光纤光谱技术在皮肤反射及荧光的疾病诊断应用

　　皮肤癌和其他皮肤病是增长率很高的疾病,皮肤科专家正在寻找快速和非进入人体的方法和可行的设备,应用在早期的室内和室外环境的皮肤病诊断中。基于此目的,光纤光学皮肤光谱学探测设备具有非常好的潜在能力。皮肤的颜色、反射和荧光可以通过此方法得到,从而进行特殊的参数分析以及病理标记。这项工作的目标是通过同时使用这三种光学技术,促进复杂的皮肤病理学研究的发展。

　　设备和方法：

　　使用 AVANTES 公司的AvaSpec-2048-2 双通道光谱仪,两个入射光纤覆盖250-1100nm 波段范围,分辨率可达到2nm。使用笔记本电脑对数据进行现实、存储和处理。使用四种光源——AVANTES 公司的AVALIGHT-HAL 作为高稳定性、宽带光谱输出的光源用来进行反射光谱和色度学研究;其他三种光源用来激发荧光——蓝光和绿光激光和AVANTES 公司的蓝光LED光源(AVALIGHT-LED-400)。所有的光源均使用SMA 的光纤接头以便于与光纤进行连接。

　　图 1

　　图 1 示的这三种用于皮肤光纤光学探测的探头已经技术成熟并进行了应用测试。A 方案是一个Y 字型光纤束,内部由一根探测光纤(与光谱仪连接),周围环绕着6 根照明光纤,所有的光纤芯径均为200um,石英材料。这个探头既可以用来直接与皮肤接触进行漫反射的测量,又可以被固定在圆柱形的倾斜一定角度的固定件上(图1，视图A),进行有一定距离的皮肤颜色、表面反射的测量。这种探头的纤维分离距离不能超过1mm,所以在接触的模式下探测仅能得到皮肤表面层的反射比率。要得到更深层的光,可以使用一种可变内部纤维距离(2-6mm)的双光纤探头(视图B)。为了提高皮肤荧光光谱的质量,一种双倾斜的探头(视图C)也被设计出来,其包含一个沟槽,内部装有用于激光及LED 波长的滤光片。

　　结论

　　为了验证这套系统的性能,针对同一病人采集了健康皮肤区及疾病皮肤区的一些数据,如图2-图4 所示。图5 显示了使用蓝光和绿光激光激发健康皮肤所得到的荧光。

　　总结

　　便携的、多功能的光纤光学光谱探测技术在快速及非进入人体的皮肤疾病诊断方面具有很好的应用前景。

　　皮肤光谱常用配置：