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VPH光譜儀在生物醫(yī)學內(nèi)窺鏡領域的應用

技術介紹：

內(nèi)窺鏡技術在醫(yī)學前期診斷領域已經(jīng)有著很廣泛的應用。隨著內(nèi)窺鏡技術的發(fā)展，從用白光對人體內(nèi)部部位的肉眼觀測，已經(jīng)發(fā)展到利用光與生物組織的相互作用，通過各種光學檢測方法（如反射，吸收，熒光，散射等）進行分析，從而起到早期診斷，預防疾病的作用。

拉曼光譜分析是應用較廣泛的一種光學檢測方法。其工作特點是：1，無需樣品制備；2，適合測量含水量較大的活體組織；3，可以實現(xiàn)與生物組織的無接觸檢測。因此與內(nèi)窺鏡診斷裝置結(jié)合后，受到越來越廣泛的關注和應用。

基于拉曼技術的內(nèi)窺鏡測試系統(tǒng)主要包含有如下幾個部分：

激發(fā)光源。一般針對生物組織拉曼散射的激發(fā)光使用低功率的近紅外波段光源。相較于532nm或是紫外光源，有著更好的穿透性能，同時其對生物組織的損傷也較小，并且產(chǎn)生的自發(fā)熒光也比較小。目前常用的激發(fā)光波段為785nm或是830nm。
內(nèi)窺鏡探頭部件。它的主要功能是利用光纖將激發(fā)光引入，在出口端面激發(fā)生物組織產(chǎn)生拉曼信號，同時再由端面接收信號返回光學檢測系統(tǒng)。因此內(nèi)窺鏡的光纖探頭裝置有著很高要求，需要在收集信號效率，數(shù)值孔徑等方面有著很高的要求！
光譜分析系統(tǒng)。生物組織經(jīng)由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)激發(fā)并收集信號后，經(jīng)光纖進入光譜分析系統(tǒng)。因為需要實時對信號進行監(jiān)測監(jiān)控，光譜分析系統(tǒng)一般采用基于光柵和CCD（光電耦合器件）的光譜采集系統(tǒng)?；贑T結(jié)構(gòu)和VPH（Volume Phase Holographic）結(jié)構(gòu)的光譜儀是兩種常見光譜測量系統(tǒng)。

隨著VPH光柵的進一步優(yōu)化和改進，VPH光柵越來越受到關注。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在相較前者，其通光量更大，即接收信號的能力越大。生物組織的拉曼信號一般都較弱，這樣高通光量VPH譜儀在同樣的光學探測器的情況下可以有更好的信噪比。另外探測器一般使用硅基的CCD，根據(jù)在使用785nm或是830nm激光的情況下，可以輕松測量生物組織的拉曼信號，不僅是指紋區(qū)范圍（Fingerprint）(200-2000cm-1),對與高波數(shù)范圍（High Wavenumber）區(qū)域（2600-3500cm-1）也能輕松應對。