Устройство для диагностики и терапии биологических объектов

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим устройствам для диагностики и терапии биологических объектов посредством измерения коэффициентов отражения. Излучение от лазерного излучателя через световод поступает к биологическому объекту. С помощью регулируемой диафрагмы устанавливается размер светового пучка, рассеиваемого биологическим объектом в фотометрическую головку. Свет, рассеянный биологическим объектом, проходит через диафрагму, рассеивается пластиной, отражается от внутренней стенки головки и проходит через селективный многочастотный светофильтр на фотоприемник. Пройдя через селективный многочастотный светофильтр, рассеянное биологическим объектом излучение разлагается на спектральные компоненты, каждая из которых регистрируется фотоприемником. Электрические сигналы с выхода фотоприемника поступают на блок регистрации, который осуществляет цифровое преобразование и математическую обработку входных сигналов. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности диагностики, а также оперативности и безбиопсийности контроля течения заболеваний за счет использования нелинейных свойств биологического объекта. Это позволяет более достоверно и объективно определять стадии патологии при уменьшении времени оценки результатов лечения и сокращении сроков пребывания больных в больнице. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим устройствам для диагностики и терапии биологических объектов посредством измерения коэффициентов отражения.

Известно устройство для лазерной терапии, содержащее источник лазерного излучения, фильтр-поляризатор, волоконно- оптический световод, светоделительную пластину, блок сравнения, состоящий из светофильтра, светорассеивающей пластины, диафрагмы и фотодиода [1].

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не позволяет измерять нелинейную составляющую коэффициента отражения биологической ткани, являющуюся существенным признаком для диагностики воспалительных заболеваний.

Известно устройство, содержащее источник лазерного излучения со световодом, блок регистрации и фотометрическую головку, снабженную двумя фотоприемниками, выполненное в виде установленных соосно в цилиндрическом корпусе светорассеивающей пластины и регулируемой диафрагмы, при этом на верхнем торце цилиндрического корпуса жестко установлена крышка, а в нижнем торце закреплено кольцевое уплотнение, причем световод установлен с возможностью перемещения и фиксации внутри направляющей трубки, верхний конец которой закреплен в центральном отверстии крышки, а нижний установлен в отверстиях светорассеивающей пластины и диафрагмы, при этом оба фотоприемника расположены в отверстиях крышки, причем один из них снабжен узкополосным и нейтральным светофильтрами, а другой - обрезающим светофильтром [2].

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет контролировать спектральное распределение нелинейной составляющей коэффициента отражения биологической ткани, являющееся основой для диагностики динамики воспалительных заболеваний. Кроме того, в данном техническом решении не исключается возможность флуоресценции материалов, находящихся внутри фотометрической головки, снижающей точность измерений.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения точности диагностики и прогнозирования течения заболеваний по коэффициентам отражения биологической ткани на длине волны зондирующего излучения и по спектральному контуру нелинейной составляющей.

Поставленная задача решается следующим образом.

Предлагается устройство для диагностики и терапии биологических объектов, содержащее лазерный излучатель со световодом, блок регистрации и фотометрическую цилиндрическую головку с установленными в ней фотоприемником, снабженным селективным многочастотным светофильтром, и соосно расположенными светорассеивающей пластиной и регулируемой диафрагмой, закрепленной в нижнем торце головки, причем фотоприемник расположен в верхнем торце головки и подключен к блоку регистрации, а световод установлен с возможностью перемещения вдоль оси головки через центральные отверстия в верхнем торце головки, светорассеивающей пластины и диафрагмы, при этом внутренняя поверхность головки и боковая поверхность световода выполнены из нефлуоресцирующего диффузно рассеивающего материала. Использование селективного многочастотного светофильтра позволяет определять спектральное распределение нелинейной составляющей коэффициента отражения биологической ткани, а нефлуоресцирующий диффузно рассеивающий материал, нанесенный на боковую поверхность световода и внутреннюю поверхность фотометрической головки, исключает люминесценцию и повышает точность измерений.

Предлагаемое изобретение поясняется схемой, показанной на чертеже.

Устройство для диагностики и терапии биологического объекта содержит лазерный излучатель 1 со световодом 2, блок регистрации 3 и фотометрическую цилиндрическую головку 4. В фотометрической головке 4 установлены фотоприемник 5, снабженный селективным многочастотным светофильтром 6, и соосно расположенные светорассеивающая пластина 7 и регулируемая диафрагма 8, закрепленная в нижнем торце головки 4. Фотоприемник 5 расположен в верхнем торце головки 4 и подключен к блоку регистрации 3. Световод 2 установлен с возможностью перемещения вдоль оси головки 4 через центральные отверстия в верхнем торце головки 4, светорассеивающей пластины 7 и диафрагмы 8. Внутренняя поверхность головки 4 и боковая поверхность световода 2 имеют покрытие 9 из нефлуоресцирующего диффузно рассеивающего материала. В диапазоне длин волн излучения 0.63-0.8 μm таким покрытием может быть, например, BaSO₄. В качестве селективного многочастотного светофильтра могут быть использованы, например, дисперсионная призма или набор сменных интерференционных светофильтров.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от лазерного излучателя 1 через световод 2 поступает к биологическому объекту. С помощью регулируемой диафрагмы 8 устанавливается размер светового пучка, рассеиваемого биологическим объектом в фотометрическую головку 4. Свет, рассеянный биологическим объектом, проходит через диафрагму 8, рассеивается пластиной 7, отражается от внутренней стенки головки 4 и проходит через селективный многочастотный светофильтр 6 на фотоприемник 5. Пройдя через селективный многочастотный светофильтр 6, рассеянное биологическим объектом излучение разлагается на спектральные компоненты, каждая из которых регистрируется фотоприемником 5. Электрические сигналы с выхода фотоприемника 5 поступают на блок регистрации 3, который осуществляет цифровое преобразование и математическую обработку входных сигналов. В результате этой обработки определяются коэффициент отражения биологического объекта на длине волны излучения лазерного излучателя и распределение коэффициентов отражения по спектральному контуру нелинейной составляющей. При этом коэффициент отражения биологического объекта определяется как отношение светового потока оптического излучения, отраженного на одной из длин волн отраженного излучения, к световому потоку лазерного излучения, падающего на биологический объект. Зарегистрированные значения коэффициентов отражения сравниваются с эталонными значениями и определяется стадия патологии или проводится диагностика заболевания.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности диагностики, а также оперативности и безбиопсийности контроля течения заболеваний за счет использования нелинейных свойств биологического объекта. Это позволяет более достоверно и объективно определять стадии патологии при уменьшении времени оценки результатов лечения и сокращении сроков пребывания больных в больнице.

Источники информации, использованные в описании изобретения 1. А. с. СССР N 1801362, МКИ A 61 B 6/00.

2. Патент РФ N 2102925 (з-ка N 96113720), БИ N3, 98 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для диагностики и терапии биологического объекта, содержащее лазерный излучатель со световодом, блок регистрации и цилиндрическую фотометрическую головку, с установленными в ней фотоприемником, снабженным светофильтром, и соосно расположенными светорассеивающей пластиной и регулируемой диафрагмой, закрепленной в нижнем торце головки, причем фотоприемник расположен в верхнем торце головки и подключен к блоку регистрации, а световод установлен с возможностью перемещения вдоль оси головки через центральные отверстия в верхнем торце головки, светорассеивающей пластины и диафрагмы, отличающееся тем, что светофильтр выполнен в виде многочастотного селективного светофильтра, а внутренняя поверхность головки и боковая поверхность световода выполнены из нефлуоресцирующего диффузно рассеивающего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1