专利名称:激光早期癌症诊断仪的制作方法自1984年Alfano等发现利用低功率激光可诱导乳腺、肺组织的自体荧光,以及 Richards等用290 600nm波长的激光诱发结肠粘膜组织产生自体荧光以来,很多学者开始了研究利用激光诱导突光(laser induced fluorescence, HF)技术进行光谱分析来诊断早期大肠恶性肿瘤。LIF技术在肠癌早期诊断方面,提出了一种全新的有效诊断途径和方法,在大肠癌及癌前病变的早期诊断方面取得了很大的进展,开创了一种崭新的肿瘤检测方法-光活检术。目前,LIF诊断仪器多由激发光源、传导光纤、光耦合器、多色仪、光学多道分析系统(OMA)和计算机组成,其虽经LIF诊断与组织学诊断的对照验证,其阳性符合率为100%,阴性符合率为94%,为早期诊疗大肠癌提供了较可靠的手段,却也存在着难以克服的不足之处,首先,可诊断的范围太窄,仅能对肠癌进行有效地诊断;其次,因探测到的荧光谱线太弱,不清晰,故对操作人员专业技术水平的要求很高;再次,整套设备造价昂贵,超过100万元人民币,使其的推广应用和产业化难以进行,导致产品推向市场缺乏竞争力。
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处,提供一种诊断范围大、 操作简便、价廉物美的激光早期癌症诊断仪。为解决本发明的技术问题,所采用的技术方案为激光早期癌症诊断仪包括激光器、光纤耦合器、传导光纤和计算机,特别是,所述激光器与光纤耦合器之间的发射光路上依次置有倍频器、混频器、分频器和滤光片,用于输出波长为350 380nm的激光;所述分频器的发射光路上置有光电转换器,用于提供荧光信号采集的触发信号;所述传导光纤由入射光纤和接收光纤组成;所述接收光纤与计算机之间的接收光路上置有带通滤光片和光电探测器,用于接收被测物经激光照射后发出的荧光信号;所述计算机分别与激光器、光电转换器、光电探测器和输出设备电连接,用于控制激光器、对采集到的荧光信号使用时域法进行积分处理,并将其与正常组织的荧光信号比较后的结果送往输出设备显示。作为激光早期癌症诊断仪的进一步改进,所述的激光器由振荡光路上依次置有的全反镜、调Q晶体、起偏器、激光晶体和输出镜组成,其输出的激光波长为1064nm ;所述的激光器输出镜和倍频器之间的发射光路上依次置有与入射光均呈45度角设置的第一反射镜和第二反射镜;所述的倍频器为BBO晶体;所述的混频器为BBO晶体;所述的分频器和滤光片之间的发射光路上依次置有光栏和与入射光呈45度角设置的第三反射镜;所述的第三反射镜上镀有对355nm波长的光全反膜、对532nm和1064nm波长的光增透膜;所述的光电转换器位于分频器分出的波长为532nm或1064nm的发射光路上;所述的接收光纤为两根以上且于入射光纤周边对称设置;所述的滤光片为过滤其他波长光,仅通过350 380nm波长光的滤光片。相对于现有技术的有益效果是,采用激光器与光纤耦合器之间的发射光路上依次置有倍频器、混频器、分频器和滤光片,分频器的发射光路上置有光电转换器,传导光纤由入射光纤和接收光纤组成,且接收光纤与计算机之间的接收光路上置有带通滤光片和光电探测器,以及计算机分别与激光器、光电转换器、光电探测器和输出设备电连接的技术方案,是基于申请人经对大量的实验结果作归一化处理后而得出的不同的人体正常组织与相应的癌组织具有相似的光谱分布,两者只是在光谱的强度上有所区别。为此,申请人采用先于适宜波段的激光照射被测物--人体组织的同时,对其所产生的自体荧光信号使用时域法进行积分处理,使极微弱的荧光信号经积分处理后被整合成了清晰、明确的荧光波形强度信号,再将其与已知正常组织的荧光信号进行比较,进而得到准确的诊断结果。从而既使本发明诊断的范围大大地扩展了,又极大地降低了操作人员的专业技术水平,并使操作极为简便,还价廉物美,整机的总造价仅约为20万元人民币。作为有益效果的进一步体现,一是激光器优选由振荡光路上依次置有的全反镜、 调Q晶体、起偏器、激光晶体和输出镜组成,其输出的激光波长优选为1064nm,为准确诊断癌症提供了波段适宜的激光源;二是激光器输出镜和倍频器之间的发射光路上依次优选置有与入射光均呈45度角设置的第一反射镜和第二反射镜,极大地减小了诊断仪的体积; 三是倍频器优选为BBO晶体,混频器优选为BBO晶体,不仅工作稳定可靠,还有着通用性强的优点;四是分频器和滤光片之间的发射光路上优选依次置有光栏和与入射光呈45度角设置的第三反射镜,除大大地降低了波长为532nm或1064nm的光的影响之外,还进一步地减小了诊断仪的体积;五是第三反射镜上优选镀有对355nm波长的光全反膜、对532nm和 1064nm波长的光增透膜,利于仅为355nm波长的光作为照射人体组织的激光源;六是光电转换器优选位于分频器分出的波长为532nm或1064nm的光路上,便于控制采集被测物经激光照射后发出的自体荧光信号的起始时间的获得;七是接收光纤优选为两根以上且于入射光纤周边对称设置,利于较充分完整地采集自体荧光信号;八是滤光片优选为过滤其他波长光,仅通过350 380nm波长光的滤光片,确保了照射人体组织的激光位于合适的波段内。下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。图I是本发明的一种基本结构示意图。图2是图I中传导光纤之前光路上的激光器和相关的光学元器件示意图。图3是图I中的传导光纤的一种基本结构示意图。图4是人体正常肠组织和肠癌组织之间的荧光对比图;图中的横坐标为时间、纵坐标为电压。图5是人体正常胃组织和胃癌组织之间的荧光对比图;图中的横坐标为时间、纵坐标为电压。
本发明公开了一种激光早期癌症诊断仪。它的激光器(1)与光纤耦合器(6)之间的光路上依次置有倍频器(2)、混频器(3)、分频器(4)和滤光片(5);分频器(4)的光路上置有提供采集触发信号的光电转换器(11);传导光纤(7)由入射光纤(71)和接收光纤(72)组成;接收光纤(72)与计算机(12)之间置有用于接收荧光信号的带通滤光片(9)和光电探测器(10);计算机(12)分别与激光器(1)、光电转换器(11)、光电探测器(10)和输出设备(13)电连接,用于控制激光器(1)、对采集到的荧光信号使用时域法进行积分处理,并将其与正常组织的荧光信号比较后的结果送往输出设备(13)显示。它能对多种早期癌症进行有效的诊断。
激光早期癌症诊断仪制作方法
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