Устройство для определения оптических характеристик тканей серого вещества головного мозга

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТКАНЕЙ СЕРОГО ВЕЩЕСТВА ГОЛОВНОГО МОЗГА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт молекулярной и атомной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Чивель Юрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт молекулярной и атомной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для определения оптических характеристик тканей серого вещества головного мозга, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световодисточник зондирующего излучения, световод-приемник рассеянного излучения, детектор в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки, генератор затворного импульса, электрически связанный с микроканальной пластинкой, и устройство обработки информации, отличающееся тем, что устройство обработки информации выполнено в виде двух сканирующих строб-интеграторов с возможностью установки в них различной длительности строба - 100 пс и 1000 пс. 39542007.10.30 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, детекторы в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки (МКПФЭУ) и устройство обработки информации. Недостатком данного устройства является невозможность точного разделения сигналов рассеяния от различных 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, детектор в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки (МКПФЭУ), генератор затворного импульса, электрически связанный с микроканальной пластинкой, и устройство обработки информации. Недостатком данного устройства является невозможность точного разделения сигналов рассеяния от различных 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 серого вещества головного мозга, содержащее оптически связанные пикосекундный лазер, световод-источник зондирующего излучения, световодприемник рассеянного излучения, детектор в виде фотоэлектронного умножителя на основе микроканальной пластинки, генератор затворного импульса, электрически связанный с микроканальной пластинкой, и устройство обработки информации. Новым, по мнению автора, является то, что устройство обработки информации выполнено в виде двух сканирующих строб-интеграторов с возможностью установки в них различной длительности строба - 100 пс и 1000 пс. Предлагаемое устройство изображено на фигуре. Устройство содержит оптически связанные пикосекундный лазер 1, световод-источник зондирующего излучения 2, световодприемник рассеянного излучения 6, детектор в виде МКПФЭУ 7, а также генератор затворного импульса 11, электрически связанный с МКПФЭУ, и сканирующие стробинтеграторы 9, 10, и систему управления и отображения информации 12. 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 - белом веществе 4 и сером веществе 8. Излучение, рассеянное в направлении, близком к обратному, улавливается с помощью волоконно-оптического световода 6 и подается на фотоприемник 7. Сигнал от тканей головного мозга регистрируют МКПФЭУ 7, включение которого задержано на время регистрации сигнала рассеяния от тканей черепа. Цереброспиральная 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 длительностью 1 нс с длительностью фронта не хуже 50 пс от генератора 11. Сигнал МКПФЭУ регистрируют сканирующие строб-интеграторы 9 и 10 с окном стробирования 100 пс и 1000 пс соответственно. Строб интегратора 10 задержан на 100 пс относительно строба интегратора 9. Во времени строб интегратора 9 расположен таким образом относительно лазерного импульса, что в пределах его длительности регистрируется излучение, обратнорассеянное 2 39542007.10.30 только тканью серого вещества, толщина которого составляет 10 мм, а в стробе интегратора 10 регистрируется лазерное излучение, обратнорассеянного тканью белого вещества,представляющего собой полубесконечную среду, и прошедшее через слой серого вещества. В результате измерений определяются направленные коэффициенты отражения и пропускания слоя серого вещества при известной толщине зондированного слоя, что позволяет определить показатель поглощения серого вещества и уровень его оксигенации. Так как при расчетах используется отношение 2-х сигналов, то полностью исключается влияние оптических характеристик кости черепа и покровных тканей на результаты измерений. Таким образом, заявляемое устройство позволяет разделить сигналы рассеяния от различных тканей головного мозга и значительно (2-4 раза) увеличить точность определения их оптических характеристик. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3