RU194269U1

RU194269U1 - OPTO-ACOUSTIC PROBE FOR SURFACE FLUORESCENT DIAGNOSTICS

Info

Publication number: RU194269U1
Application number: RU2019130761U
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Липей
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2019-12-04

Abstract

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, применяется для оперативного контроля за локальной флуоресценцией различных боковых поверхностей. Оптоакустический зонд для флуоресцентной диагностики включает источник излучения, гибкую оплетку оптических волокон, устройство для регистрации излучения. Гибкая оплетка соосно заключает в себе оптическое волокно для передачи излучения с источника излучения на изучаемый элемент и оптическое волокно для передачи излучения с изучаемого элемента. На ввод устройства для регистрации излучения подключено оптическое волокно для передачи излучения с изучаемого элемента. К выходу зондовой части гибкой оплетки соосно с оптическими волокнами введена термоусадочная трубка. Внутри трубки введено зеркало под углом 45° к центральной оси оптического зонда. Технический результат заключается в расширении диагностических функций, а именно в возможности диагностировать флуоресценцию внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов. 1 ил.The utility model relates to optical instrumentation and is used for operational control of local fluorescence of various lateral surfaces. An optical acoustic probe for fluorescence diagnostics includes a radiation source, a flexible braid of optical fibers, and a device for detecting radiation. A flexible braid coaxially encloses an optical fiber for transmitting radiation from a radiation source to a studied element and an optical fiber for transmitting radiation from a studied element. An optical fiber is connected to the input of the device for detecting radiation to transmit radiation from the element under study. A heat shrink tube is introduced to the exit of the probe part of the flexible braid coaxially with the optical fibers. A mirror was introduced inside the tube at an angle of 45 ° to the central axis of the optical probe. The technical result consists in expanding diagnostic functions, namely, in the ability to diagnose fluorescence of the inner part of the side surfaces of tubular elements. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, применяется для оперативного контроля за локальной флуоресценцией различных боковых поверхностей.The proposed utility model relates to optical instrumentation and is used for operational control of local fluorescence of various side surfaces.

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.The prior art known endoscopic device for the diagnosis of fluorescence from the article [1]. The analogue consists of a radiation source, an endoscope with coaxial optical fibers around the circumference of the probing part and a video camera. The principle of operation is as follows, the radiation from the radiation source is transmitted through optical fibers to the studied area, then the radiation from the studied area falls on the camera. Thus, data on the optical properties of the tissue are obtained.

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.The closest technical solution to the claimed utility model is a fiber probe from the article [2]. The prototype consists of a laser, as a radiation source, 19 coaxial, assembled in a dense beam, optical fibers, 3 of which are used to transfer radiation from the laser to the element under study, and 14 to transmit radiation from the element under study, enclosed in a flexible braid, and spectrometer. The principle of operation is the transmission of laser radiation through optical fibers to the sample under study, followed by the collection of optical information and its transmission to the spectrometer through optical fibers.

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.The disadvantage of the above devices is the inability to diagnose the lateral surfaces of the tubular elements due to the impossibility of bending the probe part at a large angle, which is necessary when analyzing the tubes.

Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является возможность флуоресцентной диагностики внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов.The problem solved by the claimed utility model is the possibility of fluorescence diagnostics of the inner part of the side surfaces of tubular elements.

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.The technical result of the proposed utility model is aimed at expanding diagnostic functions, namely, the possibility of using fluorescence probe to diagnose the fluorescence of the inner part of the side surfaces of tubular elements.

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.The technical result is achieved by the fact that in an optical acoustic probe for fluorescence diagnostics, including a radiation source, a flexible braid of optical fibers, coaxially enclosing an optical fiber for transmitting radiation from a radiation source to the element under study and an optical fiber for transmitting radiation from the element under study, a device for recording radiation, the input of which is connected an optical fiber for transmitting radiation from the element under study, to the output of the probe part of the flexible braid coaxially with the optical waves a heat shrink tube was introduced through the windows, inside which a mirror was introduced at an angle of 45 ° to the central axis of the optical probe. The proposed probe is located inside the test tube. The probe should have a diameter less than the diameter of the test tube.

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.The essence of the utility model is achieved by the fact that the radiation from the radiation source is directed to one of the optical fibers, then the radiation falls on a mirror surface, where according to the law of reflection, falling onto a surface located at an angle of 45 °, it is redirected at an angle of 90 ° relative to the line optical fiber; the optical signal reradiated from the sample under investigation is incident on the mirror, and reflected, it enters the second optical fiber, which transmits the signal to the device for detecting radiation. Thus, using the claimed utility model, it becomes possible to study the fluorescence of the lateral surfaces of the tubular elements upon insertion of the proposed optoacoustic probe for fluorescence diagnostics inside the tube, that is, for the efficient use of the claimed utility model, it is necessary that the diameter of the optoacoustic probe be less than the diameter of the studied tube.

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.The following is an example of a specific implementation of the proposed device, schematically presented in figure 1. It consists of a radiation source 1, an optical fiber 2 for transmitting radiation from a radiation source to a studied element, an optical fiber 3 for transmitting radiation from a studied element, which are placed in a flexible braid 4 , devices for detecting radiation 5, at the input of which an optical fiber is connected to transmit radiation from the element under study, to the output of the probe part of the flexible braid coaxially with optical fibers a heat-shrink tube 6 is attached, inside which a mirror 7 is located at an angle of 45 ° to the central axis of the optical probe.

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.The device operates as follows, it is introduced into the studied tubular object, while the diameter of the optical probe must be less than the diameter of the studied tubular object, radiation from the radiation source 1 is fed to the optical fiber 2 to transmit radiation to the studied element 1. Radiation passing through the optical fiber 2 for transmitting radiation to the element under study and being reflected according to the law of reflection from the mirror 7, which is at an angle of 45 °, thereby changing the direction of radiation by 90 °, it hits the object under study. Next, the radiation from the studied object falls on the mirror 7, thus, according to the law of reflection, redirecting to the optical fiber 3 to transmit radiation from the studied element. The resulting radiation enters the device for detecting radiation 5, for example, a spectrometer, the input channel of which is fixed at the output from the optical fiber to transmit radiation from the element under study. Thus, the user receives fluorescence data about the studied object.

Как видно из выше изложенного, предлагаемая полезная модель позволяет по сравнению с прототипом проводить флуоресцентную диагностику внутренней части боковых поверхностей трубчатых элементов.As can be seen from the above, the proposed utility model allows, in comparison with the prototype, to conduct fluorescence diagnostics of the inner part of the side surfaces of the tubular elements.

Источник информацииSourse of information

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. 224-230.1. Anayama, T., 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. 515-538.2. 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.

Claims

An optical-acoustic probe for fluorescence diagnostics of surfaces, consisting of a radiation source, an optical fiber for transmitting radiation from a radiation source to a studied element, an optical fiber for transmitting radiation from a studied element, which are placed in a flexible braid, and also a radiation recording device connected to an input optical fiber for transmitting radiation from the element under study, characterized in that a term is attached to the output of the probe portion of the flexible braid coaxially with the optical fibers a shrink tube, inside of which there is a mirror at an angle of 45 ° to the central axis of the optical probe.