CN88101466A

CN88101466A - 体内代谢动态测定装置

Info

Publication number: CN88101466A
Application number: CN88101466.4A
Authority: CN
Inventors: 张吉夫; 神田昌彦
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1988-11-23
Also published as: CA1302510C; AU1204888A; US4832035A; DK168849B1; CN1012527B; DE3872545T2; AU597792B2; EP0280986A1; EP0280986B1; DE3872545D1; DK90888D0; DK90888A

Abstract

一种体内代谢动态测定装置，光源发生波长不同的光，这些光被光纤分成参照光和采样光脉冲，采样光脉冲穿过机体，参照光脉冲由反射镜延迟，采样光和参照光脉冲由透镜聚光，据此光学晶体发生该光的第2高次谐波并入射到光电倍增管。光子计数装置根据其输出，对光子计数并求其平均值。同时改变参照光脉冲的延迟量，通过计算相对于穿过机体的采样光和参照光脉冲的延迟量为一预定值时的第2高次谐波光子计数值的平均值，消除了体内透过光中的散射成分。

Description

本发明涉及体内代谢动态测定装置，特别涉及一种以非侵入方式测定人体或动物体器官或其它部份的血红蛋白氧合状态，血液量的变化及细胞质状细胞色素氧化还原作用的变化等体内代谢动态的装置。

图1是现有的体内器官代谢作用测定装置的结构图。

图2和图3表示在现有的测定装置中检测光的光路。

日本特开昭57-115232号公报揭示了图1所示的装置。在该装置中，近红外线光源交替地发射不同波长的近红外光，该近红外光通过光纤2穿过人体头部3，由检测系统4测定其强度。控制装置5控制单色闪光的速度和顺序，并对检测的光信号进行解调。反馈控制装置6利用负反馈控制检测灵敏度，将检测到的光信号保持恒定在一个波长上，并且修正在透视期间内由于检测器官内血液量的变化而产生的透过率的变化。输出控制电路7在接受基准和测定信号的同时，输出反馈电压血液量指示信号。

在图1所示装置中，从头部射入700nm～1300nm的光，通过检测透过头部3的光信号，便可获得脑内血红蛋白的氧合状态，血液量及细胞质状细胞色素氧化还原作用的变化状况。这个过程是利用了以下情况，即以血红蛋白的等吸收点805nm作为基准波长，脱氧合血红蛋白在约760nm处有一小的峰值，或者在700nm～1300nm波长范围内，存在着细胞色素aa3的氧依存吸收体。

另外，日本特开昭60-72542号公报也揭示了一种光学CT装置，该装置与以上描述同样，利用一定波长范围的光和吸光特性，可以定量地在二次分布曲线上观测到体内血红蛋白，肌红蛋白等的氧分子与蛋白质氧的结合状态。还可以根据构成呼吸链的细胞色素等成份的氧化还原状态，在二次分布曲线上观测到（Cytocondria）的浓度。

但是，即使700nm～1300nm的光的机体透过性比可见光高，将其照射机体，检测该透过光时，入射的光与血红蛋白的大小相比，由于其波长短，在射入体内后，立即散射并被吸收。因此检测的光具有散射的光成分。这种情况已在C.C.Johnson“Optical Diffusion in Blood“IEEE TRANSACTION ONBIO-MEDICAL ENGINEERING Vol.BME-17 No.2 1970 pp129～133里揭示。

也就是说，如图2所示，由检测器9检出入射到体内的光信号时，该检测到的光信号除了包含通过光路10a的光外，还包含了通过光路10b，10c的光。其中，光路10a是连接入射光和检测器9的直线光路，光路10b、10c是散乱、扩散了的光路10a以外的光路。因此，检测透过光时，常常不能限定检测光在机体内通过的具体通路，用图1所示的装置，只能得到测定对象体内全部的情报，或者如图3所示那样，只能得到在比光路10a宽得多的光路（图3中斜线部分）上的情报。在临床上诊断体内血流障碍等器质性病变及其程度时，经常需要了解病变的具体部位，因而这种代表机体内部广泛范围的情报是没有足够的意义的。

为此，本发明的主要目的是提供一种体内代谢动态测定装置，该装置只检测连结入射光和检测器的直射成分光信号，从而可观测准确位置上的血流动态，呼吸动态等体内代谢动态。

简单地说，本发明装置是这样工作的：从光源发出几种不同波长的光，这些光被分成参照光和采样光，这两种光中的任何一方被延迟，参照光和穿过机体的采样光被聚光，根据该被聚集的光，发生该光的第2高次谐波，检测出该第2高次谐波后，由测定运算装置对检测的第2高次谐波光子进行计数，将该计数值用一预定数平均，求其平均值，根据该平均值，改变采样光或者参照光的延迟量，根据其延迟时间和延迟时间内的平均值，当相对于非延迟光，延迟光的延迟量为一预定值时，此时的第2高次谐波光子数的平均值被贮存，根据各波长的光子数平均值，计算并输出机体内的代谢动态。

因此，按照本发明，当参照光和穿过机体的采样光之间的延迟量为一预定值时，计算此时的第2高次谐波光子计数值的平均值，可除去体内透过光中的散乱成份，只检测在机体内直射的光成分，利用透过光检测体内情报，这样，病变的位置情报就更明确了。

图1是现有的体内器官代谢作用测定装置的结构图。

图2和图3表示在现有装置中，被检测光的光路。

图4是本发明的原理图。

图5表示一种供给图4所示体内代谢动态测定装置的超短光脉冲。

图6是参照光脉冲，体内透过光脉冲及这些脉冲的第2高次谐波波形图。

图7是相对于第2高次谐波的延迟时间，用以说明曲线S（τ）的测定的波形图。

图8是说明用图4所示光子计数装置计算S（τ）的动作波形图。

图9是本发明一个实施例的结构图。

图10是图9所示光子计数装置的框图。

图11是图9所示控制器的概略框图。

图12是图9所示实施例的动作流程图。

图13是本发明的另一个实施例的概略框图。

图14表示在人体头部装设扫描器时的状态。

图15是扫描器主要部位的断面图。

图16是说明由扫描器发射的采样光脉冲。

图17是图13所示实施例的动作流程图。

以下描述最佳实施例。

图4是本发明原理图，图5表示一种供给图4所示装置的超短光脉冲，图6是参照光脉冲。体内透过光脉冲和这些脉冲的第2高次谐波波形图，图7是相对于第2高次谐波延迟时间，说明曲线S（τ）的测定的波形图。其中τ为延迟时间。

首先，参照图4至图7描述本发明的原理。在本发明的一个实施例中，使用了高重复频率的超短光脉冲。假如使用半导体激光产生这样的高重复频率超短光脉冲，可以得到重复频率为1GH₂，半宽度为数10～数psec（psec＝10^-12sec）的光脉冲。例如，图5所示的超短光脉冲，其光脉冲的间隔为10^-9sec，即在1秒钟内能产生10⁹个光脉冲。不仅能从半导体激光中得到这样的光脉冲，从色素激光等中也能得到。

该超短光脉冲被半透明反射镜11分成沿直射方向前进的参照光脉冲和沿与直射方向相垂直的方向前进的采样光脉冲。其中，采样光脉冲利用反射镜12照射到作为检测对象的机体13上，穿过机体的光脉冲经过反射镜14、15的反射，被导向透镜16。以下，将这个光脉冲称为体内透过光脉冲。

另一方面，参照光脉冲经反射镜19反射，导向延迟光路21，再经反射镜20反射，与体内透过光脉冲同样地被导向透镜16。延迟光路21可以由如图4所示的二个反射镜组合形成，也可以用棱镜或类似三面直角镜的机构。关于该延迟光路21的动作，将在后面描述。透镜16对体内透过光脉冲和参照光脉冲进行聚光后，再将它们射入非线性光学晶体17。

这里，参照光脉冲和体内透过光脉冲在射入非线性光学晶体17以前，呈图6所示波形。也就是说，虽然参照光脉冲比图5所示的超短光脉冲功率稍低，但脉冲宽度相同。而体内透过光脉冲在穿过机体时，其功率大幅度降低，而且，如图2所示那样，由于在直进光路10a以外的光路10b，10c上的光也被检测，因而不能保持图5所示超短光脉冲的脉冲宽度，从而形成在后面拖一尾巴状的波形。但是，可以认为体内透过光脉冲的上升部分只表示通过图2所示直进光路10a的光，这是因为直进光路10a在通过机体13的光路中距离最短，最快到达检测器9的缘故。这样，利用具有上升时间快的脉冲，例如超短光脉冲，就能够只选择直进成分检测。

为了只检测该直进成份，采用了非线性光学晶体17。该晶体17是LiIO₃、KDP或其它类似晶体。当参照光脉冲和体内透过光脉冲射入晶体17时，它就发生第2高次谐波。该谐波功率S是延迟时间τ的函数，延迟时间τ与图4所示延迟光路21的距离相对应。设参照光脉冲为Ir，体内透过光脉冲为Is，则：

S（τ）～IS（t）·Ir（t-τ）dt……（1）

因此，S（τ）与IS（t）和Ir（t-τ）的积的积分值成正比。重要的是：因为第2高次谐波的输出S是体内透过光脉冲和参照光脉冲之积的积分，而参照光脉冲的强度很大，所以，即使体内透过光脉冲在机体13内大幅度衰减，（据实测结果，在老鼠头部，衰减到入射光功率的10^-9）成为很微弱的光脉冲，也能足以检测第2高次谐波的输出S。

如前所述，上述（1）式中的τ是与图4所示延迟光路21距离相对应的延迟时间，即在半反射镜11到晶体17之间的参照光脉冲与体内透过光脉冲的光路差除以光速所得到的时间值。如图7所示，当参照光脉冲和体内透过光脉冲同时到达晶体17时，τ值为0。通过改变延迟光路21，相对于采样光脉冲，使参照光脉冲被延迟。也就是说，由于S是τ的函数，如果改变延迟光路21，就可以观测到如图6所示的波形。在这种情况下，由于采样光脉冲的上升部分代表直进成份，当τ＝0时，S（0）的值就恰恰成为直进成份光的信号，如将其检出就可以得到除去了图2所示的体内散乱光成份10b，10c的，只包含直进光成分10a的信号。

如图4的点线所示，从晶体17输出的第2高谐波，沿着参照光脉冲和体内透过光脉冲的入射角中线方向发射，第2高次谐波的波长为图5所示超短波脉冲波长的1/2。该第2高次谐波透过滤光镜18供给光电倍增管22。滤光镜18只允许透过第2高次谐波的波长，因而，光电倍增管只检测第2高次谐波成份，然后输出光子。

图8是说明用图4所示光子计算装置计算S（τ）的动作波形图。

下面，参照图8，说明图4所示光子计数装置的动作。为了得到稳定的输出。光子计数装置23按图8所示的步骤进行动作，从而检测出S（τ）。也就是说，首先把延迟光路设在预定位置，光子计数装置以图8（b）所示的光子计数间隔，对从光电倍增管输出的光子进行

进行计数。在这种情况下，例如图8（a）所示，在5个超短光脉冲通过机体13的期间内，对光子进行计数。至于在每个计数间隔中设定多少个光脉冲，取决于所需的检测S（τ）的灵敏度，脉冲个数越多灵敏度越高。

这时的光子计数过程如图8（c）所示。当由图8（d）所示的采样保持信号对光子计数输出进行采样时，可以得到图8（e）所示的采样输出，该输出与光子计数间隔内的光子计数值对应。在图8（f）中，表示了将这些采样输出的时间轴放大的状态。为了检测稳定的S（τ），例如把5次采样保持输出的平均值作为某一τ值时的S（τ）。当然不一定限于5次的平均值，选取的次数取决于装置的稳定性和灵敏度。

如果改变图4的延迟光路21，从而改变了参照光脉冲的延迟时间，求S（τ）时，可得到图8（g）所示的输出。再将这个S（0）值作为直进光成分检出。虽然这样的动作过程看来需要很多时间，但由于使用了高重复频率的超短光脉冲。假如，假设使用1GHz，10pSec的光脉冲，求相对于某一τ的S（τ）的所需时间，这时：

10^-9Sec×5×5＝2.5×10^-8Sec＝25nSec

如果用50个区段求得S（τ），则

50×25nSec＝1.25μSec

求可求出S（τ）。

从原理上说S（τ）可以用这个速度检测，但实际上需要约1mSec的时间。这是因为受到光电倍增管22的光子计数速度和与之相接的前置放大器带域的限制，或者因为机械设置的延迟光路21需要时间等原因。

图9是表示本发明一个实施例的整体构造框图。图10是图9所示光子计数装置52的具体框图。图11是图9所示控制器的具体框图。

现参照图9至11描述本发明一个实施例的具体结构。如图11所示，控制器53包括CPU531，ROM532，RAM533，和光源驱动部534至536。ROM532内存有根据后述图12所示流程图表示的程序。CPU531按照ROM532供给的程序执行运算处理，将运算结果数据供给RAM533。光源驱动部534至536分别驱动图9所示的光源31至33。光源31至33发生波长为λ₁，λ₂，λ₃的高重复率的超短光脉冲，各波长光的脉冲宽度和重复周期被CPU531控制在预定值上。也就是说，在光源31至33上设有光闸，CPU531通过光源驱动部534～536驱动各光闸。

图9所示的实施例，其原理与图4相同，但是，用光纤38、39和43代替了图4中的半透明反射镜11，反射镜12，14和15。光源31发生的超短光脉冲通过反射镜34，半透明反射镜35和36射入透镜37。光源32发生的超短光脉冲通过半透明反射镜35和36射入透镜37。光源33发生的超短光脉冲通过半透明反射镜36射入透镜37。

射入透镜37的各波长为λ₁，λ₂和λ₃的超短光脉冲被光纤38，39分成采样光脉冲和参照光脉冲，被光纤38分出的超短光脉冲穿过透镜40射入机体41。穿过该机体41的体内透过光脉冲通过透镜42和光纤43由透镜44聚光后，射入晶体45。

另一方面，被光纤39分出的参照光脉冲，通过透镜47和反射镜48被延迟光路50延迟，经反射镜49反射，入射透镜44，由透镜44聚集的参照光脉冲和体内透过光脉冲射入晶体45，由晶体45发生第2高次谐波。发生的第2高次谐波通过滤光镜46输入到光电倍增管51。光电倍增管51的输出供给光子计数装置52。

如图10所示，光子计数装置52包括脉冲放大器521，波峰值辨别器522，脉冲计数器523和预置定时器524。脉冲放大器521对光电倍增管51的输出进行放大，波峰值辨别器522辨别脉冲放大器521输出的波峰值，辨别后的脉冲信号供给脉冲计数器523，脉冲计数器523在预置定时器524没设定的时间内，对辨别后的波峰值脉冲数进行计数。光子计数装置52的输出供给控制器53，同时控制延迟光路50的延迟时间。控制器53根据光子计数装置52的输出，求出上述的S（o）值，计算出机体41内的血红蛋白量，血红蛋白的氧合度和Cyt的氧化还原度，这些数值由打印机构打印并在显示装置上显示。

图12是本发明图9所示实施例的动作流程图。

以下，参照图9至图12，说明该实施例的具体动作。在步骤（图中略为SP）SP₁中，CPU531设定来自光源31至33的波长为λ₁、λ₂、λ₃的光脉冲的重复频率，将该设定信号供给光源驱动部534至536。然后，CPU531对于光子计数装置52，设定预置定时器524的初始预定时间。

接着，在步骤SP3，CPU531通过光源驱动部534打开光源31内的光闸，以产生波长λ₁的超短光脉冲。在步骤SP4，通过光子计数装置52设定延迟光路50的延迟时间。这时，光子计数装置52对在波长λ₁的超短光脉冲通过机体41期间内的光子进行计数，并将计数输出供给CPU531。在步骤SP5，CPU531把S₁（τ）贮存在RAM533里，在步骤SP6，CPU531判断S₁（τ）是否为S₁（O）。CPU531重复步骤SP4至SP6的动作，直到S₁（τ）成为S₁（O）为止。当CPU531判断为S₁（τ）是S₁（O）时，在步骤SP7，将该S₁（O）贮存到RAM533内。

在步骤SP8，CPU531通过光源驱动部535，打开光源32内的光闸以产生波长λ₂的超短光脉冲。在步骤SP9，通过光子计数装置52设定延迟光路50的延迟时间，在步骤SP10，CPU531把光子计数装置52输出的S₂（τ）贮存在RAM533里。然后，在步骤SP11，CPU531判断S₂（τ）是否为S₂（O），如果不是，则重复步骤SP9至SP11的动作，当判断S₂（τ）是S₂（O）时，在步骤SP12，CPU531把该S₂（O）贮存到RAM533里。

同样，在步骤SP13，CPU531通过光源驱动部536打开光源33内的光闸，以产生波长λ₃的超短光脉冲。在步骤SP14，通过光子计数装置52设定延迟光路50的延迟时间。在步骤SP15，CPU531将光子计数装置52的输出S₃（τ）贮存到RAM533里，在步骤SP16，CPU531判断S₃（τ）是否为S₃（O），如果不是，则重复步骤SP14至SP16。当判断为是S₃（O）时，在步骤SP17，CPU531将S₃（O）贮存到RAM533里。在步骤SP18，CPU531根据贮存在RAM533内的S₁（O）、S₂（O）和S₃（O），算出机体41内的血红蛋白量（SO₂）、血红蛋白的氧合度（Hb）和Cyt的氧化还原度（Cytaa3）。在步骤SP19，这些数值由打印机构54打印并在显示装置55上显示。

图13是表示本发明另一个实施例的框图，图14表示扫描器罩在被测定者头部时的状态，图15是扫描器主要部位的断面图，图16表示由扫描器放射的光的照射状态。

以下，参照图13至图16，描述该实施例的结构。Cpu64通过数据传送线82与RoM65，RAM66，显示装置67，打印机构68，光源驱动部63、光闸驱动电路69和70连接。Cpu64，RoM65、RAM66，显示装置67，打印机构68和光源驱动部63与图9中所示的相同。光源驱动部与光源621至623连接，光源621至623分别发生波长为λ₁至λ₃的超短光，这些超短光脉冲供给分光部85。

分光部85与作为参照光路79的光纤相连接，也与作为引导采样光脉冲的采样送光光路801至80n的光纤相连。在这些采样送光光路801至80n中，设有光闸6n至61n，这些光闸的其中任何一个被打开时，采样光脉冲在相应采样送光光路中传导。采样送光光路801至80n的端部导向扫描器51。

扫描器51，可以如图14所示，罩在被测定者头部，呈环状，沿其内周每一定间隔分布有n个小室511至51n。如图15所示，在各小室内，安装着采样送光光路80i（i＝1～n）的端部。在该端部设置着聚光透镜83i。采样光脉冲由聚光透镜83i聚光，使采样光脉冲带有一定开口角度θ照射到被测定者头部的器官上。

另外，在各小室511至51n内，采样受光光路811至81n的端部朝向机体器官设置，在该端部安装着视准透镜84i，该视准透镜84i接受穿过机体的采样光脉中，通过采样受光光路811至81n导向聚光透镜75。在采样受光光路811至81n的途中，设置了光闸821至82n。

由分光部85分出的参照光脉冲，从参照光光路79通过延迟光路78导向聚光透镜75。聚光透镜75对参照光脉冲和采样光脉冲进行聚光，再输入到非线性光学晶体74。非线性光学晶体74接受采样光脉冲和参照光脉冲，发生第2高次谐波，该第2高次谐波通过滤光镜73供给光电倍增管72。光电倍增管72的输出供给光子计数装置71。光子计数装置71与上述图10所示的光子计数装置52相同。

在采样送光光路801至80n上设置的光闸611至61n，由光闸驱动电路69驱动。在采样受光光路811至81n上设置的光闸821至82n，由光闸驱动电路70驱动。

图17是图13所示实施例的具体动作流程图。

以下，参照图14至图17，描述该实施例的动作。

首先，在步骤Sp21、Cpu64设定k＝1，K是用于指定设在采样送光光路801至80n上的光闸611至61n中任何一个的常数。当Cpu64设定常数K＝1时，光闸驱动电路69在步骤SP22打开光闸611。

接着，在步骤SP23，CPu64设定i＝1，i是用于指定发生入₁波长超短光脉冲的常数。当CPu64设定i＝1时，光源驱动部63在步骤SP24使光源621发生λ₁的超短光脉冲。然后，由光源621发生的λ₁波长超短光脉冲由分光部85分成采样送光光路801和参照光光路79，通过光闸611送到扫描器51。

如图16所示，从扫描器51的小室511发生的、带有一予定开角θ的采样光，照射到机体器官上。穿过机体的采样光脉冲，被例示的小室51ml接受。

另一方面，在步骤SP25，CPu64设定一个常数I＝1，常数I用于指定打开设在采样受光光路811至81n上的光闸821至82n中任何一个光闸。当Cpu64设定I＝1时，光闸驱动电路70在步骤SP26打开相应的光闸。这样，由扫描器51的小室，例如小室51ml接受的采样光脉冲通过相应的采样受光光路被透镜75聚光。

这时，在步骤SP27，Cpu64设定通过延迟光路78的参照照光脉冲的延迟时间，即Cpu64设定延迟时间，使得采样光脉冲通过采样送光光路，体内器官和采样受光光路到达透镜75的时间与参照光脉冲通过参照光路79到达透镜75的时间相一致。

进一步，参照光脉冲和采样光脉冲由透镜75聚光后，射入光学晶体74。光学晶体74产生第2高次谐波，该第2高次谐波通过滤光镜73输入光电倍增管72。光子计数置71根据光倍增管72的输出，对光子进行计数。其计数值输出供给Cpu64。如前所述，在步骤SP28，Cpu64根据光子计数置71的输出计算S（τ），并将其计算结果贮存到RAM66里。在步骤29，Cpu64判断S（τ）是否为SO，如果不是，则重复上述步骤SP27至Sp29。

如果是SO，则在步骤Sp30，CPu64将So₁（1，m₁）贮存到RAM66里。为了使与扫描器51的一个小室51ml相邻的小室51m²接受采样光脉冲，在步骤Sp31，Cpu64设定I＝I+1。为了判断在采样受光光路811至81n上的各个光闸是否已顺次打开，在步骤32，Cpu64判断是否I＝n，如果I≠n，则在步骤SP26，CPu64打开与扫描器51的小室51m²对应的光闸。通过重复该动作，波长λ₁的采样光脉冲照射到体内器官上，由扫描器51的各小室接受的采样光脉冲顺次被导向光学晶体74，通过光子计数装置71，So₁（1，m₂），So₁（1，m₃）……SO₁（1，n）被贮存起来。

接着，为了发生波长λ₂的超短光脉冲，在步骤SP33，设定i＝i+1。在步骤34、判断是否i＝3，如果i≠3，则在步骤24，从光源622发生波长λ₂的超短光脉冲。然后，如前所述，重复步骤SP25至SP33的动作，可得到So₂（1，m₁），So₂（1，m₂）……So₂（1，n）。

Cpu64对于波长λ₂，重复步骤SP24至SP34的动作。然后设定i＝i+1，对于波长λ₃，重复步骤SP24至SP34的动作。在步骤Sp34₁Cpu64判断为i＝3时，为了打开设在采样送光光路802上的光闸612，在步骤SP35设定K＝K+1。为了判断611至61n的全部光闸是否已顺次打开，在步骤Sp36，Cpu64判断是否K＝n，如果K≠n，则重复步骤SSP22至SP34的动作。根据λ₁至λ₃的各超短光脉冲，将Soi（k，I）（i＝1，2，3，k，I＝1～n）贮存在RAM66里。如果在步骤SP36CPu64判断为k＝n，则在步骤SP37，按照计算血液中的血红蛋白量、氧饱和度，Cytaa3的算法，进行数据处理，就可以得出脑内的血红蛋白量，氧饱和度及Cytaa3等断层图象。在步骤SP38，将其结果在显示装置67上显示。在步骤SP39，由打印机构68打印。

上述实施例，是将人体头部作为被检测体，但被检测体不局限于人体头部。亦即，如果把扫描器的形状作适当变更，使之适合检测体的需要，就可以相应地对被检测部分进行氧饱和度等的测定。

此外，测定参数不限于脑血管内的氧饱和度等，也可以是其它参数，只要这些参数是通过测定光的吸收度而得到的生物体内情报。

Claims

1、一种将光通过被检者体内，测定其体内代谢动态的体内代谢动态测定装置，它包括：

分别发生不同波长光的光源(31，32，33)；

将上述光源发出的光分成参照光和采样光，并将该采样光导向所说机体的光路(37，38，39，40，41，43)；

设在上述光路上、使上述参照光和采样光中的任何一方滞后的延迟装置(48，49，50)；

对上述参照光和穿过机体的采样光进行聚光的聚光装置(44)；

接受被上述聚光装置聚集的光，发生该光的第2高次谐波的第2高次谐波发生装置(45)；

对上述第2高次谐波发生装置所发生的第2高次谐波进行检测的第2高次谐波检测装置(51)；

测定运算装置(52)，用于对上述第2高次谐波检测装置输出的光子进行计数，该计数值被一预定数平均，求得其平均值，根据该平均值，改变由延迟装置产生的采样光或参照光脉冲的延迟量，根据其延迟时间和在该延迟时间内光子的平均值，当相对于穿过机体的采样、延迟的参照光的延迟量为预定值时，输出此时的第2高次谐波光子计数值的平均值；

控制装置(53)，用于控制上述光源和测定运算装置，贮存若干波长的光子平均值，根据若干波长的光子平均值，算出并输出体内的代谢动态。

2、如权利要求1所述的体内代谢动态测定装置，其中所说的光路包括：

将所说的光源发生的光分成参照光和采样光的分光装置（38，39），

将上述分光装置分出的参照光导向聚光装置的参照光路（39），

将上述分光装置分出的采样光导向机体并将穿过该机体的采样光导向聚光装置的采样光路（43）。

3、如权利要求1所述的体内代谢动态测定装置，还包括设在上述第2高次谐波发生装置与第2高次谐波检测装置之间的，只允许第2高次谐波透过的滤光镜装置（46）。

4、如权利要求1所述的体内代谢动态测定装置，其中所说的控制装置包括计算作为机体代谢动态的血红蛋白氧饱和度、血红蛋白量和Cytaa₃的氧化还原度的装置。

5、如权利要求4所述的体内代谢动态测定装置，还包括显示装置（55），用以显示由上述控制装置计算出的体内代谢动态。

6、如权利要求4所述的体内代谢动态测定装置，还包括记录装置（54），用以记录由上述控制装置计算出的体内代谢动态。

7、如权利要求3所述的体内代谢动态测定装置，其中所说的高次谐波发生装置包括非线性光学晶体（45）。

8、如权利要求1所述的体内代谢动态测定装置，其中所说的光源包括各自发生不同波长光的若干光源（31，32，33）;进而该测定装置还包括对光源发出的光聚光，并将聚集的光导向所述光路的装置（34，35，36）。

9、如权利要求2所述的体内代谢动态测定装置，还包括：

扫描器（51），该扫描器成环状包围着被检者机体，沿其内周设有按一定间隔分隔的若干小室;

所说的采样光包括若干采样送光光路（801～80n）和若干采样聚光光路（811～81n）;各采样送光光路的一端分别设在扫描器各小室内并朝向机体，其各自的另一端分别接受由所述分光装置分出的采样光;采样受光光路从其各自的端部将穿过机体的采样光脉冲信号导向聚光装置。

10、如权利要求9所述的体内代谢动态测定装置，还包括分别与上述若干采样送光光路相对应设置的，对分光装置送来的光进行遮光的第1遮光装置（611～61n）;其中所说的控制装置包括用于打开任何一个上述第一遮光装置的第一遮光驱动装置（69）。

11、如权利要求9所述的体内代谢动态测定装置，还包括分别与上述若干采样聚光光路相对应设置的，对穿过机体的采样光进行遮光的第2遮光装置（821～82n）;其中所说的控制装置包括用于打开任何一个上述第2遮光装置的第2遮光驱动装置（70）。

12、如权利要求1所述的体内代谢动态测定装置，其中所说的控制装置包括发光控制装置（534，535，536，63），该装置用于选择光源的发光波长，使之发生所述各种波长光中的任何一种。