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激光早期癌症诊断仪制作方法

  • 专利名称
    激光早期癌症诊断仪制作方法
  • 发明者
    吴先友, 李哲, 杨经纬, 江海河, 王礼, 蔡旭武
  • 公开日
    2012年7月25日
  • 申请日期
    2011年1月19日
  • 优先权日
    2011年1月19日
  • 申请人
    中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 文档编号
    A61B5/00GK102599884SQ20111002116
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种激光早期癌症诊断仪,包括激光器(I)、光纤耦合器(6)、传导光纤(7)和计算机(12),其特征在于所述激光器(I)与光纤耦合器(6)之间的发射光路上依次置有倍频器(2)、混频器(3)、分频器(4)和滤光片(5),用于输出波长为350 380nm的激光;所述分频器(4)的发射光路上置有光电转换器(11),用于提供荧光信号采集的触发信号;所述传导光纤(7)由入射光纤(71)和接收光纤(72)组成;所述接收光纤(72)与计算机(12)之间的接收光路上置有带通滤光片(9)和光电探测器(10),用于接收被测物(8)经激光照射后发出的荧光信号;所述计算机(12)分别与激光器(I)、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(I)、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2.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是激光器(I)由振荡光路上依次置有的全反镜(101)、调Q晶体(102)、起偏器(103)、激光晶体(104)和输出镜(105)组成,其输出的激光波长为1064nm3.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是激光器(I)输出镜(105)和倍频器(2)之间的发射光路上依次置有与入射光均45度角设置的第一反射镜(14)和第二反射镜(15)4.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是倍频器(2)为BBO晶体5.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是混频器(3)为BBO晶体6.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是分频器(4)和滤光片(5)之间的发射光路上依次置有光栏(16)和与入射光呈45度角设置的第三反射镜(17)7.根据权利要求6所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是第三反射镜(17)上镀有对 355nm波长的光全反膜、对532nm和1064nm波长的光增透膜8.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是光电转换器(11)位于分频器(4)分出的波长为532nm或1064nm的发射光路上9.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是接收光纤(72)为两根以上且于入射光纤(71)周边对称设置10.根据权利要求I所述的激光早期癌症诊断仪,其特征是滤光片(5)为过滤其他波长光,仅通过350 380nm波长光的滤光片
  • 技术领域
    本发明涉及一种诊断仪,尤其是一种激光早期癌症诊断仪
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    参见图I、图2和图3,激光早期癌症诊断仪由发射光路上依次置有的激光器I、倍频器2、混频器3、分频器4、滤光片5、光纤耦合器6和传导光纤7及光电转换器11,接收光路上置有的带通滤光片9和光电探测器10,以及与计算机12电连接的激光器I、光电转换器11、光电探测器10和输出设备13构成其中激光器I由振荡光路上依次置有的全反镜101、调Q晶体102、起偏器103、激光晶体104和输出镜105组成,其输出的激光波长为1064nm上述激光器I与光纤耦合器6之间的发射光路上依次置有的倍频器2、混频器3、 分频器4和滤光片5,是用于输出波长为350 380nm的激光的分频器4的发射光路上置有的光电转换器11,是用于提供荧光信号采集的触发信号的传导光纤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之间的接收光路上置有的带通滤光片9和光电探测器 10,是用于接收被测物8经激光照射后发出的荧光信号的计算机12分别与激光器I、光电转换器11、光电探测器10和输出设备13电连接, 是用于控制激光器I、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显示的为进一步地优化本发明的性能和减小其体积,激光器I输出镜105和倍频器2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14和第二反射镜15 ;倍频器2和混频器3均选择为BBO晶体;分频器4和滤光片5之间的发射光路上依次置有光栏16和与入射光呈45度角设置的第三反射镜17 ;该第三反射镜17上镀有对355nm波长的光全反膜、对532nm和1064nm波长的光增透膜;光电转换器11位于分频器4分出的波长为532nm或1064nm的发射光路上;接收光纤72为两根且于入射光纤71周边对称设置;滤光片5为过滤其他波长光,仅通过350 380nm波长光的滤光片,计算机12为微型计算机; 输出设备13为显示器或打印机使用时,只需将由入射光纤71处导出的激光照射于被测物8—人体组织之上,即可由输出设备13处获得如或近似于图4或图5所示的诊断结果显然,本领域的技术人员可以对本发明的激光早期癌症诊断仪进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
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。



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