CN106885798A - 一种拉曼检测系统 - Google Patents

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周岩
刘承惠
张胜甲
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Abstract

本发明公开了一种拉曼检测系统，包括激光器、探头、光谱分析仪、传输光纤；激光器通过传输光纤将激光传递给探头，以便探头使激光照射到样本上激发出拉曼信号，探头收集拉曼信号并通过传输光纤传递给光谱分析仪，光谱分析仪对拉曼信号进行光谱分析得到样本的拉曼光谱。拉曼光谱与分子结构一一对应，对样本做了分子级别的检测，可以直接得出样本是正常组织还是肿瘤组织的信号，可以进行原位检测，在手术过程中，辅助医生做出切除的判断，避免了医学影像的前后不一致的问题。同时，检测速度很快，避免了手术过程中病人和医生长时间的等待，既节约了医疗资源，又降低了手术的风险。

Description

一种拉曼检测系统
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种拉曼检测系统。
背景技术
在肿瘤手术中，主要是依靠病人在手术前做的医疗影像资料，如CT照片等，由于病人在做CT和做手术之间有一定的时间差，可能导致影像的位置、大小都发生一定的变化；另外，在有些手术中，开刀前后的组织、组织液也有很大的变化。这会导致手术中切除的病变组织非常不准确，病后的复发率可达75%。
在手术过程中，要对切除的组织做快速病理分析，一般需要历经标本处理、显微镜观察等程序，繁杂的处理过程，使得病理结果最快也需要1~2小时才能获得。这段时间内病人、医生一直处于候命状态，对医疗资源是极大浪费；并且无形中也增加了病人的风险。
目前肿瘤切除手术，依赖医疗影像学的资料，影像在术前和术中存在一定时间差、病人身体躺卧的姿势不同、开刀前后的组织压力变化等，造成照片和实体的误差，造成的手术部位不准确、准确度低、复发率高。病理分析由于需要切片、处理等人工耗时，速度非常慢。
因此，如何加快病理分析，提高肿瘤手术的准确度和成功率，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种拉曼检测系统，该拉曼检测系统利用拉曼光谱进行原位测试，检测速度快，提高了手术的准确率和成功率。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种拉曼检测系统，包括激光器、探头、光谱分析仪、传输光纤；所述激光器通过所述传输光纤将激光传递给所述探头，以便所述探头使激光照射到样本上激发出拉曼信号，所述探头收集所述拉曼信号并通过所述传输光纤传递给所述光谱分析仪，所述光谱分析仪对所述拉曼信号进行光谱分析得到所述样本的拉曼光谱。
可选的，所述探头包括投射光路和收集光路；所述激光通过所述投射光路照射到所述样本上，所述收集光路收集激发出的所述拉曼信号传递给所述光谱分析仪。
可选的，所述投射光路包括第一透镜和第二透镜，所述激光经过所述第一透镜成为平行光，所述平行光经过所述第二透镜聚焦到所述样本上。
可选的，所述收集光路包括收集透镜，激发出的所述拉曼信号经过所述收集透镜收集到所述传输光纤中。
可选的，还包括聚光透镜，所述激光器发出激光后经过所述聚光透镜导入所述传输光纤中。
可选的，所述激光器为532nm半导体激光器或者785nm半导体激光器。
可选的，所述激光器内设有带宽抑制芯片，使得输出带宽小于0.1nm。
可选的，还包括主机和显示器，所述光谱分析仪输出的信号传递给所述主机，由所述主机内的软件分析，并显示在所述显示器上。
本发明提供的拉曼检测系统，包括激光器、探头、光谱分析仪、传输光纤；激光器通过传输光纤将激光传递给探头，以便探头使激光照射到样本上激发出拉曼信号，探头收集拉曼信号并通过传输光纤传递给光谱分析仪，光谱分析仪对拉曼信号进行光谱分析得到样本的拉曼光谱。激光器发出的激光经过传输光纤传递给探头，照射到样本上激发出拉曼信号，探头收集拉曼信号并传递给光谱分析仪，得到拉曼光谱，拉曼光谱与分子结构一一对应，对样本做了分子级别的检测，可以直接得出样本是正常组织还是肿瘤组织的信号，可以进行原位检测，在手术过程中，辅助医生做出切除的判断，避免了医学影像的前后不一致的问题。同时，检测速度很快，避免了手术过程中病人和医生长时间的等待，既节约了医疗资源，又降低了手术的风险。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明所提供的拉曼检测系统一种具体实施方式的结构示意图；
其中，图1中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：
激光器1；聚光透镜2；传输光纤3；探头4；样本5；
光谱分析仪6；显示器7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
请参考图1，图1为本发明所提供的拉曼检测系统一种具体实施方式的结构示意图。
一种具体的实施方式中，本发明提供了一种拉曼检测系统，包括激光器1、探头4、光谱分析仪6、传输光纤3；激光器1通过传输光纤3将激光传递给探头4，以便探头4使激光照射到样本5上激发出拉曼信号，探头4收集拉曼信号并通过传输光纤3传递给光谱分析仪6，光谱分析仪6对拉曼信号进行光谱分析得到样本5的拉曼光谱。
目前肿瘤切除手术中，存在如下的问题：只能依赖医疗影像学的资料，造成的手术部位不准确、准确度低、复发率高；在手术过程中，要对切除的组织做快速病理分析，病理分析时间长，这段时间内病人、医生一直处于候命状态，无形中也增加了病人的风险。
本发明中的拉曼检测技术，利用拉曼光谱，可以做到分子病理层面的分析。光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射，弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分，统称为拉曼效应。
激光器1发出的激光经过传输光纤3传递给探头4，照射到样本5上激发出拉曼信号，探头4收集拉曼信号并传递给光谱分析仪6，得到拉曼光谱，拉曼光谱与分子结构一一对应，对样本5做了分子级别的检测，可以直接得出样本5是正常组织还是肿瘤组织的信号。样本5可以为人体的组织，可以是在人体上的未切除的组织，通过拉曼检测系统判断该组织是否正常，是否需要切除。
在手术过程中，该检测系统可以进行原位检测，辅助医生做出切除的判断，避免了医学影像的前后不一致的问题。同时，检测速度很快，能够替代病理分析，避免了手术过程中病人和医生长时间的等待，既节约了医疗资源，又降低了手术的风险。
一种优选的实施方式中，探头4包括投射光路和收集光路；激光通过投射光路照射到样本5上，收集光路收集激发出的拉曼信号传递给光谱分析仪6。
该探头4中包括两套光路，一套光路引导激光照射到样本5上，照射到样本5上后能够激发出拉曼信号，另一套光路收集激发出的拉曼信号，并传递给光谱分析仪进行光谱分析。探头4既实现了激光的投射，又实现了拉曼信号的收集。
探头4通过两条传输光纤3分别与激光器1和光谱分析仪6连接，连接激光器1的传输光纤3与投射光路连接，连接光谱分析仪6的传输光纤3与收集光路连接。
进一步具体的实施方式中，投射光路包括第一透镜和第二透镜，激光经过第一透镜成为平行光，平行光经过第二透镜聚焦到样本5上。
经过传输光纤3传递过来的激光经过第一透镜和第二透镜，聚焦到样本5上，照射到样本5上时经过了重新聚焦的过程，把激光的能量都汇聚到了焦点上，与直接照射到样本5上相比，增强了激光的强度，照射的效果更好。
另一种进一步具体的实施方式中，收集光路包括收集透镜，激发出的拉曼信号经过收集透镜收集到传输光纤3中。
激发出的拉曼信号需要进行分析，可以通过探头4进行收集，然后传递给光谱分析仪进行光谱分析，收集光路中的收集透镜，能够收集拉曼信号到传输光纤3中，并通过传输光纤3传递给光谱分析仪。通过收集透镜收集拉曼信号的同时，还可以有效的屏蔽杂散光，增加拉曼信号的信噪比。
上述各具体的实施方式中，还包括聚光透镜2，激光器1发出激光后经过聚光透镜2导入传输光纤3中。
激光发射作为激发光源，通过聚光透镜2，将激光导入到传输光纤3中，经过聚光透镜2的汇聚能够增强传导的激光的强度，有利于后期的拉曼检测。
一种具体的实施方式中，激光器为532nm半导体激光器或者785nm半导体激光器。
采用532nm的激光器，532nm的激光对于生物组织的拉曼信号有很好的共振增强效应，可以增加测试的准确度。另外，还可以采用785nm的激光器或其他近红外波长。
另一种具体的实施方式中，激光器内设有带宽抑制芯片，使得输出带宽小于0.1nm。
激光器内部采用了带宽抑制技术，能够使输出带宽很窄，达到0.05nm，远优于传统的0.1nm，从而提高拉曼信号强度，增加判断的精确性和准确性。
上述各具体的实施方式中，还包括主机和显示器7，光谱分析仪6输出的信号传递给主机，由主机内的软件分析，并显示在显示器7上。
每种组织都有自己的拉曼光谱，拉曼检测系统采集的拉曼信号经过光谱分析后，与各拉曼光谱比对，确定该组织是正常的组织还是病变组织。该比对分析的过程可以通过主机内的软件实现，同时可以将该分析过程呈现在显示器7上，并由显示器7直接给出是否是正常组织的信号。在手术过程中，可以辅助医生做出是否切除的判断，可以直接对人体组织做原位检测。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种拉曼检测系统，其特征在于，包括激光器（1）、探头（4）、光谱分析仪（6）、传输光纤（3）；所述激光器（1）通过所述传输光纤（3）将激光传递给所述探头（4），以便所述探头（4）使激光照射到样本（5）上激发出拉曼信号，所述探头（4）收集所述拉曼信号并通过所述传输光纤（3）传递给所述光谱分析仪（6），所述光谱分析仪（6）对所述拉曼信号进行光谱分析得到所述样本（5）的拉曼光谱。
2.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述探头（4）包括投射光路和收集光路；所述激光通过所述投射光路照射到所述样本（5）上，所述收集光路收集激发出的所述拉曼信号传递给所述光谱分析仪（6）。
3.如权利要求2所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述投射光路包括第一透镜和第二透镜，所述激光经过所述第一透镜成为平行光，所述平行光经过所述第二透镜聚焦到所述样本（5）上。
4.如权利要求2所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述收集光路包括收集透镜，激发出的所述拉曼信号经过所述收集透镜收集到所述传输光纤（3）中。
5.如权利要求1至4任一项所述的拉曼检测系统，其特征在于，还包括聚光透镜（2），所述激光器（1）发出激光后经过所述聚光透镜（2）导入所述传输光纤中。
6.如权利要求5所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述激光器（1）为532nm半导体激光器或者785nm半导体激光器。
7.如权利要求5所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述激光器（1）内设有带宽抑制芯片，使得输出带宽小于0.1nm。
8.如权利要求1至4任一项所述的拉曼检测系统，其特征在于，还包括主机和显示器（7），所述光谱分析仪（6）输出的信号传递给所述主机，由所述主机内的软件分析，并显示在所述显示器（7）上。
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