Пристрій для неінвазивної оптичної діагностики матеріалів біомедичного походження

Abstract

Пристрій для неінвазивної оптичної діагностики матеріалів біомедичного походження складається з джерела та приймача монохроматичного випромінювання з реєструвальною апаратурою, волоконно-оптичного світловоду, що приєднаний одним зі своїх торців до джерела монохроматичного випромінювання, а іншим - до вхідного отвору фотометричної головки, яка має інтегрувальну сферичну порожнину, покриту зсередини зразковою оптично-відбивальною речовиною. Вхідний отвір цієї головки знаходиться на одній осі з робочим отвором, а вісь вихідного отвору, у якому встановлений електрично з'єднаний з реєструвальною апаратурою приймач випромінювання, перпендикулярна до спільної осі вхідного та робочого отворів і перетинається з нею у центрі інтегрувальної сферичної порожнини. До складу пристрою введені друга, ідентична першій, фотометрична головка з приймачем випромінювання у вхідному отворі, який електрично з'єднаний з реєструвальною апаратурою, і ще один волоконно-оптичний світловод. Цей світловод оптично з'єднує джерело монохроматичного випромінювання з вхідним отвором другої фотометричної головки. Для робочих отворів фотометричних головок передбачені дві знімні заглушки, які з боку інтегрувальної сферичної порожнини покриті такою ж зразковою оптично-відбивальною речовиною, як і поверхні інтегрувальних сферичних порожнин самих фотометричних головок. Крім того, до складу пристрою введений також мікроконтролер, який служить для первинної обробки інформації та інтерактивного керування джерелом монохроматичного випромінювання. Мікроконтролер має системний зв'язок з персональним комп'ютером, який містить спеціалізоване програмне забезпеченням для обробляння спектрів відбивання та проблемно-орієнтовану експертну систему прийняття рішень.

Предлагаемое устройство для неинвазивного анализа биомедицинских материалов содержит источник и приемник монохроматического оптического излучения в комплекте с устройством регистрации параметров сигналов, фотометр и волоконно-оптический световод, который с одной стороны оптически связан с источником оптического излучения, а с другой стороны - с входом фотометра. Фотометр содержит интегрирующую сферическую камеру, внутренняя поверхность которой покрыта эталонным светоотражающим веществом. Входное отверстие камеры фотометра расположено соосно с рабочим отверстием. Ось выходного отверстия камеры фотометра перпендикулярна оси, по которой расположены входное и рабочее отверстия камеры, и пересекается с этой осью в центре камеры. В выходном отверстии камеры фотометра расположен приемник оптического излучения, выход которого электрически связан с входом устройства регистрации. Дополнительно предлагаемое устройство содержит второй фотометр, идентичный первому фотометру, с приемником оптического излучения, который установлен в выходном отверстии камеры второго фотометра и электрически связан с устройством регистрации, а также второй волоконно-оптический световод, предназначенный для связи источника монохроматического оптического излучения с входным отверстием камеры второго фотометра. В рабочих отверстиях камер первого и второго фотометра могут быть установлены съемные заглушки, поверхности которых, со стороны камер, покрыты таким же светоотражающим веществом, как и поверхности камер. Предлагаемое устройство содержит микропроцессорный контроллер, предназначенный для первичной обработки информации и управления режимами работы источника монохроматического оптического излучения. Микропроцессорный контроллер связан с персональным компьютером. Персональный компьютер содержит программное обеспечение для обработки данных о параметрах спектров отраженных сигналов, а также программное обеспечение для реализации проблемно-ориентированной системы принятия решений.

The proposed device for noninvasive optical analysis of biomedical materials contains a source and a receiver of monochromatic optical radiation, a device for recording signal parameters, a photometer, and a fiber-optic lightguide connecting the optical radiation source output with the photometer input. The photometer contains an integrating spherical chamber with inside surface coated with a reference light-reflecting material. The input opening of the photometer chamber is arranged in line with a service opening. The centerline of the output opening of the photometer chamber is perpendicular to the common centerline of the input opening and service opening and crosses this centerline at the center of the chamber. Into the output opening of the photometer chamber, the optical radiation receiver is installed, the output of which is electrically connected to the output of the recording device. Additionally, the proposed device contains the second photometer that is identical to the first photometer and contains an optical radiation receiver installed into the output opening of the second photometer chamber and connected electrically to the recording device, and the second fiber-optic lightguide for connecting the optical radiation source with the output opening of the second photometer chamber. The service openings of the first and second photometer chambers are provided with plug-in covers, the inside surfaces of which are coated with the same reference light-reflecting material as the chamber surfaces. The proposed device contains a microprocessor controller for preprocessing data and for interactively controlling the monochromatic optical radiation source. The microprocessor controller is connected to the personal computer with the special software for processing signal spectrum data as well as the problem-oriented expert system software.