ОПТОАКУСТИЧЕСКИЙ ЗОНД ДЛЯ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, применяется для оперативного контроля за локальной флуоресценцией различных боковых поверхностей.
Из уровня техники известно эндоскопическое устройство для диагностики флуоресценции из статьи [1]. Аналог состоит из источника излучения, эндоскопа с соосными оптическими волокнами по окружности зондирующей части и видеокамеры. Принцип работы заключается в следующем, излучение с источника излучения передается по оптическим волокнам на исследуемую область, далее излучение с исследуемой области попадает на камеру. Таким образом, получаются данные об оптических свойствах ткани.
Наиболее близким по техническому решению к заявляемой полезной модели является оптоволоконный зонд из статьи [2]. Прототип состоит из лазера, в качестве источника излучения, 19 соосных, собранных в плотный пучок, оптических волокон, 3 из которых используются для передачи излучения с лазера на изучаемый элемент, и 14 - для передачи излучения с изучаемого элемента, заключенных в гибкую оплетку, и спектрометра. Принцип работы заключается в передаче лазерного излучения по оптическим волокнам на изучаемый образец, с последующим сбором оптической информации и передачи ее на спектрометр через оптические волокна.
Недостатком вышеуказанных устройств является отсутствие возможности диагностики боковых поверхностей трубчатых элементов из-за невозможности сгиба зондовой части под большим углом, что необходимо при анализе трубок.
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является возможность флуоресцентной диагностики внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов.
Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на расширение диагностических функций, а именно на возможность с помощью оптоакустического зонда диагностировать флуоресценцию внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов.
Технический результат достигается тем, что в оптоакустический зонд для флуоресцентной диагностики, включающий источник излучения, гибкую оплетку оптических волокон, соосно заключающую в себе оптическое волокно для передачи излучения с источника излучения на изучаемый элемент и оптическое волокно для передачи излучения с изучаемого элемента, устройство для регистрации излучения, на ввод которого подключено оптическое волокно для передачи излучения с изучаемого элемента, к выходу зондовой части гибкой оплетки соосно с оптическими волокнами введена термоусадочная трубка, внутри которой введено зеркало под углом 45° к центральной оси оптического зонда. Предлагаемый зонд располагается внутри исследуемой трубки. Зонд должен иметь диаметр меньше диаметра исследуемой трубки.
Сущность полезной модели достигается тем, что излучение с источника излучения направляется в одно из оптических волокон, далее излучение попадает на зеркальную поверхность, где оно по закону отражения, падая на поверхность, расположенную под углом в 45°, перенаправляется под углом в 90° относительно линии оптического волокна; переизлученный от исследуемого образца оптический сигнал попадает на зеркало, и отражаясь, попадает во второе оптическое волокно, которое передает сигнал на устройство для регистрации излучения. Таким образом, с помощью заявленной полезной модели становится возможным изучение флуоресценции боковых поверхностей трубчатых элементов при вставлении предложенного оптоакустического зонда для флуоресцентной диагностики внутрь трубки, то есть для эффективного использования заявленной полезной модели необходимо, чтобы диаметр оптоакустического зонда был меньше диаметра исследуемой трубки.
Ниже приведен пример конкретной реализации предлагаемого устройства, схематично представленный на фигуре 1. Он состоит из источника излучения 1, оптического волокна 2 для передачи излучения с источника излучения на изучаемый элемент, оптического волокна 3 для передачи излучения с изучаемого элемента, которые размещены в гибкой оплетке 4, устройства для регистрации излучения 5, на ввод которого подключено оптическое волокно для передачи излучения с изучаемого элемента, к выходу зондовой части гибкой оплетки соосно с оптическими волокнами прикреплена термоусадная трубка 6, внутри которой расположено зеркало 7 под углом 45° к центральной оси оптического зонда.
Устройство работает следующим образом, его вводят в исследуемый трубчатый объект, при этом диаметр оптического зонда должен быть меньше диаметра изучаемого трубчатого объекта, на оптическое волокно 2 для передачи излучения на изучаемый элемент подается излучение с источника излучения 1. Излучение, пройдя через оптическое волокно 2 для передачи излучения на изучаемый элемент и отразившись по закону отражения от зеркала 7, находящегося под углом в 45°, тем самым поменяв направление движения излучения на 90°, попадает на изучаемый объект. Далее излучение с изучаемого объекта попадает на зеркало 7, таким образом, по закону отражения перенаправившись в оптическое волокно 3 для передачи излучения с изучаемого элемента. Полученное излучение попадает на устройство для регистрации излучения 5, например, спектрометр, канал ввода которого закреплен на выходе с оптического волокна для передачи излучения с изучаемого элемента. Таким образом, пользователь получает данные флуоресценции об изучаемом объекте.
Как видно из выше изложенного, предлагаемая полезная модель позволяет по сравнению с прототипом проводить флуоресцентную диагностику внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов.
Источник информации
1. Anayama, Т., et al., Localization of pulmonary nodules using navigation bronchoscope and a near-infrared fluorescence thoracoscope. The Annals of thoracic surgery, 2015. 99(1): p. 224-230.
2. Coda, S., et al., Fluorescence lifetime spectroscopy of tissue autofluorescence in normal and diseased colon measured ex vivo using a fiber-optic probe. Biomedical optics express, 2014. 5(2): p. 515-538.