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为了提高皮肤荧光光谱的收集效率,对用于皮肤组织荧光光谱检测的光纤探头设计进行了重点研究。通过建立人体皮肤组织光学模型,并利用Monte Carlo方法模拟光在光纤探头及皮肤组织中的传播过程,研究光纤数量、光纤芯径、数值孔径、入射光纤与收集光纤近边缘距离、光纤探头与皮肤的距离等光纤探头各特性参数对荧光光谱检测的影响;设计、制作了一种光纤探头,应用于人体皮肤晚期糖基化终末(AGE)产物荧光光谱检测中,分析检测效果,并进行模拟与实验的对比研究。结果表明,较之于常规光纤探头,根据Monte Carlo模拟进行设计的光纤探头,荧光光谱检测性能有明显改进,且模拟与实验结果有一致的变化趋势,验证了通过Monte Carlo模拟进行光纤探头设计的可行性。光纤探头特性参数对皮肤荧光光谱检测有着显著影响,针对不同检测目的,设计特定的光纤探头,能够改善基于荧光光谱检测的医疗设备的性能。
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激光与光电子学进展
48
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093003
(
2011
)
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○
C
2011
《中国激光》杂志社
用于皮肤荧光光谱检测的光纤探头设计
王贻坤
张
龙
朱
灵
杨三梅
刘
勇
王
安
(中国科学院安徽光学精密机械研究所光电子技术研究室,安徽 合肥
230031
)
摘要
为了提高皮肤荧光光谱的收集效率,对用于皮肤组织荧光光谱检测的光纤探 头 设计进 行 了重点 研 究。 通 过
建立人体皮肤组织光学模型,并利用
MonteCarlo
方 法 模 拟 光 在 光 纤 探 头 及 皮 肤 组 织 中 的 传 播 过 程,研 究 光 纤 数
量、光纤芯径、数值孔径、入射光纤与收集光纤近边缘距 离、光 纤 探 头 与 皮 肤 的 距 离 等 光 纤 探 头 各 特 性 参 数 对 荧 光
光谱检测的影响;设计、制作了一种光纤探头,应用于人体皮肤 晚 期 糖 基 化 终 末 (
AGE
)产 物 荧 光 光 谱 检 测 中,分 析
检测效果
,并进行模拟与实验的对比研究。结果表明,较 之于常 规 光纤探 头,根 据
MonteCarlo
模 拟 进 行 设 计 的 光
纤探头,荧光光谱检测性能有明显改进,且模拟与实验结果 有 一致的 变 化趋势,验 证 了 通 过
MonteCarlo
模 拟 进 行
光纤探头设计的可行性
。光纤探头特性参数对皮肤荧光 光谱 检测 有着 显著 影响,针 对不 同检 测目 的,设 计 特 定 的
光纤探头,能够改善基于荧光光谱检测的医疗设备的性能。
关键词
医用光学;荧光光谱;光纤探头设计;蒙特卡罗法;皮肤组织
中图分类号
O433.1
;
TH773
文献标识码
A
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;
120.3890
;
170.6510
收稿日期:
20110218
;收到修改稿日期:
20110412
;网络出版日期:
20110725
基金项目:中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目(
O83RC11124
)资助课题。
作者简介:王贻坤(
1985
—),男,博士研究生,主要从事生物医学光子学方面的研究。
Email
:
w
y
k
@
aiofm.ac.cn
导师简介:王
安(
1958
—),男,博士,研究员,主要从事光谱学与光谱技术等方面的研究。
Email
:
wan
g
an
@
aiofm.ac.cn
通信联系人。
Email
:
zhul
@
aiofm.ac.cn
1
引
言
荧光光谱技术具有无创、快速等优点,在医学诊断中具有广阔的应用前景
[
1
~
3
]
。对皮肤组织进行荧光光
谱检测,进而获取人体相关信息,是生物医学光子学的一个重要研究方向,如皮肤荧光光谱技术在糖尿病检
测中的应用研究
[
4
]
,荧光光谱技术用于人体组织癌变的早期诊断
[
5
]
。
0930031
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