Способ и устройство для оптической регистрации изменений ткани с повышенной точностью - заявка 2016150713 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство для оптической регистрации изменения вещества, находящегося в области ткани, содержащее:
- по меньшей мере один источник (LED1; LED1, LED2) оптического излучения для передачи первого оптического сигнала первой длины волны и второго оптического сигнала второй длины волны к области ткани,
причем изменение зависящего от длины волны коэффициента поглощения между первой длиной волны и второй длиной волны для указанного вещества отличается более чем на 50 см-1 от соответствующего изменения зависящего от длины волны коэффициента поглощения для другого вещества, которое влияет на первый и второй оптические сигналы во время передачи, тогда как различие между первой и второй длинами волн составляет не более 30 нм;
по меньшей мере один детектор (D1; D1, D2) оптического излучения для обнаружения первой части первого оптического сигнала, отраженного от области ткани или пропущенного через нее, и второй части второго оптического сигнала, отраженного от области ткани или пропущенного через нее; и
по меньшей мере один фильтр (C; BPF1, BPF2; BPF, NO) для фильтрации заданного компонента первой части первого оптического сигнала и заданного компонента второго оптического сигнала так, что нежелательный компонент, обусловленный указанным другим веществом, подавляется перед усилением и последующей обработкой сигнала.
2. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один источник (LED1; LED1, LED2) оптического излучения выполнен с возможностью генерирования первой и второй длин волн с разделением менее 20 нм.
3. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит
модулятор (50) для модулирования амплитуд первого и второго оптических сигналов, сдвинутых по фазе, на заданной частоте, причем
указанный по меньшей мере один фильтр содержит конденсатор (С) или контур восстановления постоянного тока для удаления компонента постоянного тока в качестве нежелательного компонента указанных первой и второй частей.
4. Устройство по п. 3, в котором модулятор (50) выполнен с возможностью модуляции первого и второго оптических сигналов, подлежащих попеременному включению и выключению, на указанной заданной частоте.
5. Устройство по п. 1, в котором первая и вторая длины волн выбраны из желтой или голубой области диапазона длин волн.
6. Устройство по п. 3, которое дополнительно содержит
дополнительный модулятор для модулирования амплитуд первого и второго оптических сигналов с дополнительной заданной частотой, которая отличается от указанной заданной частоты, с обеспечением нарушения баланса интенсивностей первого и второго оптических сигналов и получением компонента движения в указанных первой и второй частях.
7. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один фильтр содержит первый полосно-пропускающий фильтр (BPF1) для фильтрации первой длины волны и для подачи отфильтрованного выходного сигнала на первый детектор (D1) оптического излучения указанного по меньшей мере одного детектора оптического излучения, и второй полосно-пропускающий фильтр (BPF2) для фильтрации второй длины волны и для подачи отфильтрованного выходного сигнала на второй детектор (D2) оптического излучения указанного по меньшей мере одного детектора оптического излучения,
причем устройство выполнено с возможностью вычитания друг из друга электрических выходных сигналов, сгенерированных первым и вторым детекторами (D1, D2) оптического излучения.
8. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один источник (LED1) оптического излучения выполнен с возможностью генерирования третьего оптического сигнала с третьей длиной волны,
причем первая, вторая и третья оптические длины волн выбраны так, что значение зависящих от длины волны коэффициентов поглощения для указанного другого вещества на второй длине волны равняется среднему арифметическому значений зависящих от длины волны коэффициентов поглощения для указанного другого вещества на первой и третьей длинах волн;
указанный по меньшей мере один фильтр содержит первый фильтр (BPF) для фильтрации только второй длины волны и для подачи отфильтрованного выходного сигнала на первый детектор (D1) оптического излучения указанного по меньшей мере одного детектора оптического излучения и второй фильтр (NO) для фильтрации только первой и третьей длин волн и для подачи отфильтрованного выходного сигнала на второй детектор (D2) оптического излучения указанного по меньшей мере одного детектора оптического излучения; а
устройство выполнено с возможностью вычитания друг из друга электрических выходных сигналов, сгенерированных первым и вторым детекторами (D1, D2) оптического излучения, для подавления указанного нежелательного компонента.
9. Устройство по п. 7 или 8, в котором указанный по меньшей мере один источник оптического излучения содержит первый источник (LED1) оптического излучения для генерирования первого оптического сигнала и второй источник (LED2) оптического излучения для генерирования второго оптического сигнала,
причем устройство дополнительно содержит контур (60) обратной связи для управления первым и вторым источниками (LED1, LED2) оптического излучения при выявлении остаточного количества нежелательного компонента.
10. Устройство по п. 7 или 8, которое дополнительно содержит
управляемый делитель (Q1, Q2) тока для регулирования соотношения электрических выходных сигналов первого и второго детекторов (D1, D2) оптического излучения на основании управляющего сигнала, сгенерированного контуром (62) обратной связи при обнаружении остаточного количества нежелательного компонента.
11. Устройство по п. 7 или 8, которое дополнительно содержит
переключаемый интегрирующий усилитель для усиления сигнала, являющегося результатом вычитания электрических выходных сигналов.
12. Устройство по п. 11, в котором переключаемый интегрирующий усилитель предусмотрен в цепи преобразования «ток-время».
13. Устройство по п. 11, в котором размер и/или чувствительность первого и второго детекторов (D1, D2) оптического излучения изменены.
14. Устройство по п. 1, в котором указанное вещество представляет собой кровь, а указанное другое вещество представляет собой ткань кожи.
15. Способ оптической регистрации изменения вещества, находящегося в области ткани, включающий:
передачу первого оптического сигнала первой длины волны и второго оптического сигнала второй длины волны к области ткани с помощью по меньшей мере одного источника (LED1; LED1, LED2) оптического излучения,
выбор первой и второй длин волн так, чтобы изменение зависящего от длины волны коэффициента поглощения между первой длиной волны и второй длиной волны для указанного вещества отличалось более чем на 50 см-1 от соответствующего изменения зависящего от длины волны коэффициента поглощения для другого вещества, которое влияет на первый и второй оптические сигналы во время передачи, тогда как различие между первой и второй длинами волн составляет не более 30 нм;
обнаружение первой части первого оптического сигнала, отраженного от области ткани или пропущенного через нее, и второй части второго оптического сигнала, отраженного от области ткани или пропущенного через нее, с помощью по меньшей мере одного детектора (D1; D1, D2) оптического излучения; и
фильтрацию заданного компонента первой части первого оптического сигнала и заданного компонента второго оптического сигнала с помощью по меньшей мере одного фильтра (C; BPF1, BPF2; BPF, NO) так, что нежелательные компоненты, обусловленные указанным другим веществом, подавляются перед усилением и последующей обработкой сигнала.
Наверх