Устройство для определения оптических характеристик тканей головного мозга

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТКАНЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт молекулярной и атомной физики НАНБ(72) Авторы Чивель Юрий Александрович Джагаров Борис Михайлович Титовец Эраст Петрович Чирвоный Владимир Сергеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт молекулярной и атомной физики НАНБ(57) Устройство для определения оптических характеристик тканей головного мозга, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световод-источник зондирующего излучения, световод-приемник рассеянного излучения, детектор в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки и систему обработки информации, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено генератором затворного импульса, электрически связанным с микроканальной пластинкой и электрически связанными сканирующим строб-интегратором и вторым детектором в виде пикосекундного фотодиода, оптически связанного со световодом-приемником. 24912006.02.28 Полезная модель относится к области биомедицинской оптики и может быть использована при диагностике биообъектов сложной структуры, оптической томографии. Известно устройство для определения оптических характеристик тканей головного мозга 1, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световод-источник зондирующего излучения, световод-приемник рассеянного излучения, детектор в виде-линейки и систему обработки информации. Недостатком данного устройства является невозможность точного разделения сигналов рассеяния от покровной ткани и кости черепа и тканей головного мозга и, как следствие, невысокая точность измерения оптических характеристик тканей головного мозга. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для определения оптических характеристик тканей головного мозга 2, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световод-источник зондирующего излучения, световод-приемник рассеянного излучения, детекторы в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки (МКПФЭУ) и систему обработки информации. Недостатком данного устройства является невозможность точного разделения сигналов рассеяния от тканей черепа и тканей головного мозга и, как следствие, невысокая точность измерения оптических характеристик тканей головного мозга. Задачей данной полезной модели является повышение точности измерения оптических характеристик тканей головного мозга. Для решения поставленной задачи предложено устройство для определения оптических характеристик тканей головного мозга, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световод-источник зондирующего излучения, световод-приемник рассеянного излучения, детектор в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки и систему обработки информации. Новым, по мнению авторов, является то, что устройство дополнительно снабжено генератором затворного импульса, электрически связанным с микроканальной пластинкой и электрически связанными сканирующим строб-интегратором и вторым детектором в виде пикосекундного фотодиода, оптически связанного с световодом - приемником. Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1. Устройство содержит оптически связанные пикосекундный лазер 1, световод-источник зондирующего излучения 2, световодприемник рассеянного излучения 6, детектор в виде МКПФЭУ 8, детектор в виде пикосекундного диода 7, а также генератор затворного импульса 9, электрически связанный с МКПФЭУ, и сканирующий строб-интегратор 10, электрически связанный с пикосекундным диодом, и систему управления и обработки информации 11. Устройство работает следующим образом. Импульс лазера 1 с помощью волоконнооптического световода 2 направляется на поверхность черепной коробки 3. Импульс излучения распространяется, рассеиваясь и поглощаясь в покровной ткани и кости черепа 3,тканях головного мозга 4. Излучение, рассеянное в направлении, близком к обратному,улавливается с помощью волоконно-оптического световода 6 и подается на фотоприемники 7 и 8. Излучение, обратно рассеянное покровной тканью и костью черепа, регистрируют пикосекундным диодом 7, а слабый сигнал от тканей головного мозга регистрируют МКПФЭУ 8 в режиме счета фотонов, включение которого задержано на время регистрации сигнала рассеяния от тканей черепа. Цереброспинальная жидкость 5 имеет на порядок более низкие значения показателей поглощения и рассеяния и не оказывает существенного влияния на прохождение прямого и обратнорассеянного лазерного излучения. Включение МКПФЭУ осуществляется подачей затворного импульса с длительностью фронта не хуже 50 пс от генератора 9. Сигнал пикосекундного диода стробируется сканирующим строб-интегратором 10 с окном стробирования 100 пс и временным сдвигом 5 пс. Это позволяет получить форму импульса диода с точностью во времени не хуже 5 пс. 24912006.02.28 Регистрация сигнала обратного рассеяния от покровной ткани и кости черепа 3 позволит определить их оптические параметры - показатель поглощения, рассеяния и фактор анизотропии рассеяния, а также, по длительности сигнала рассеяния, - толщину черепной коробки в области зондирования. Лазерное излучение, обратнорассеянное тканями головного мозга 4, проходит через покровную ткань и кость черепа 3, толщина и оптические характеристики которой известны, что позволит скорректировать измеренный сигнал рассеяния и значительно (2-4 раз) увеличить точность определения оптических характеристик тканей головного мозга. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.