一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，包括光源部件、發(fā)射部件、接收部件、光探測部件、控制部件、顯示部件和探頭部件。本實用新型具有無需空腹、無創(chuàng)、無痛、易于操作、快速出結(jié)果等優(yōu)點，同時探測部件配有壓力傳感器能夠保證每次對測量裝置施加壓力基本一致，減小由于操作者操作原因引起的測量誤差，通過設(shè)計特定結(jié)構(gòu)的光發(fā)射和接收部件，避免了基底皮膚顏色差異對測量結(jié)果的干擾。
【專利說明】—種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，尤其適用于動脈粥樣硬化的早期檢測。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人們生活方式的改變，動脈粥樣硬化以及由其引發(fā)的多種心腦血管疾病，已經(jīng)成為人類健康的一大殺手。在發(fā)達國家本病的發(fā)病率和病死率均占各項疾病之首，而在包括我國在內(nèi)的發(fā)展中國家，本病的患病率和發(fā)病率也呈逐年上升趨勢。早期動脈粥樣硬化患者多無明顯癥狀，部分患者即使出現(xiàn)癥狀卻未能及時就診，部分患者以猝死為首發(fā)表現(xiàn)，因此預(yù)防顯得尤為重要。大量的流行病學以及循證醫(yī)學證據(jù)顯示，動脈粥樣硬化性疾病是一種可控、可預(yù)防的疾病。有效的預(yù)防動脈粥樣硬化的關(guān)鍵在于準確鎖定高危群體。
[0003]檢測血液膽固醇是目前評估動脈粥樣硬化風險的主要手段之一。但是，血液中膽固醇的含量受肝功能影響較大，而且需要通過抽血化驗，為有創(chuàng)檢測，會造成受試者身體和心理上的不適；同時，需要長時間空腹后采血，檢測結(jié)果受檢測前期飲食影響很大；此外，通常需配有復(fù)雜和昂貴的分析設(shè)備，檢測過程繁瑣，獲得檢測結(jié)果的時間較長。以上這些不足，阻礙了人們經(jīng)常或定期進行血液膽固醇檢測的意愿，不利于動脈粥樣硬化類疾病的早發(fā)現(xiàn)。
[0004]此外，通過活動平板運動負荷實驗、脈搏波傳導(dǎo)速度檢測、踝臂指數(shù)和心踝指數(shù)的檢測，能夠無創(chuàng)評估動脈粥樣硬化風險，但同樣存在操作復(fù)雜、檢測裝置昂貴等缺點，限制了其推廣應(yīng)用。
[0005]皮膚是膽固醇新陳代謝的重要場所，人體內(nèi)約11%的膽固醇存在于皮膚中。皮膚膽固醇主要來自于表皮類固醇生成以及從循環(huán)系統(tǒng)中通過低密度脂蛋白(LDL)和B類I型清道夫(SR-Bl)受體擴散而來。此外，估計體內(nèi)約有10% -15%的膽固醇是通過皮膚通道來排除的，這是僅次于肝臟的膽固醇去除通道。1970年，法國病理學家首先報道，在年齡增長和動脈粥樣硬化形成過程中，動脈壁與皮膚會經(jīng)歷相似的形態(tài)變化。自1999年開始，包括威斯康星大學醫(yī)學院、克利夫蘭臨床基金會、約翰霍普金斯大學醫(yī)學院、賓夕法尼亞大學的實驗治療學系的多個北美研究團隊，對皮膚膽固醇與動脈粥樣硬化、炎癥、心肌梗死的關(guān)系進行了研究。系列研究表明，隨著年齡增長，皮膚內(nèi)膽固醇的堆積與動脈壁沉積物內(nèi)的膽固醇量密切相關(guān)，皮膚膽固醇可以作為動脈粥樣硬化的新型標志物。并且，皮膚中膽固醇含量受測量前期飲食影響小，測試前無需空腹。因此，檢測擴散并堆積到皮膚中的膽固醇可以提供新的動脈粥樣硬化疾病風險信息，該信息有別于血液膽固醇等傳統(tǒng)的動脈粥樣硬化風險因子，可以作為后者的有力補充，具有重要的應(yīng)用價值。
[0006]常規(guī)的皮膚膽固醇檢測主要是通過皮膚活檢實現(xiàn)的。該方法在獲取皮膚樣品時會造成受試者疼痛，活檢部位具有受感染的風險，需要專業(yè)人士進行操作。而且，活檢樣品包含皮下脂肪等多層結(jié)構(gòu)，其中一些是高度血管化的。因此，這些樣品包含了不同的膽固醇來源，不能得出重復(fù)、可靠的膽固醇分析結(jié)果。
[0007]利用溶劑提取皮膚角質(zhì)層的膽固醇，如高效液相色譜和氣相色譜與質(zhì)譜連用的分離和分析方法。這種分析方法復(fù)雜，更重要的是使用的試劑對人體皮膚有腐蝕性和刺激性，不適于受試者長期、自我檢測。
[0008]中國專利CN1961078中提到的用膠帶粘取皮膚外角質(zhì)層膽固醇樣品，實現(xiàn)膽固醇檢測，但整個檢測過程需要進行多個實驗，程序復(fù)雜，耗時較長，而且，由于難以保證實驗過程的重復(fù)性，導(dǎo)致檢測得到的膽固醇含量存在差別。
[0009]美國專利US5489510提出了一組用于皮膚膽固醇非侵入性檢測試劑的研制，用一種含有特異性膽固醇結(jié)合組分的試劑和一種含有指示劑組分的試劑，通過兩種試劑反應(yīng)后可見的顏色變化，定性判斷膽固醇水平。該方法雖然簡單、快捷，但是需要專業(yè)人士通過主觀視覺觀察來判斷，且沒有得出量化的檢測結(jié)果。
[0010]美國專利US8236516公開了一種皮膚膽固醇非侵入性檢測的方法及設(shè)備，在手掌上涂覆一組與皮膚膽固醇特異性結(jié)合并發(fā)生顏色變化的試劑，通過顏色測量來判斷膽固醇相對水平。該方法簡單、快捷，但是，檢測過程中，設(shè)備與皮膚的接觸壓力不同會造成皮膚表面形狀變化，進而降低顏色測量的重復(fù)性，而且，皮膚是待測試劑的基底，對于不同的受試者，其顏色差異較大，對試劑顏色的測量帶來較大干擾。此外，環(huán)境溫度的不同，會導(dǎo)致檢測試劑中酶的活性不同，從而造成測量誤差。
實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型的目的是提供快速、準確的用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置。
[0012]本實用新型技術(shù)解決方案:一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，包括:光源部件(I)、發(fā)射部件(2)、接收部件(3)、光探測部件(4)、控制部件
(5)、顯示部件(6)和探頭部件(7);所述光源部件(I)包括發(fā)光器(11)、發(fā)光電源(12)、第二溫度傳感器(13)和光源溫度控制器(14);發(fā)光電源(12)與發(fā)光器(11)電連接，第二溫度傳感器(13)輸出端與光源溫度控制器(14)輸入端電連接，所述光源溫度控制器(14)輸出端與發(fā)光器(11)連接，所述光源溫度控制器(14)能夠保持發(fā)光器(11)溫度恒定，進而使得發(fā)光器(11)發(fā)出的光保持穩(wěn)定；發(fā)光電源(12)與控制部件(5)電連接；所述光探測部件(4)與接收部件(3)電連接；所述控制部件(5)與光探測部件(4)電連接；所述顯示部件
(6)與控制部件(5)電連接；所述探頭部件(7)由支架(71)、第一溫度傳感器(72)、壓力傳感器(73)和探測孔(74)組成，使用時探頭部件(7)要與手掌上的試劑槽(8)貼合，保證每次測量時發(fā)射部件(2)和接收部件(3)相對于反應(yīng)試劑(9)的位置不變，探測孔(74)位于支架(71)中心位置，貫穿整個支架(71)，第一溫度傳感器(72)、壓力傳感器(73)鑲嵌于支架(71)上，分別位于探測孔(74)兩側(cè)，并與控制部件(5)電連接。
[0013]所述發(fā)光器(11)為白光發(fā)光二極管(LED);或者為白熾燈、鹵素燈、氖燈中的一種或兩種以上的組合。
[0014]所述發(fā)射部件(2)和接收部件(3)是光纖。
[0015]所述發(fā)射部件(2)由第一光束準直系統(tǒng)(22、23)、濾光片(24)、第二光束準直系統(tǒng)(25、26)和濾光片(27)組成。
[0016]所述光探測部件(4)是光譜儀、光電二極管或光電倍增管。
[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:
[0018]本實用新型提出了一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，具有無需空腹、無創(chuàng)、無痛、易于操作、快速出結(jié)果等優(yōu)點。裝置探測部件配有壓力傳感器能夠保證每次對測量裝置施加壓力基本一致，減小由于操作者操作原因引起的測量誤差，通過設(shè)計特定結(jié)構(gòu)的光發(fā)射和接收部件，避免了基底皮膚顏色差異對測量結(jié)果的干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型裝置整體結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2是本實用新型裝置的光源部件結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3是本實用新型裝置發(fā)射和接收部件光纖模式結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是本實用新型裝置發(fā)射和接收部件直接接收模式結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖5是本實用新型裝置探頭部件的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6是檢測裝置用于動脈粥樣硬化風險評估時的判定流程圖。

【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本實用新型由光源部件1、發(fā)射部件2、接收部件3、光探測部件4、控制部件5、顯示部件6和探頭部件7組成；所述控制部件5與光探測部件4電連接；所述顯示部件6與控制部件5電連接；所述探頭部件7與控制部件5電連接；試劑槽8粘貼于受試者手掌皮膚上，試劑槽內(nèi)滴加能夠與皮膚膽固醇發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)試劑9。
[0026]如圖2所示，本實用新型的光源部件包括發(fā)光器11、發(fā)光電源12、第二溫度傳感器13和光源溫度控制器14 ;發(fā)光電源12與發(fā)光器11電連接，第二溫度傳感器13輸出端與光源溫度控制器14輸入端電連接，所述光源溫度控制器14輸出端與發(fā)光器11連接，所述光源溫度控制器14能夠保持發(fā)光器11溫度恒定，進而使得發(fā)光器11發(fā)出的光保持穩(wěn)定；發(fā)光電源12與控制部件5電連接；
[0027]如圖3所示，發(fā)射部件2和接收部件3由光纖組成，發(fā)光器11發(fā)出的光通過透鏡聚焦到發(fā)射光纖21中，從發(fā)射光纖21出來的光照射到反應(yīng)試劑9中，反應(yīng)試劑9反射回來的光通過接收光纖31接收后再傳入到光探測部件4，只有發(fā)射光纖21照射范圍與接收光纖31接收范圍重疊區(qū)域反射回的特定角度范圍的光才能被探測到，通過優(yōu)化設(shè)計發(fā)射光纖21和接收光纖31的相對角度和相對位置，能夠使接收光纖31只接收反應(yīng)試劑9反射回的光束，避免受試者皮膚反射回的光束影響測量結(jié)果。
[0028]如圖4所示，發(fā)射部件2由第一光束準直系統(tǒng)22、23、濾光片24、第二光束準直系統(tǒng)25、26和濾光片27組成；接收部件3由聚焦透鏡32、濾光片33組成；第一光束準直系統(tǒng)22、23將發(fā)光器11發(fā)出的光束轉(zhuǎn)化成近平行光，近平行光經(jīng)過濾光片24后再照射反應(yīng)試劑9 ;反應(yīng)試劑9反射回的光，通過濾光片33、聚焦透鏡32后由光探測部件4測量。通過優(yōu)化設(shè)計發(fā)射部件2和接收部件3的焦距、相對位置、相對角度，能夠使接收部件3只接收反應(yīng)試劑9反射回的光束，避免受試者皮膚反射回的光束對測量結(jié)果的影響。
[0029]如圖5所示，本實用新型的探頭部件7由支架71、第一溫度傳感器72、壓力傳感器73和探測孔74組成，探測孔74位于支架71中心位置，貫穿整個支架71，第一溫度傳感器72、壓力傳感器73鑲嵌于支架71上，分別位于探測孔74兩側(cè)，并與控制部件5電連接。
[0030]如圖6所示，本實用新型對皮膚膽固醇進行測量時，由控制部件5判定測量溫度是否滿足條件，若條件不滿足，等待溫度條件滿足后再進行測量；若滿足條件，判定壓力是否滿足條件，若不滿足測量條件，提示測試者改變壓力，以滿足條件；溫度和壓力都滿足條件時開始進行測量，獲取光譜數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理程序處理后，判定結(jié)果是否高于閾值，若高于閾值則判定為高危人群，若低于閾值，則判定為正常人群。
[0031]本實用新型未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0032]以上所述，僅為本實用新型部分【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于包括:光源部件(I)、發(fā)射部件(2)、接收部件(3)、光探測部件(4)、控制部件(5)、顯示部件(6)和探頭部件(7);所述光源部件⑴包括發(fā)光器(11)、發(fā)光電源(12)、第二溫度傳感器(13)和光源溫度控制器(14);發(fā)光電源(12)與發(fā)光器(11)電連接，第二溫度傳感器(13)輸出端與光源溫度控制器(14)輸入端電連接，所述光源溫度控制器(14)輸出端與發(fā)光器(11)連接，所述光源溫度控制器(14)能夠保持發(fā)光器(11)溫度恒定，進而使得發(fā)光器(11)發(fā)出的光保持穩(wěn)定；發(fā)光電源(12)與控制部件(5)電連接；所述光探測部件(4)與接收部件⑶電連接；所述控制部件(5)與光探測部件⑷電連接；所述顯示部件(6)與控制部件(5)電連接；所述探頭部件(7)由支架(71)、第一溫度傳感器(72)、壓力傳感器(73)和探測孔(74)組成，使用時探頭部件(7)要與手掌上的試劑槽⑶貼合，保證每次測量時發(fā)射部件(2)和接收部件(3)相對于反應(yīng)試劑(9)的位置不變，探測孔(74)位于支架(71)中心位置，貫穿整個支架(71)，第一溫度傳感器(72)、壓力傳感器(73)鑲嵌于支架(71)上，分別位于探測孔(74)兩側(cè)，并與控制部件(5)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述發(fā)光器(11)為白光發(fā)光二極管(LED);或者為白熾燈、鹵素燈、氖燈中的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述發(fā)射部件(2)和接收部件(3)是光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述發(fā)射部件(2)依次由第一光束準直系統(tǒng)(22、23)、濾光片(24)、第二光束準直系統(tǒng)(25、26)和濾光片(27)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動脈粥樣硬化風險評估的皮膚游離膽固醇無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述光探測部件(4)是光譜儀、光電二極管或光電倍增管。
【文檔編號】G01N33/92GK204008665SQ201420448049
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】劉勇, 董美麗, 朱靈, 鄧國慶, 王貽坤 申請人:銅陵易康達光電科技有限公司