源一探測(cè)器之間距離為r，那么從組織表面到香蕉狀
軌跡的中部為最大平均探測(cè)深度Z。皿
Z0max V^/4
現(xiàn)有探頭的光源與探測(cè)器之間相對(duì)固定，距離不可改變，無法根據(jù)需要調(diào)整以方便探測(cè) 不同深度的組織。上述用于探測(cè)后向反射光的探頭均存在著一些缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服己有技術(shù)的不足之處，提出一種乳腺組織近紅外檢測(cè)用的探頭， 具有探測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
所述探頭內(nèi)含有近紅外光源和用于接收由所述近紅外光源發(fā)出并穿越乳腺組織近紅外光 的光電探測(cè)器，所述近紅外光光源與所述的光電探測(cè)器之間的距離可調(diào)整。其特征在于所述 光源和光電探測(cè)器之間有一個(gè)位移探測(cè)器，所述的位移探測(cè)器是一個(gè)滑線電阻，所述滑線電 阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到一個(gè)所述光電探測(cè)器的外殼上，而該滑線電阻的一個(gè)固定端連接到所 述光源的外殼上，隨著所述動(dòng)端在該滑線電阻上的移動(dòng)，從而改變了所述光源和所述光電探 測(cè)器之間直線距離。所述滑線電阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到所述光源的外殼上，而該滑線電阻的 一個(gè)固定端連接到所述光電探測(cè)器的外殼上。所述光電探測(cè)器和位移探測(cè)器各自至少同時(shí)為 一個(gè)。所述位移探測(cè)器是一個(gè)帶有滑片的彈簧。
本發(fā)明所述的多波長(zhǎng)近紅外光光源與所述的光電探測(cè)器之間的距離可調(diào)整，所以在測(cè)試 時(shí)，不需要移動(dòng)探頭，只需要調(diào)節(jié)改變光源一探測(cè)器它們之間距離，即可探測(cè)不同深度的組 織，使得探測(cè)操作更加簡(jiǎn)便，探測(cè)效率得到提高。


圖1已有的一種乳腺組織近紅外探測(cè)用的探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2近紅外光從光源傳播到探測(cè)器的路徑軌跡示意圖。
圖3本發(fā)明一種乳腺組織近紅外探測(cè)用的探頭的一種實(shí)施例示意圖。
圖4本發(fā)明一種乳腺組織近紅外探測(cè)用的探頭的另一種實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特征在于，所述光源和光電探測(cè)器之間有一個(gè)位移探測(cè)器，所述的位移探測(cè)器 是一個(gè)滑線電阻，所述滑線電阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到一個(gè)所述光電探測(cè)器的外殼上，而該滑線電阻的一個(gè)固定端連接到所述光源的外殼上，隨著所述動(dòng)端在該滑線電阻上的移動(dòng)，從而 改變了所述光源和所述光電探測(cè)器之間直線距離。
本發(fā)明的工作原理為光源依次發(fā)不同波長(zhǎng)的光，發(fā)出的光入射并進(jìn)入乳腺組織，在乳 腺組織內(nèi)傳輸后逸出組織，由位于組織外的光電探測(cè)器接收這些穿越乳腺組織的光。光電探 測(cè)器將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并傳送給后續(xù)處理單元。光源發(fā)一個(gè)波長(zhǎng)的光 時(shí)，探測(cè)器獲得一數(shù)據(jù)，由此形成了對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)。后續(xù)處理單元根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)，分 析、輸出在當(dāng)前光源一探測(cè)器位置關(guān)系下，所測(cè)部位乳腺組織的光學(xué)特性。然后根據(jù)需要改 變光源一探測(cè)器之間距離，重復(fù)上述過程，以測(cè)得光源一探測(cè)器距離改變后所測(cè)乳腺組織的 光學(xué)特性。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種乳腺組織近紅外檢測(cè)用的探頭，實(shí)施1例結(jié)合附圖3詳細(xì)說明如下 圖3所示，在本發(fā)明實(shí)施例的探頭中，所述的近紅外光源1選用Epitex公司生產(chǎn)的可發(fā)
射730 nm、 805nm和850 nm的三波長(zhǎng)發(fā)光二極管L4*730/4*805/4*850-40Q96-1 ，以0PT101
作為所述的光電探測(cè)器2。所述的滑線電阻3采用滑線電阻。
所述滑線電阻3機(jī)械固定于所述探測(cè)器2旁，所述滑線電阻3的動(dòng)端通過所述連線4與
所述光源1相連。所述連線4的兩端分別固定在所述滑線電阻3的動(dòng)端和所述光源1上。
測(cè)試時(shí)，首先控制處理單元控制所述的光源i發(fā)波長(zhǎng);i,的光，所述的光電探測(cè)器2將收
集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，將電信號(hào)傳送給后續(xù)處理單元，從而獲得數(shù)據(jù)Z)a",。然后
控制處理單元控制所述的光源i依次發(fā)另外兩波長(zhǎng);i,、 A的光，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)
"ato2、 "a&3 。根據(jù)數(shù)據(jù)(Z)Wfl。 "ato2、 "ato3 )、所述滑線電阻3的當(dāng)前輸出阻值和 近紅外光在乳腺組織中傳播的特性計(jì)算，得到在當(dāng)前位置所測(cè)乳腺組織的有關(guān)特性。
然后根據(jù)需要，改變所述光源1的位置。隨著所述連線4帶動(dòng)所述滑線電阻3的動(dòng)端， 所述滑線電阻3的輸出阻值發(fā)生相應(yīng)的變化，所述光源1與所述探測(cè)器2之間相對(duì)距離發(fā)生 改變。重復(fù)前述測(cè)量過程，獲得改變位置后的測(cè)量數(shù)據(jù)("Wa。 "Wa2、 "ato3)，以及在 新位置所述滑線電阻3的輸出阻值，再根據(jù)近紅外光在乳腺組織中傳播的特性計(jì)算，得到在 新位置所測(cè)乳腺組織的有關(guān)特性。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種乳腺組織近紅外檢測(cè)用的探頭的實(shí)施例2，結(jié)合附圖4詳細(xì)說明如下 圖4所示，在本發(fā)明實(shí)施例的探頭中所述的近紅外光源1選用Epitex公司生產(chǎn)的可發(fā)射 730 nm、 805nm和850 nm的三波長(zhǎng)發(fā)光二極管L4*730/4*805/4*850-40Q96-1 ，以0PT101
作為所述的光電探測(cè)器2。所述的滑線電阻3采用滑線電阻。
所述滑線電阻3固定在所述光源1旁，所述滑線電阻3通過所述連線4與所述探測(cè)器2 相連。所述連線4的兩端分別固定在所述滑線電阻3和所述探測(cè)器2上。
測(cè)試時(shí)，控制處理單元首先控制所述光源1發(fā)波長(zhǎng)^的光，所述光電探測(cè)器2將收集到 的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，將電信號(hào)傳送給后續(xù)處理單元，從而獲得數(shù)據(jù)"flZ",。然后控制 處理單元控制所述光源1依次發(fā)另外兩波長(zhǎng)/12、義3的光，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)Dflfa2、 "afa3。 根據(jù)數(shù)據(jù)("a"P ""^2、 "fl"3 )、所述滑線電阻3的當(dāng)前輸出阻值和近紅外光在乳腺 組織中傳播的特性計(jì)算，得到在當(dāng)前位置所測(cè)乳腺組織的有關(guān)特性。
然后根據(jù)需要，改變所述探測(cè)器2的位置。隨著所述探測(cè)器2的移動(dòng)，所述探測(cè)器2通 過所述連線4帶動(dòng)所述滑線電阻3的動(dòng)端，所述滑線電阻3的輸出阻值發(fā)生了相應(yīng)的變化， 所述光源1與所述探測(cè)器2之間的距離發(fā)生變化。重復(fù)前述測(cè)量過程，獲得改變位置后的測(cè) 量數(shù)據(jù)(Z)W^、 """2、 "W^)，以及所述滑線電阻3當(dāng)前的輸出阻值，再根據(jù)近紅外 光在乳腺組織中傳播的特性計(jì)算，得到在新位置所測(cè)乳腺組織的有關(guān)特性。
權(quán)利要求
1、一種用于乳腺組織近紅外檢測(cè)的探頭，含有一個(gè)光源和光電探測(cè)器，其特征在于所述光源和光電探測(cè)器之間有一個(gè)位移探測(cè)器，所述的位移探測(cè)器是一個(gè)滑線電阻，所述滑線電阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到一個(gè)所述光電探測(cè)器的外殼上，而該滑線電阻的一個(gè)固定端連接到所述光源的外殼上，隨著所述動(dòng)端在該滑線電阻上的移動(dòng)，從而改變了所述光源和所述光電探測(cè)器之間直線距離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于近紅外乳腺組織檢測(cè)的探頭，其特征在于，所述滑線 電阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到所述光源的外殼上，而該滑線電阻的一個(gè)固定端連接到所述光電探 測(cè)器的外殼上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于近紅外乳腺組織檢測(cè)的探頭，其特征在于，所述光電 探測(cè)器和位移探測(cè)器各自至少同時(shí)為 一個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于近紅外乳腺組織檢測(cè)的探頭，其特征在于，所述位移 探測(cè)器是一個(gè)帶有滑片的彈簧。
全文摘要
一種用于乳腺組織近紅外檢測(cè)的探頭，屬于乳腺組織近紅外檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，在光源和光電探測(cè)器有一個(gè)用滑線電阻制的位移探測(cè)器，該滑線電阻的動(dòng)端經(jīng)引線連接到一個(gè)光電探測(cè)器的外殼上，而該滑線電阻的一個(gè)固定端連接到所述光源的外殼上，或者把該滑線電阻的動(dòng)端連接到光源的外殼上，而固定端連接到光電探測(cè)器的上，隨著所述光源和所述光電探測(cè)器之間直線距離的改變，所述動(dòng)端在該滑線電阻上相應(yīng)地移動(dòng)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101390749SQ20081022544
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者宇 馮, 凈 白, 陳延平 申請(qǐng)人:清華大學(xué)