[发明专利]一种基于锥形镜结构的皮下探测装置、系统及方法

说明书

本发明提供一种基于锥形镜结构的皮下探测装置，包括激发光源组件、锥形镜结构，第一成像部件、第二成像部件和探测器，所述激发光源组件用于发出激发光，所述激发光经皮下生物标志物的发射或折射后发出信号光；从所述锥形镜结构凸起面出射的光为环形光束；所述环形光束经所述第一光路形成环形激发区。避免了点状光斑激发可能的风险，提高了信号收集效率且安全性高；结构简单、成本低，能够通过调整锥形镜结构调节探测位置的深度，操作灵活。本发明的探测系统及探测方法，因采用本发明的基于锥形镜结构的皮下探测装置而具有相应优势，步骤简洁，高效，能够根据需要获取皮下相同深度层次的生物特征信息，有利于皮下无创检测技术的进一步普及应用。

技术领域

本发明属于无创检测技术领域，尤其涉及一种基于锥形镜结构的皮下探测装置及相应探测系统与探测方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就应认为是现有技术。

无创检测技术的应用已经推广到生活中的各个领域，特别在关系人体健康的医疗检查中有了普遍的应用同时也有进一步深入和普及的需求。通过光信息的特性可以反映出生物特征，进行分析后能够有力的支持治疗和日常健康监测。

在生物医学领域的应用中拉曼光谱检测技术能够反映出人体组织细胞分子的变化，是早期病变检测的新技术。其以无痛、无创、简单、快速等特点，能改善常规检验方法出现的问题，是血液无创生化分析能够获得应用的有潜力的方法之一。不同的拉曼峰是某些特定分子的特征，使拉曼光谱具有定性分析并对相似物质进行区分的功能，拉曼光谱的峰强度与对应分子的浓度成正比，也能用于定量分析，可以为临床诊断提供理论依据。预测将来可根据血液样本在拉曼光谱中的特征峰强度，判断出是否患疾病。

以拉曼检测系统为例，现有的无创检测系统一般包括激光光源，光路部件，探测部件。其中激光光源作为激发拉曼信号光的激光器，被激发光路部件的透镜聚焦后照射到被测样品。激发光路部件对激发光进行滤波，聚焦；对拉曼信号光进行收集，滤波，然后传输到探测部件，探测不同波长处拉曼信号强度。激发光聚焦成点照射到样品表面，所产生的拉曼信号光以激发光照射点为中心向四周辐射。

因此在无创检测中如何有效和充分的收集信号是无创检测系统中光路设计的一个突出问题也是当前技术中需要优化的关键设计之一。另外一方面，在收集之前的问题是激发光如何准确聚焦到需要探测的位置，这个关乎样品制备的繁简程度和是否能在实验室以外的地方推广应用。

其中在皮下生物标志物检测的应用中尤其突出。皮肤是人体表面积最大且最有用的器官，总重量大概是人体重的百分之八，它容纳了人体全部循环血液25%-30%的水，皮肤组织由表皮、真皮、皮下脂肪构成。皮肤下方的组织液或血液中含有很多生物特异性标志物，这些标志物与人体的健康状况和疾病程度有密切的联系。然而，目前的很多医学技术很难通过皮肤对生物标志物进行无创的检测，例如血糖的检测需要抽血化验，或者扎手指取血进行检测。无创检测技术对于皮下医学检测其意义重大，特别是如果普通人群能在医学实验室之外的地方对个人健康进行监测，无创检测技术的应用就必不可少。例如，传统拉曼光谱只能测试到表面以下几百微米的深度，无损探测深层皮下生物标志物的光谱信息的应用中，如图1所示，激发光会在激发区域及其周围不同组织深度（皮肤A、皮下组织B、血管U）处产生拉曼信号光，根据光子迁移理论，沿空间偏移方向X距中心激发点的偏移距离ΔS₁越大，来自更深层样品的信号光所占比重越大。因此有必要研发一种能够有效探测到皮下特定深度部位，有利于提高收集效率，检测结果可靠的基于锥形镜结构的皮下探测装置、系统及相应的探测方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的已有的现有技术。

发明内容

本发明是为解决上述现有技术的全部或部分问题，本发明提供了一种基于锥形镜结构的皮下探测装置、系统及相应的探测方法。