專利名稱：用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，尤其是涉及用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
上消化道系統(tǒng)的癌癥發(fā)病率約占世界惡性腫瘤的70%以上，在我國尤以胃、食道和口腔等上消化道器官的發(fā)病率較高，其死亡人數(shù)約占全部癌癥死亡人數(shù)的45%。上消化道癌癥患者的存活率與早期診斷和腫瘤組織的切緣陰性密切相關(guān)，而傳統(tǒng)的診斷手段一般有侵入式，病理判斷主觀程度高，耗時長，不能早期診斷等缺點，因此，尋找準(zhǔn)確、靈敏和有效的上消化道癌癥早期診斷手段引起了眾多科學(xué)工作者的極大關(guān)注。在腫瘤標(biāo)志物診斷，影像學(xué)診斷和光學(xué)診斷技術(shù)三種早期診斷手段中，光學(xué)診斷系統(tǒng)具有特異性高，可以原位無損檢測，可以準(zhǔn)確判斷病變部位等優(yōu)點，相比影像學(xué)診斷手段成本則比較低廉。相比熒光等光學(xué)診斷技術(shù)，激光拉曼光譜可以無損、原位從分子層面區(qū)分正常與病變組織的差異，實現(xiàn)疾病的早期診斷。然而激光拉曼光譜對于發(fā)病率較高的上消化道癌癥檢測目前還停留在離體早期診斷的研究階段，所以研發(fā)一套可以臨床使用的上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)成為必須。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的現(xiàn)有的商品化癌癥早期診斷系統(tǒng)中不能原位活體檢測、不能區(qū)分正常和病變組織差異等的技術(shù)問題；提供了一種便攜的、高效的，可利用數(shù)據(jù)處理軟件早期診斷上消化道癌癥的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，包括一個具有FC輸出光纖接頭的近紅外激光器，一個有SMA 905接口的光纖耦合器，一個一端與近紅外激光器相連、另外一端與光纖耦合器相連的光纖檢測探頭組件，一個與光纖耦合器相連的反射式光譜儀和一個與反射式光譜儀相連的近紅外CCD檢測器。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述光纖檢測探頭組件包括一根激發(fā)光纖，其一端通過FC輸出光纖接頭與近紅外激光器相連，另外一端通過FC接口與窄帶濾光片接觸，窄帶濾光片的前端設(shè)有一球透鏡；光纖檢測探頭組件還包括圍住激發(fā)光纖與窄帶濾光片接觸端的若干收集光纖，收集光纖一端設(shè)置在球透鏡的后方，另外一端通過SMA 905接口與光纖耦合器相連。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述的近紅外激光器中心激發(fā)波長是785 nm ;激光功率范圍是大于O mW小于等于300 mff ;其輸出端與激發(fā)光纖f禹合。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述的一個光纖耦合器包括一個透鏡組以及設(shè)置在透鏡組中間的長通濾光片；光纖耦合器一端固定上述SMA 905接口另一端連接反射式光譜儀的入射狹縫，入射狹縫高度手動可調(diào)，寬度軟件自動調(diào)節(jié)。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述透鏡組包括兩個焦距分別為40 mm和60 mm的透鏡分別用來準(zhǔn)直光和聚焦到反射式光譜儀的入射狹縫處，在兩個透鏡中間有截至波長為785 nm的長波濾光片。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述收集光纖由26根直徑為200Mm，數(shù)值孔徑為O. 22的裸光纖組成，其探頭端圍住一根直徑為105 ，數(shù)值孔徑為O. 22的激發(fā)光纖，收集光纖另外一端集成SMA 905端口與上述光纖耦合器相連;激發(fā)光纖的外圍由內(nèi)徑為O. 8 mm的不銹鋼管固定，其一端安裝上述長波濾光片，所述長波濾光片直徑為O. 8 mm，中心波長為785 nm，另外一端通過FC輸出光纖接頭與上述近紅外激光器相連。在上述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，所述的反射式光譜儀包括本體，設(shè)置在本體上的入射狹縫；一個設(shè)置在入射狹縫上方的準(zhǔn)直反射鏡，一個設(shè)置在準(zhǔn)直反射鏡旁的聚焦反射鏡，一個1200 g/m、閃耀波長在750 nm并設(shè)置在聚焦反射鏡下方的反射光柵，以及一個設(shè)置在反射光柵旁用來收集聚焦反射鏡15聚焦反射的光的近紅外CXD檢測器。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點可以原位的、方便的、價格低廉的適用于上消化道癌癥早期臨床檢測，并且能夠為上消化道癌癥機(jī)理研究提供必要幫助。


附圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，近紅外激光器I、激發(fā)光光纖2、FC光纖接口 3、光纖檢測探頭組件4、窄帶濾光片5、球透鏡
6、收集光纖7、SMA 905光纖接口 8、光纖耦合器9、透鏡組10、長通濾光片11、反射式光譜儀12、準(zhǔn)直反射鏡13、反射式光柵14、聚焦反射鏡15、近紅外CXD檢測器16、計算機(jī)17。實施例
本發(fā)明包括一個具有FC輸出光纖接頭的近紅外激光器1，一個有SM 905接口的光纖耦合器9，一個一端有FC接口 3與近紅外激光器I相連、另外一端有SMA 905接口與光纖耦合器9相連的具有球透鏡6的光纖檢測探頭4，一個反射式光譜儀12和近紅外CXD檢測器16，近紅外型CXD檢測器16為背照深耗盡式，熱電制冷-70° C，總像素為1024 X 256，像素尺寸大小為26 MmX 26 Mm,其量子效率在800 nm處超過了 95%。光纖耦合器組件的一端是SMA 905光纖接口 8與光纖檢測探頭4的收集光纖7相連，組件內(nèi)是一個透鏡組10和長通濾光片11，另一端連接反射式光譜儀12的入射狹縫。光纖探頭組件包括一根激發(fā)光纖2，其一端通過FC接口與近紅外激光器I相連，另外一端與窄帶濾光片5接觸，窄帶濾光片5的前端是球透鏡6。還包括26根收集光纖，其一端在球透鏡的后方，另外一端通過SMA 905光纖接口與光纖稱合器9相連。在光纖檢測光纖探頭組件的前端，26根收集光纖7圍住一根激發(fā)光纖2。探頭外連光纖由軟金屬套管和醫(yī)用軟套管包裹。所述的光纖檢測探頭全長為4 m，其中軟線長為3. 95 m,檢測探頭由長為5 cm的不銹鋼固定,其外徑為2 mm,內(nèi)徑為I. 8 mm,前端固定有直徑為2 mm的鍍膜透鏡。反射式光譜儀組件包括一個準(zhǔn)直反射鏡13，一個反射式光柵14和一個聚焦反射鏡15。聚焦反射鏡15聚焦反射的光被近紅外CXD檢測器16所收集。 近紅外型光纖激光器、反射式光譜儀、近紅外型CXD檢測器均有USB接口連接到計算機(jī)
操作時，近紅外激光器I的激光經(jīng)由激發(fā)光纖2經(jīng)過窄帶濾光片5穿過球透鏡6，球透鏡6把平行的激發(fā)光匯聚打到待檢測患者上消化道上。從待檢測患者上消化道上反射回來的拉曼光信號再由球透鏡6收集成平行光入射到收集光纖7中，收集光纖7經(jīng)過長通濾光片11和透鏡組10匯聚到反射式光譜儀12的入射狹縫里，再經(jīng)由準(zhǔn)直反射鏡13平行反射到反射式光柵14上，經(jīng)過反射式光柵14的分光后再反射到聚焦反射鏡15上，聚焦反射鏡15把光聚焦反射到近紅外CXD檢測器16中，近紅外CXD檢測器通過計算機(jī)17完成對光譜數(shù)據(jù)的收集和整理。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了近紅外激光器I、激發(fā)光光纖2、FC光纖接口 3、光纖檢測探頭組件4、窄帶濾光片5、球透鏡6、收集光纖7、SMA 905光纖接口 8、光纖耦合器9、透鏡組10、長通濾光片11、反射式光譜儀12、準(zhǔn)直反射鏡13、反射式光柵14、聚焦反射鏡15、近紅外CCD檢測器16、計算機(jī)17等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，包括一個具有FC輸出光纖接頭的近紅外激光器(I )，一個有SMA 905接口(8)的光纖耦合器(9)，一個一端與近紅外激光器(I)相連、另外一端與光纖耦合器(9)相連的光纖檢測探頭組件(4)，一個與光纖耦合器(9)相連的反射式光譜儀(12)和一個與反射式光譜儀(12)相連的近紅外CXD檢測器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖檢測探頭組件(4)包括一根激發(fā)光纖(2)，其一端通過FC輸出光纖接頭與近紅外激光器(I)相連，另外一端通過FC接口(3)與窄帶濾光片(5)接觸，窄帶濾光片(5)的前端設(shè)有一球透鏡(6);光纖檢測探頭組件(4)還包括圍住激發(fā)光纖(2)與窄帶濾光片(5)接觸端的若干收集光纖(7)，收集光纖(7)—端設(shè)置在球透鏡(6)的后方，另外一端通過SMA 905接口(8)與光纖耦合器(9)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述的近紅外激光器(I)中心激發(fā)波長是785 nm ;激光功率范圍是大于O mW小于等于300 mW ;其輸出端與激發(fā)光纖(2) f禹合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述的一個光纖耦合器(9)包括一個透鏡組(10)以及設(shè)置在透鏡組(10)中間的長通濾光片(11);光纖耦合器(9) 一端固定上述SMA 905接口(8)另一端連接反射式光譜儀(12)的入射狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組(10)包括兩個焦距分別為40 mm和60 mm的透鏡分別用來準(zhǔn)直光和聚焦到反射式光譜儀(12)的入射狹縫處，在兩個透鏡中間有截至波長為785 nm的長波濾光片(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述收集光纖由26根直徑為200Mm，數(shù)值孔徑為O. 22的裸光纖組成，其探頭端圍住一根直徑為105 Mm,數(shù)值孔徑為O. 22的激發(fā)光纖(2),收集光纖另外一端集成SMA905端口與上述光纖耦合器相連；激發(fā)光纖(2)的外圍由內(nèi)徑為O. 8 _的不銹鋼管固定，其一端安裝上述長波濾光片(11)，所述長波濾光片(11)直徑為O. 8 mm,中心波長為785 nm,另外一端通過FC輸出光纖接頭與上述近紅外激光器(I)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)，其特征在于，所述的反射式光譜儀包括本體，設(shè)置在本體上的入射狹縫；一個設(shè)置在入射狹縫上方的準(zhǔn)直反射鏡(13)，一個設(shè)置在準(zhǔn)直反射鏡(13)旁的聚焦反射鏡(15)，一個·1200 g/m、閃耀波長在750 nm并設(shè)置在聚焦反射鏡(15)下方的反射光柵(14)，以及一個設(shè)置在反射光柵(14)旁用來收集聚焦反射鏡15聚焦反射的光的近紅外CXD檢測器(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于上消化道癌癥原位早期診斷的激光拉曼光譜儀系統(tǒng)。一個具有FC輸出光纖接頭的近紅外激光器，一個有SMA905接口的光纖耦合器，一個一端與近紅外激光器相連、另外一端與光纖耦合器相連的光纖檢測探頭組件，一個與光纖耦合器相連的反射式光譜儀和一個與反射式光譜儀相連的近紅外CCD檢測器。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點可以原位的、方便的、價格低廉的適用于上消化道癌癥早期臨床檢測，并且能夠為上消化道癌癥機(jī)理研究提供必要幫助。
文檔編號G01N21/65GK102928395SQ20121039618
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者胡繼明, 周曉東, 李現(xiàn)常 申請人:武漢大學(xué)