专利名称：一种用于乳腺组织近红外检测的探头的制作方法
技术领域：
本发明属于近红外激光、计算机、机械、电子以及图像处理在生物医学中应用的综合技 术领域。
背景技术：
乳腺疾病是女性的多发疾病之一，近年来发病率上升，己成为我国妇女第一位恶性肿瘤， 因此乳腺组织的普査和早期诊断工作十分重要。目前大都采用Mammography或CR技术进行普 查、诊断，虽然它们具有较高的检出率比，但是效率低，费用高，对人体有伤害。 一般X射 线、B超等影像检査需要具备一定的密度分辨率，只有在癌变出现的肿块达2mm以上才会显 像，而在乳腺发生癌变时，最先发生在乳腺末端导管小叶，从非典型增生到原位癌、再到微 小浸润癌等的变化过程均局限在毫米尺寸内的小叶组织间，所以通常情况下X射线、B超等 影像检査不适用。
近年来利用近红外光技术开发出乳腺近红外检查仪。它利用人体血液中血红蛋白对近红 外光的吸收要比周围其他组织大来成像分辨。已有的近红外光乳腺组织探测用的探头有测前 向传输光的和测后向反射传输光的。这两种技术的特点不同，适用于不同场合。
后向反射亦可称为背向反射。测后向反射传输光时，光源入射点和后向反射光收集点通 常位于乳腺组织的同侧。现有测后向反射传输光的近红外光乳腺组织探测用的探头的光源和 探测器是固定的，检测时不能调整光源与探测器的相对位置，两者之间的距离不变。如Britton Chance公布了一种近红外光乳腺组织探测用的探头的结构(《Academic Radiology》，Vol 12， No 8， August 2005)，如图1所示。多个光电探测器2分布在光源1的周围。光源发出的光 经乳腺组织传输后，由探测器收集并转换成电信号供后续处理。该探头的光源一-探测器之间 距离是固定不可调整的。
近红外光从光源传播到探测器的路径轨迹在统计上呈一香蕉状，如图2所示。在该传播 过程中光子历经多次吸收与散射。若光源一探测器之间距离为r，那么从组织表面到香蕉状
轨迹的中部为最大平均探测深度Z。皿
Z0max V^/4
现有探头的光源与探测器之间相对固定，距离不可改变，无法根据需要调整以方便探测 不同深度的组织。上述用于探测后向反射光的探头均存在着一些缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服己有技术的不足之处，提出一种乳腺组织近红外检测用的探头， 具有探测效率高等优点。
所述探头内含有近红外光源和用于接收由所述近红外光源发出并穿越乳腺组织近红外光 的光电探测器，所述近红外光光源与所述的光电探测器之间的距离可调整。其特征在于所述 光源和光电探测器之间有一个位移探测器，所述的位移探测器是一个滑线电阻，所述滑线电 阻的动端经引线连接到一个所述光电探测器的外壳上，而该滑线电阻的一个固定端连接到所 述光源的外壳上，随着所述动端在该滑线电阻上的移动，从而改变了所述光源和所述光电探 测器之间直线距离。所述滑线电阻的动端经引线连接到所述光源的外壳上，而该滑线电阻的 一个固定端连接到所述光电探测器的外壳上。所述光电探测器和位移探测器各自至少同时为 一个。所述位移探测器是一个带有滑片的弹簧。
本发明所述的多波长近红外光光源与所述的光电探测器之间的距离可调整，所以在测试 时，不需要移动探头，只需要调节改变光源一探测器它们之间距离，即可探测不同深度的组 织，使得探测操作更加简便，探测效率得到提高。
图1已有的一种乳腺组织近红外探测用的探头结构示意图。
图2近红外光从光源传播到探测器的路径轨迹示意图。
图3本发明一种乳腺组织近红外探测用的探头的一种实施例示意图。
图4本发明一种乳腺组织近红外探测用的探头的另一种实施例示意图。
具体实施例方式
本发明的特征在于，所述光源和光电探测器之间有一个位移探测器，所述的位移探测器 是一个滑线电阻，所述滑线电阻的动端经引线连接到一个所述光电探测器的外壳上，而该滑线电阻的一个固定端连接到所述光源的外壳上，随着所述动端在该滑线电阻上的移动，从而 改变了所述光源和所述光电探测器之间直线距离。
本发明的工作原理为光源依次发不同波长的光，发出的光入射并进入乳腺组织，在乳 腺组织内传输后逸出组织，由位于组织外的光电探测器接收这些穿越乳腺组织的光。光电探 测器将探测到的光信号转换成相应的电信号，并传送给后续处理单元。光源发一个波长的光 时，探测器获得一数据，由此形成了对应的测试数据对。后续处理单元根据测试数据对，分 析、输出在当前光源一探测器位置关系下，所测部位乳腺组织的光学特性。然后根据需要改 变光源一探测器之间距离，重复上述过程，以测得光源一探测器距离改变后所测乳腺组织的 光学特性。
本发明设计了一种乳腺组织近红外检测用的探头，实施1例结合附图3详细说明如下 图3所示，在本发明实施例的探头中，所述的近红外光源1选用Epitex公司生产的可发
射730 nm、 805nm和850 nm的三波长发光二极管L4*730/4*805/4*850-40Q96-1 ，以0PT101
作为所述的光电探测器2。所述的滑线电阻3采用滑线电阻。
所述滑线电阻3机械固定于所述探测器2旁，所述滑线电阻3的动端通过所述连线4与
所述光源1相连。所述连线4的两端分别固定在所述滑线电阻3的动端和所述光源1上。
测试时，首先控制处理单元控制所述的光源i发波长;i,的光，所述的光电探测器2将收
集到的光信号转换成电信号后，将电信号传送给后续处理单元，从而获得数据Z)a",。然后
控制处理单元控制所述的光源i依次发另外两波长;i,、 A的光，获得相应的数据
"ato2、 "a&3 。根据数据(Z)Wfl。 "ato2、 "ato3 )、所述滑线电阻3的当前输出阻值和 近红外光在乳腺组织中传播的特性计算，得到在当前位置所测乳腺组织的有关特性。
然后根据需要，改变所述光源1的位置。随着所述连线4带动所述滑线电阻3的动端， 所述滑线电阻3的输出阻值发生相应的变化，所述光源1与所述探测器2之间相对距离发生 改变。重复前述测量过程，获得改变位置后的测量数据("Wa。 "Wa2、 "ato3)，以及在 新位置所述滑线电阻3的输出阻值，再根据近红外光在乳腺组织中传播的特性计算，得到在 新位置所测乳腺组织的有关特性。
本发明设计了一种乳腺组织近红外检测用的探头的实施例2，结合附图4详细说明如下 图4所示，在本发明实施例的探头中所述的近红外光源1选用Epitex公司生产的可发射 730 nm、 805nm和850 nm的三波长发光二极管L4*730/4*805/4*850-40Q96-1 ，以0PT101
作为所述的光电探测器2。所述的滑线电阻3采用滑线电阻。
所述滑线电阻3固定在所述光源1旁，所述滑线电阻3通过所述连线4与所述探测器2 相连。所述连线4的两端分别固定在所述滑线电阻3和所述探测器2上。
测试时，控制处理单元首先控制所述光源1发波长^的光，所述光电探测器2将收集到 的光信号转换成电信号后，将电信号传送给后续处理单元，从而获得数据"flZ",。然后控制 处理单元控制所述光源1依次发另外两波长/12、义3的光，获得相应的数据Dflfa2、 "afa3。 根据数据("a"P ""^2、 "fl"3 )、所述滑线电阻3的当前输出阻值和近红外光在乳腺 组织中传播的特性计算，得到在当前位置所测乳腺组织的有关特性。
然后根据需要，改变所述探测器2的位置。随着所述探测器2的移动，所述探测器2通 过所述连线4带动所述滑线电阻3的动端，所述滑线电阻3的输出阻值发生了相应的变化， 所述光源1与所述探测器2之间的距离发生变化。重复前述测量过程，获得改变位置后的测 量数据(Z)W^、 """2、 "W^)，以及所述滑线电阻3当前的输出阻值，再根据近红外 光在乳腺组织中传播的特性计算，得到在新位置所测乳腺组织的有关特性。
权利要求
1、一种用于乳腺组织近红外检测的探头，含有一个光源和光电探测器，其特征在于所述光源和光电探测器之间有一个位移探测器，所述的位移探测器是一个滑线电阻，所述滑线电阻的动端经引线连接到一个所述光电探测器的外壳上，而该滑线电阻的一个固定端连接到所述光源的外壳上，随着所述动端在该滑线电阻上的移动，从而改变了所述光源和所述光电探测器之间直线距离。
2、 根据权利要求l所述的一种用于近红外乳腺组织检测的探头，其特征在于，所述滑线 电阻的动端经引线连接到所述光源的外壳上，而该滑线电阻的一个固定端连接到所述光电探 测器的外壳上。
3、 根据权利要求l所述的一种用于近红外乳腺组织检测的探头，其特征在于，所述光电 探测器和位移探测器各自至少同时为 一个。
4、 根据权利要求l所述的一种用于近红外乳腺组织检测的探头，其特征在于，所述位移 探测器是一个带有滑片的弹簧。
全文摘要
一种用于乳腺组织近红外检测的探头，属于乳腺组织近红外检测技术领域，其特征在于，在光源和光电探测器有一个用滑线电阻制的位移探测器，该滑线电阻的动端经引线连接到一个光电探测器的外壳上，而该滑线电阻的一个固定端连接到所述光源的外壳上，或者把该滑线电阻的动端连接到光源的外壳上，而固定端连接到光电探测器的上，随着所述光源和所述光电探测器之间直线距离的改变，所述动端在该滑线电阻上相应地移动。
文档编号A61B5/00GK101390749SQ20081022544
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者宇 冯, 净 白, 陈延平 申请人:清华大学