在整個(gè)IVD產(chǎn)品研發(fā)中,光學(xué)作為最重要的應(yīng)用科學(xué),可以影響到產(chǎn)品的最終結(jié)果。

光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由光源、光路及信號(hào)接收轉(zhuǎn)換部分組成。

光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

·根據(jù)檢測(cè)儀器原理的不同,光源包括用電的有源光源和自發(fā)光的無(wú)源光源。

·光路部分主要為透鏡、濾光片和光闌等,目的是讓光線向我們所需要的方向聚焦或發(fā)散,從而得到所需要的信號(hào)。

·信號(hào)接收部分包括光電轉(zhuǎn)換傳感器和配套電路,通過(guò)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行濾波、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換等,從而得到需要的信號(hào)量。

光電轉(zhuǎn)換感應(yīng)器選型

在IVD儀器中,光電轉(zhuǎn)換傳感器作為重要部件,其參數(shù)和性能直接影響整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的性能。目前,日本濱松是最受青睞的品牌,盡管國(guó)內(nèi)企業(yè)在某些方面已經(jīng)取得了突破,但整體評(píng)價(jià)上還是不及日本濱松,短期內(nèi)難以替代。因此,在選型過(guò)程中,需要注意以下幾點(diǎn):

01響應(yīng)波長(zhǎng)范圍

光電轉(zhuǎn)換傳感器有相應(yīng)的波長(zhǎng)響應(yīng)范圍,選擇合適的傳感器要考慮設(shè)計(jì)儀器光學(xué)系統(tǒng)的波長(zhǎng)范圍。在可見(jiàn)光范圍內(nèi),波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率最高,而在紫外光范圍內(nèi)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率較低,需要重點(diǎn)關(guān)注轉(zhuǎn)換效率。同時(shí),也需要關(guān)注傳感器的效率峰值波長(zhǎng)。圖片是一張廠家給的同系列傳感器對(duì)不同波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換效率曲線。

02本底噪音

傳感器的本底噪音是另一個(gè)重要指標(biāo),其大小直接影響對(duì)有效信號(hào)的干擾。傳感器的本底噪音一般控制在10-20pA,并在后續(xù)計(jì)算中進(jìn)行扣除。

03傳感器尺寸和封裝

在選型時(shí)需要考慮空間尺寸和封裝。傳感器的尺寸和封裝方式需要和儀器光學(xué)系統(tǒng)的要求匹配,以便更好地集成到儀器中。同時(shí),尺寸和封裝也直接影響傳感器的靈敏度、響應(yīng)速度和噪聲等性能。

04接收面元尺寸

對(duì)于光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)而言,光闌或透鏡等方式可以使光斑全部落在傳感器硅光電二極管所分布的區(qū)域內(nèi),因此,傳感器面元的尺寸是一個(gè)非常重要的參數(shù)。不同的傳感器面元大小會(huì)對(duì)光路和光斑的設(shè)計(jì)提供約束,從而影響整個(gè)IVD儀器的性能表現(xiàn)。

05成本

除了性能參數(shù)外,成本也是在器件選型時(shí)需要考慮的重要指標(biāo)。隨著集采和競(jìng)爭(zhēng)的加劇,成本控制尤為重要。在目標(biāo)市場(chǎng)在基層的POCT設(shè)備中,成本更是需精打細(xì)算。因此,在選擇器件時(shí),需要同時(shí)關(guān)注其性能和成本,以確保選用的器件滿足項(xiàng)目的要求并具有合理的價(jià)格。

我國(guó)光學(xué)建設(shè)與發(fā)展的建議

對(duì)于國(guó)內(nèi)IVD儀器產(chǎn)業(yè)而言,關(guān)鍵器件的國(guó)產(chǎn)替代已成為目前最為緊迫的問(wèn)題之一。

只有通過(guò)對(duì)關(guān)鍵器件的研發(fā)、制造和應(yīng)用等方面的不斷突破,才能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)儀器的全面超越。

總之,在進(jìn)行器件選型時(shí),需要從多個(gè)方面綜合考慮,包括傳感器面元尺寸、性能參數(shù)和成本等指標(biāo)。

只有通過(guò)合理的選擇和應(yīng)用關(guān)鍵器件,才能夠使IVD儀器具備更優(yōu)秀的性能表現(xiàn)和更具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。

2022年思脈得以第一代內(nèi)窺鏡光學(xué)檢測(cè)儀為藍(lán)本,成功自主研發(fā)出多款多代符合YY/T1587,YY0068標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用內(nèi)窺鏡光學(xué)性能檢測(cè)平臺(tái),大大提高了醫(yī)用內(nèi)窺鏡檢測(cè)的便利性和適配性。

多功能內(nèi)窺鏡測(cè)試平臺(tái)采用集成式設(shè)計(jì),將多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目集成合一。設(shè)備結(jié)合自主研發(fā)的專用分析軟件可實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)規(guī)格內(nèi)窺鏡的視場(chǎng)角測(cè)試、照明鏡體光效測(cè)試、亮度響應(yīng)特性測(cè)試、信噪比測(cè)試、靜態(tài)圖像寬容度測(cè)試及空間頻率響應(yīng)測(cè)試等可定制化功能。

思脈得3年內(nèi)不斷技術(shù)革新,接連推出具有創(chuàng)新性和競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和服務(wù),已成功獲得8項(xiàng)相關(guān)專利。

主推產(chǎn)品已發(fā)展至第三代,最大程度的解決了醫(yī)用內(nèi)窺鏡設(shè)備光學(xué)性能檢測(cè)的痛難點(diǎn),一臺(tái)設(shè)備、多項(xiàng)檢測(cè)、性能穩(wěn)定、操作便捷。

該設(shè)備大大縮短了內(nèi)窺鏡生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中的流程,并對(duì)內(nèi)窺鏡的日常檢測(cè)維護(hù),了解內(nèi)窺鏡性能狀態(tài),能夠有效避免源于內(nèi)窺鏡的醫(yī)療事故,降低臨床使用風(fēng)險(xiǎn)具有重要的臨床和社會(huì)意義。