CN1543914A - 二极管激光器激光光谱癌症诊断仪 - Google Patents

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本发明公开一种疾病诊断仪器—二极管激光器激光光谱癌症诊断仪。它由二极管激光器(4)、透镜(1)、光纤耦合装置(2)、透镜(3)、滤光片(5)、光纤(6)、光栅光谱仪(7)、CCD探测器(8)和微型计算机(9)组成，用二极管激光器(4)作为激发光源；然后再通过(2)汇集到光纤(6)内，当光通过光纤(6)照射到人体组织上时，所发出的荧光再通过光纤(6)沿原路返回，当荧光经过(5)后，荧光被折射，并通过透镜(3)汇聚到(7)上，利用(8)接收相应光谱范围的荧光，由与(8)相连接的微型计算机(9)显示所要波段的荧光光谱。此仪器的优点是成本低，设备小型化，诊断准确快捷，由于二极管激光器小巧，利用它开发的产品大多可做成便携式的，这为上门服务、多科室共同利用同一套设备提供了方便和可能。

Description

二极管激光器激光光谱癌症诊断仪
技术领域：本发明涉及一种疾病诊断仪器，它使用激光诱导荧光技术与光谱分析技术，利用二极管激光器和光敏剂对组织是否癌变以及肿瘤恶性化程度进行判断。
背景技术：恶性肿瘤是严重威胁人类生命的疾病。因此探索能够进行早期诊断及有效治疗的方法和技术一直是医学上最迫切的研究课题之一。医生对癌症的诊断多数还是凭借医生的经验和活体组织切片检查，带有一定的盲目性，早期病变容易漏诊、误诊。激光医学是现代医学的新兴学科，它将激光、光谱学、纤维光学、光信息处理、光动力学等领域的高新技术融为一体，应用于人体各个系统疾病的诊断与治疗，取得了一个又一个突破性进展，有力地推动了医学进步。激光光动力学医疗(PDT)是近年来发展成熟的简便、微创和更为有效的治疗手段，是肿瘤治疗体系中的重要一环。PDT已成为医学界所关注的热点问题，也受到了广大肿瘤患者的喜爱。光动力疗法已可用于治疗几乎所有种类的恶性肿瘤、部分良性肿瘤、癌前病变及病毒性疾病。在美国、加拿大、荷兰、德国、日本等许多发达国家均已得到政府批准，并广泛用于治疗肺癌、食管癌、膀胱癌、皮肤癌、大肠癌、喉癌、口腔癌等。而要使PDT更好地发挥其医疗作用，就必须为其提供准确的诊断数据。荧光光谱技术在很多领域得到了强有力的发展，特别是最近几年，此技术被证实在探测和区分恶性肿瘤与非恶性肿瘤方面是非常有潜力的。很多研究者已开始使用组织的自荧光光谱对大肠癌、早期肺癌、胃癌、乳腺癌、膀胱癌以及皮肤癌等进行了诊断，结果表明，激光诱导荧光方法解决了目前医学界传统诊疗方法的难点，而且诊断符合率也很高。利用荧光光谱技术不仅可以为癌症的早期诊断提供实验依据，而且可以为PDT提供可靠的治疗范围，并为肿瘤治疗后的随访提供重要的参考数据。然而，目前仍缺乏利用激光光谱技术进行肿瘤探测的高新技术仪器，尤其是没有结构小巧、携带方便、能够快速准确地对恶性肿瘤进行诊断的激光光谱分析仪器。
发明内容：为解决目前对恶性肿瘤诊断慢，恶化程度不易区分，以及仪器笨重，携带不便的问题，本发明提出了一种利用二极管激光器作光源，利用被测组织的荧光特性来对恶性肿瘤进行诊断的诊断仪。本发明的技术方案是：一种二极管激光器激光光谱癌症诊断仪，它由二极管激光器4、透镜1、光纤耦合装置2、透镜3、滤光片5、光纤6、光栅光谱仪7、CCD探测器8和微型计算机9组成，用二极管激光器4作为激发光源；二极管激光器4输出的二极管激光首先用透镜1变成平行光，平行光穿过滤光片5，然后再通过光纤耦合装置2汇集到光纤6内，当光通过光纤6照射到人体组织上时，会激发人体组织的自荧光和注入体内或涂抹于体内的光敏剂荧光，所发出的荧光再通过光纤6沿原路返回，当荧光经过具有透过激光波长光、反射其它波长光性质的滤光片5后，荧光被反射，并通过透镜3汇聚到光栅光谱仪7上，分光之后，利用CCD探测器8接收相应光谱范围的荧光，由与CCD探测器8相连接的微型计算机9显示所要波段的荧光光谱。此仪器的优点是成本低，设备小型化，诊断准确快捷，提高了癌变的检出率，同时为恶性肿瘤的光动力学治疗提供了可靠的参数。虽然不同光敏剂需要不同波长的激光激发，但更换二极管激光器是非常简单的；由于二极管激光器小巧，利用它开发的产品大多可做成便携式的，这为上门服务、多科室共同利用同一套设备提供了方便和可能，本发明具有设计合理、工作可靠、有较大推广价值的优点。
附图说明：图1是本发明的装置示意图，图2是诊断的原理图。
具体实施方式：参阅图1，它由二极管激光器4、透镜1、光纤耦合装置2、透镜3、滤光片5、光纤6、光栅光谱仪7、CCD探测器8和微型计算机9组成，本实施方式利用一台二极管激光器4作为激发光源，其输出功率为10～30毫瓦，输出波长为405纳米，二极管激光器输出的光通过透镜1变成平行光，透镜1和透镜3都是凸透镜，透镜1的焦距为3～5mm，并镀对波长405纳米的增透膜，平行光穿过滤光片5，此平行光再通过光纤耦合装置2汇聚到光纤6内，光纤6的材料为石英，直径为0.6～1mm，光通过光纤6照射到目标组织上，诱发组织和光敏剂发出荧光，此荧光通过光纤6返回，通过光纤耦合装置2变成平行光束，此平行光束经过一个透射波长范围为405纳米，反射波长范围为在波长450～700纳米全反射的滤光片5后，波长为405纳米的荧光将透过，其它波长的荧光经滤光片5反射后，再经焦距与光栅光谱仪相匹配的透镜3汇聚到光栅光谱仪7上，光栅光谱仪7的分光范围为450～700纳米，分辨极限为0.3纳米，由光栅光谱仪7分光，用型号为USB2000的CCD探测器8(CCD探测器的光谱响应范围为300～700纳米)接收相应光谱范围的荧光，并把信号送入微型计算机进行数据处理，在电脑的显示器上显示出荧光光谱，然后通过荧光光谱分析来判断组织是否发生癌变，以及肿瘤的恶化程度。
具体诊断方法参阅图2，此荧光光谱图包括两部分，一部分为是波长为400～600纳米的人体组织的自荧光谱，另一部分是波长为600～700纳米的光敏剂的荧光谱，它是双峰结构。由B代表被监测组织的自荧光的强度，由A1代表630纳米处峰的荧光强度，根据此荧光光谱推算出被测组织自荧光在630纳米处产生的自荧光强度A2，由A1和A2的差就可得到光敏剂在630纳米处产生的荧光强度A，即A＝A1-A2。用A/B来反映被测组织的病变程度，A/B值越大，说明此处肿瘤组织的恶化程度越严重。

Claims (1)

1、一种二极管激光器激光光谱癌症诊断仪，其特征在于它由二极管激光器(4)、透镜(1)、光纤耦合装置(2)、透镜(3)、滤光片(5)、光纤(6)、光栅光谱仪(7)、CCD探测器(8)和微型计算机(9)组成，用二极管激光器(4)作为激发光源；二极管激光器(4)输出的二极管激光首先用透镜(1)变成平行光，平行光穿过滤光片(5)，然后再通过光纤耦合装置(2)汇集到光纤(6)内，当光通过光纤(6)照射到人体组织上时，会激发人体组织的自荧光和注入体内或涂抹于体内的光敏剂荧光，所发出的荧光再通过光纤(6)沿原路返回，当荧光经过具有透过激光波长光、反射其它波长光性质的滤光片(5)后，荧光被反射，并通过透镜(3)汇聚到光栅光谱仪(7)上，分光之后，利用CCD探测器(8)接收相应光谱范围的荧光，由与CCD探测器(8)相连接的微型计算机(9)显示所要波段的荧光光谱。
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