專利名稱：二極管激光器激光光譜癌癥診斷儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種疾病診斷儀器，它使用激光誘導熒光技術與光譜分析技術，利用二極管激光器和光敏劑對組織是否癌變以及腫瘤惡性化程度進行判斷。
背景技術：
惡性腫瘤是嚴重威脅人類生命的疾病。因此探索能夠進行早期診斷及有效治療的方法和技術一直是醫學上最迫切的研究課題之一。醫生對癌癥的診斷多數還是憑借醫生的經驗和活體組織切片檢查，帶有一定的盲目性，早期病變容易漏診、誤診。激光醫學是現代醫學的新興學科，它將激光、光譜學、纖維光學、光信息處理、光動力學等領域的高新技術融為一體，應用于人體各個系統疾病的診斷與治療，取得了一個又一個突破性進展，有力地推動了醫學進步。激光光動力學醫療(PDT)是近年來發展成熟的簡便、微創和更為有效的治療手段，是腫瘤治療體系中的重要一環。PDT已成為醫學界所關注的熱點問題，也受到了廣大腫瘤患者的喜愛。光動力療法已可用于治療幾乎所有種類的惡性腫瘤、部分良性腫瘤、癌前病變及病毒性疾病。在美國、加拿大、荷蘭、德國、日本等許多發達國家均已得到政府批準，并廣泛用于治療肺癌、食管癌、膀胱癌、皮膚癌、大腸癌、喉癌、口腔癌等。而要使PDT更好地發揮其醫療作用，就必須為其提供準確的診斷數據。熒光光譜技術在很多領域得到了強有力的發展，特別是最近幾年，此技術被證實在探測和區分惡性腫瘤與非惡性腫瘤方面是非常有潛力的。很多研究者已開始使用組織的自熒光光譜對大腸癌、早期肺癌、胃癌、乳腺癌、膀胱癌以及皮膚癌等進行了診斷，結果表明，激光誘導熒光方法解決了目前醫學界傳統診療方法的難點，而且診斷符合率也很高。利用熒光光譜技術不僅可以為癌癥的早期診斷提供實驗依據，而且可以為PDT提供可靠的治療范圍，并為腫瘤治療后的隨訪提供重要的參考數據。然而，目前仍缺乏利用激光光譜技術進行腫瘤探測的高新技術儀器，尤其是沒有結構小巧、攜帶方便、能夠快速準確地對惡性腫瘤進行診斷的激光光譜分析儀器。
發明內容
為解決目前對惡性腫瘤診斷慢，惡化程度不易區分，以及儀器笨重，攜帶不便的問題，本發明提出了一種利用二極管激光器作光源，利用被測組織的熒光特性來對惡性腫瘤進行診斷的診斷儀。本發明的技術方案是一種二極管激光器激光光譜癌癥診斷儀，它由二極管激光器4、透鏡1、光纖耦合裝置2、透鏡3、濾光片5、光纖6、光柵光譜儀7、CCD探測器8和微型計算機9組成，用二極管激光器4作為激發光源；二極管激光器4輸出的二極管激光首先用透鏡1變成平行光，平行光穿過濾光片5，然后再通過光纖耦合裝置2匯集到光纖6內，當光通過光纖6照射到人體組織上時，會激發人體組織的自熒光和注入體內或涂抹于體內的光敏劑熒光，所發出的熒光再通過光纖6沿原路返回，當熒光經過具有透過激光波長光、反射其它波長光性質的濾光片5后，熒光被反射，并通過透鏡3匯聚到光柵光譜儀7上，分光之后，利用CCD探測器8接收相應光譜范圍的熒光，由與CCD探測器8相連接的微型計算機9顯示所要波段的熒光光譜。此儀器的優點是成本低，設備小型化，診斷準確快捷，提高了癌變的檢出率，同時為惡性腫瘤的光動力學治療提供了可靠的參數。雖然不同光敏劑需要不同波長的激光激發，但更換二極管激光器是非常簡單的；由于二極管激光器小巧，利用它開發的產品大多可做成便攜式的，這為上門服務、多科室共同利用同一套設備提供了方便和可能，本發明具有設計合理、工作可靠、有較大推廣價值的優點。
圖1是本發明的裝置示意圖，圖2是診斷的原理圖。
具體實施例方式參閱圖1，它由二極管激光器4、透鏡1、光纖耦合裝置2、透鏡3、濾光片5、光纖6、光柵光譜儀7、CCD探測器8和微型計算機9組成，本實施方式利用一臺二極管激光器4作為激發光源，其輸出功率為10～30毫瓦，輸出波長為405納米，二極管激光器輸出的光通過透鏡1變成平行光，透鏡1和透鏡3都是凸透鏡，透鏡1的焦距為3～5mm，并鍍對波長405納米的增透膜，平行光穿過濾光片5，此平行光再通過光纖耦合裝置2匯聚到光纖6內，光纖6的材料為石英，直徑為0.6～1mm，光通過光纖6照射到目標組織上，誘發組織和光敏劑發出熒光，此熒光通過光纖6返回，通過光纖耦合裝置2變成平行光束，此平行光束經過一個透射波長范圍為405納米，反射波長范圍為在波長450～700納米全反射的濾光片5后，波長為405納米的熒光將透過，其它波長的熒光經濾光片5反射后，再經焦距與光柵光譜儀相匹配的透鏡3匯聚到光柵光譜儀7上，光柵光譜儀7的分光范圍為450～700納米，分辨極限為0.3納米，由光柵光譜儀7分光，用型號為USB2000的CCD探測器8(CCD探測器的光譜響應范圍為300～700納米)接收相應光譜范圍的熒光，并把信號送入微型計算機進行數據處理，在電腦的顯示器上顯示出熒光光譜，然后通過熒光光譜分析來判斷組織是否發生癌變，以及腫瘤的惡化程度。
具體診斷方法參閱圖2，此熒光光譜圖包括兩部分，一部分為是波長為400～600納米的人體組織的自熒光譜，另一部分是波長為600～700納米的光敏劑的熒光譜，它是雙峰結構。由B代表被監測組織的自熒光的強度，由A1代表630納米處峰的熒光強度，根據此熒光光譜推算出被測組織自熒光在630納米處產生的自熒光強度A2，由A1和A2的差就可得到光敏劑在630納米處產生的熒光強度A，即A＝A1-A2。用A/B來反映被測組織的病變程度，A/B值越大，說明此處腫瘤組織的惡化程度越嚴重。
權利要求
1.一種二極管激光器激光光譜癌癥診斷儀，其特征在于它由二極管激光器(4)、透鏡(1)、光纖耦合裝置(2)、透鏡(3)、濾光片(5)、光纖(6)、光柵光譜儀(7)、CCD探測器(8)和微型計算機(9)組成，用二極管激光器(4)作為激發光源；二極管激光器(4)輸出的二極管激光首先用透鏡(1)變成平行光，平行光穿過濾光片(5)，然后再通過光纖耦合裝置(2)匯集到光纖(6)內，當光通過光纖(6)照射到人體組織上時，會激發人體組織的自熒光和注入體內或涂抹于體內的光敏劑熒光，所發出的熒光再通過光纖(6)沿原路返回，當熒光經過具有透過激光波長光、反射其它波長光性質的濾光片(5)后，熒光被反射，并通過透鏡(3)匯聚到光柵光譜儀(7)上，分光之后，利用CCD探測器(8)接收相應光譜范圍的熒光，由與CCD探測器(8)相連接的微型計算機(9)顯示所要波段的熒光光譜。
全文摘要
本發明公開一種疾病診斷儀器—二極管激光器激光光譜癌癥診斷儀。它由二極管激光器(4)、透鏡(1)、光纖耦合裝置(2)、透鏡(3)、濾光片(5)、光纖(6)、光柵光譜儀(7)、CCD探測器(8)和微型計算機(9)組成，用二極管激光器(4)作為激發光源；然后再通過(2)匯集到光纖(6)內，當光通過光纖(6)照射到人體組織上時，所發出的熒光再通過光纖(6)沿原路返回，當熒光經過(5)后，熒光被折射，并通過透鏡(3)匯聚到(7)上，利用(8)接收相應光譜范圍的熒光，由與(8)相連接的微型計算機(9)顯示所要波段的熒光光譜。此儀器的優點是成本低，設備小型化，診斷準確快捷，由于二極管激光器小巧，利用它開發的產品大多可做成便攜式的，這為上門服務、多科室共同利用同一套設備提供了方便和可能。
文檔編號A61B6/12GK1543914SQ20031010767
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月10日 優先權日2003年11月10日
發明者張治國, 趙廣播, 劉佳雯, 楊玉強, 朱瑞濱, 劉玉強 申請人:哈爾濱工業大學