红外光谱。尤其有利的是，通过该方法和按照本发明的反射矩阵的结合实现具有较高信号强度的样本的成像。尤其在外科中的应用情况下该方法实现肿瘤组织和健康组织或者正常组织的足够的区分。
[0028]在有利的设计中，在该方法的情况下可以通过光源的光同时照射各个反射元件。以此得到样本的整体成像。接着通过使用矩阵探测器(Focal Plane Array焦平面阵列)实现探测器中的位置分辨。以此对于每个像素记录ATR红外光谱。
[0029]在该方法情况下，反射元件可以压紧在要进行光谱分析的样本上。有利的是以此提高信号强度。尤其有利的是，通过按照本发明的反射矩阵的压紧形成通道，所述通道实现不可压缩液体、尤其水和/或血液的流出。在此可以减小尤其水对于测量信号的干扰性的影响。此外，有利的是不需要含水的和/或粉末的样本的耗费的样本准备。这在外科中的应用情况下是尤其有利的，手术期间的组织检查不允许进行样本准备，而组织大多由液体、尤其由血液包围。
[0030]在有利的进一步设计中，光源的光线首先进入多重反射元件并且接着进入反射元件。以此可以有利地将光线多次地引导到反射元件中的测量地点，以此提高信噪比。
[0031]有利的是，在红外探测器中探测之前，光线进入反射元件至少四次。尤其有利的是，进入次数为10。这可以通过多重反射元件实现。信号强度约和在反射元件/样本(压紧面)的边界面上的全反射数量成正比例。在压紧面上的四次的全反射可以通过已知的多重反射元件简便地实现。
【附图说明】
[0032]下面根据三个优选的实施例在参照附图的情况下说明本发明，附图中；
[0033]图1示出用于ATR红外光谱分析的装置的侧视图，
[0034]图2示出反射元件和其布置为反射矩阵的三维示图，
[0035]图3示出具有多重反射元件的反射矩阵的三维示图。
【具体实施方式】
[0036]图1示出具有各个反射元件的反射矩阵1的沿方向12的横截面，带有多重反射晶体16。在该实施例中所示的用于ATR红外光谱分析的装置此外包括红外光源22、镜和/或一般的射束成型部28和红外探测器24。红外光线18从红外光源22出发，首先到达多重反射晶体16。所述多重反射晶体16通过多个内部全反射将光线18多次引至反射元件2之一。接着，反射的光线19从所述多重反射晶体16出射，并通过镜和/或一般的射束成型部28被引导至用于探测的红外探测器24。参照方向15，所述多重反射晶体16位于反射矩阵1之上并且是可以相对于该反射矩阵在相互垂直的方向12、14上移动的。有利地，可以以此对反射矩阵1的每个反射元件2通过探测器24记录ATR红外光谱。
[0037]通过光线18的经由多重反射元件16的多次引导，可以在此实施例中使信号强度变成四倍。以此实现具有较高信噪比的成像。
[0038]图2示出反射元件2的三维布置。在此，反射元件2在相互垂直的方向12、14上有规律地布置并且形成反射矩阵1。典型地，反射元件2的大小在约0.5mm到1.5mm的范围中。由此处未示出的红外光源22出发的光线18相对于两个方向12、14垂直地进入所述反射元件2的第二部分区域10。有利的是，第二部分区域构建为六面体形，以便得到反射元件2的齐平的矩阵布置。在本实施例中反射元件2在第一部分区域8中构建为半圆柱形。反射元件也可以设计成楔形。有利的是，通过压紧面4的凸出的形状形成通道30，所述通道30实现例如水和/或血液的流走。在此，在要进行光谱分析的样本26周围的水和/或血液通过压紧面4的压紧被挤入通道30中并且从通道30离开测量地点27。从第二部分区域中沿方向15出来的光线19可以被引导至此处未示出的红外探测器24或者通过未示出的多重反射元件16再次作为光线18引导回反射元件2。
[0039]图3示出反射矩阵1的三维显示。所示装置包括多重反射晶体16。各个反射元件2在平面6的两个互相垂直的方向12、14上有规律地布置。所述反射元件2以此形成反射矩阵1。在此，所述反射元件2的压紧面4在与方向12、14垂直的方向15上位于平面6之前，以便压紧面4可以被压紧在本实施例中未示出的样本26上。如图1中已经阐述的，光线18首先进入多重反射元件16，多次地被引导至反射元件2并且接着再作为光线19出来。
【主权项】
1.一种用于衰减全反射红外光谱分析的装置，所述装置包括光源(22)、探测器(24)、射束成型部(28)和具有多个反射元件(2)的反射矩阵(1)，其中，所述反射元件(2)构建为用于通过内部全反射引导光线， 其特征在于， 在反射元件(2)的第一部分区域(8)中突出地成形压紧面(4)，其中，所述压紧面(4)是朝向要进行光谱分析的样本(26)的，其中，所述反射元件(2)在面￠)的两个相互垂直的方向(12、14)上有规律地布置。2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)在所述第一部分区域(8)中基本上构建为半圆柱形。3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)在所述第一部分区域(8)中基本上构建为半球形。4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)在所述第一部分区域(8)中基本上构建为棱锥形。5.按照权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)在第二部分区域(10)中基本上构建为六面体形。6.按照权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)具有反光的涂层。7.按照权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于，所述反射元件(2)具有材料ZnSe、Ge、Si或者金刚石中的一种。8.按照权利要求1至7之一所述的装置，所述装置具有多重反射晶体(16)，所述多重反射晶体(16)设计用于通过内部全反射将光线多次引至反射元件(2)。9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，所述多重反射晶体(16)布置为相对于反射矩阵⑴能够移动。10.按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述多重反射晶体(16)和所述反射元件(2)的第二部分区域(10)具有基本相同的折射率。11.一种用于以按照权利要求1至10之一所述的反射矩阵进行红外光谱分析的方法，所述方法具有至少下面的步骤: -使用红外光源(22)产生红外光线(18)， -光线(18)进入反射元件(2)中， -使用至少一个红外探测器(24)探测由所述反射元件(2)反射的光线(19)。12.按照权利要求11所述的方法，其中，所述光线(18)沿所述反射矩阵⑴移动，以便每个单个的反射元件(2)至少被照射一次。13.按照权利要求11所述的方法，其中，通过所述光线(18)进行多个反射元件(2)的同时的照射。14.按照权利要求11至13之一所述的方法，其中，所述反射元件(2)的压紧面⑷压紧在要进行光谱分析的样本(26)上。15.按照权利要求11至14之一所述的方法，其中，所述光线(18)首先进入多重反射晶体(16)中并且接着进入反射元件(2)中。16.按照权利要求11至15之一所述的方法，其中，所述光线(18)在红外探测器(24)中被探测之前至少四次进入反射元件(2)中。
【专利摘要】本发明涉及一种利用反射矩阵实现衰减全反射红外光谱分析(ATR红外光谱分析)的装置。该反射矩阵实现含水的和/或粉末的样本的具有高信噪比的、位置分辨的光谱分析，而无需预先进行麻烦的样本准备。此外还提供一种方法，该方法结合该反射矩阵实现样本的高信号强度的成像。
【IPC分类】G01N21/55, A61B5/145, G01N21/35
【公开号】CN105452846
【申请号】CN201480034879
【发明人】F.B.盖格, M.凯德尔, A.希克
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年3月5日
【公告号】DE102013211814A1, EP2989445A1, US20160139047, WO2014202240A1