基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，包括帶有驅(qū)動電路的發(fā)光二極管、第一凸透鏡、圓形針孔、第二凸透鏡、兩塊相互并排放置的導(dǎo)電玻璃、第三凸透鏡、光電探測器、濾波放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦，驅(qū)動電路使發(fā)光二極管產(chǎn)生檢測光線經(jīng)過第一個凸透鏡聚焦后使用一個圓形的小針孔整形，經(jīng)第二個凸透鏡準(zhǔn)直后照射到導(dǎo)電玻璃上，給基于電凝閉合的組織樣品一定的夾持力，再使用第三個凸透鏡對這些有效光線進(jìn)行聚焦。圓形針孔位于第一凸透鏡的后焦面上以及第二凸透鏡的前焦面上。將聚焦后的光線通過光電檢測器轉(zhuǎn)化成微弱的信號并通過濾波放大電路將信號放大并過濾噪聲，然后信號通過數(shù)據(jù)采集卡采集，由電腦顯示出結(jié)果。
【專利說明】基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)透光率測量技術(shù)，更具體地說，是涉及一種電凝閉合器中的射頻作用組織樣品的透光率變化的實(shí)時測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高頻電刀閉合組織過程中射頻能量使組織脫水和變性。如果高頻電刀輸出能量過大，會造成血管的組織碳化，血管破裂，而能量過小則血管不能閉合或閉合效果不好。因此電凝閉合系統(tǒng)的核心在于它的反饋控制，通過反饋來控制射頻輸出的參數(shù)?，F(xiàn)有的典型的電凝閉合系統(tǒng)有 LigaSure? (Valleylab, Boulder, Colorado), Bi Cl amp?(ERBE, Tubingen, Germany)和 Seal? (Gyrus PK, Wokingham, United Kingdom)等。這些產(chǎn)品一般都是利用電阻抗的改變反饋控制射頻能量的輸出。因?yàn)樵谘荛]合過程中，血管壁阻抗會有明顯的增加，所以使用目標(biāo)阻抗作為反饋量、控制血管的閉合過程是一個業(yè)界公認(rèn)的方法。但是基于阻抗的反饋控制有其局限性:阻抗的變化只在當(dāng)組織液沸騰，也就是射頻能量傳遞的最后階段才發(fā)生，而在組織液溫度較低時則變化不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，包括:
[0006]帶有驅(qū)動電路的發(fā)光二極管；
[0007]第一凸透鏡，設(shè)于發(fā)光二極管的光源前方，對發(fā)光二極管發(fā)出的光進(jìn)行聚焦；
[0008]圓形針孔，設(shè)于第一凸透鏡的后焦面上，對聚焦后的光進(jìn)行整形；
[0009]第二凸透鏡，所述圓形針孔設(shè)于第二凸透鏡的前焦面上，對整形后的光進(jìn)行準(zhǔn)直；
[0010]兩塊相互并排放置的導(dǎo)電玻璃，所述導(dǎo)電玻璃設(shè)于第二凸透鏡的后方，其中基于電凝閉合的組織樣品通過夾持機(jī)構(gòu)設(shè)于兩塊導(dǎo)電玻璃的在中間，準(zhǔn)直光垂直照射基于電凝閉合的組織樣品，準(zhǔn)直后形成的圓形光斑小于組織樣品；
[0011]第三凸透鏡，設(shè)于導(dǎo)電玻璃的后方，對透過導(dǎo)電玻璃的光進(jìn)行聚焦；
[0012]透光量檢測部分，包括光電探測器、濾波放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦，所述光電探測器設(shè)于第三凸透鏡的后焦面上，所述光電探測器的輸入端接收經(jīng)過第三凸透鏡聚焦的圓形光斑直徑小于光電探測器的接收截面直徑；所述光電探測器的輸出端依次與濾波放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦相連。
[0013]所述第一凸透鏡、第二凸透鏡以及第三凸透鏡的焦距均為10cm。
[0014]所述發(fā)光二極管采用1300nm的LED。
[0015]采用本發(fā)明的一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，由驅(qū)動電路使發(fā)光二極管產(chǎn)生檢測光線經(jīng)過第一個凸透鏡聚焦，然后使用一個圓形的小針孔整形，經(jīng)第二個凸透鏡準(zhǔn)直后照射到導(dǎo)電玻璃上，給基于電凝閉合的組織樣品一定的夾持力，再使用第三個凸透鏡對這些有效光線進(jìn)行聚焦。圓形針孔位于第一凸透鏡的后焦面上以及第二凸透鏡的前焦面上。將聚焦后的光線通過光電檢測器轉(zhuǎn)化成微弱的信號并通過濾波放大電路將信號放大并過濾噪聲，然后信號通過數(shù)據(jù)采集卡采集，由電腦中由LabVIEW采用現(xiàn)有技術(shù)對這些電信號編輯和運(yùn)算后顯示出結(jié)果。
[0016]基于水分對1300mm波長的近紅外光具有很好的吸收性，在電凝閉合器的射頻能量的作用下，實(shí)時檢測組織中的光透射率變化反映出含水量的變化，通過反饋控制電凝閉合器。
[0017]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0018]I)為了讓檢測組織樣品獲得更高的準(zhǔn)確性，必須對散射的光線聚焦準(zhǔn)直。光源準(zhǔn)直部分達(dá)到了將 發(fā)光二極管產(chǎn)生的發(fā)散光源準(zhǔn)直的效果；并且圓形針孔獲取橢圓形光斑中心的有效圓形光斑，改善了光斑的質(zhì)量。
[0019]2)透光率測量作為電凝閉合器反饋控制是快速的，實(shí)現(xiàn)實(shí)時反饋功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置的原理示意圖，
[0021]圖中:1.驅(qū)動電路，2.發(fā)光二極管，3.第一凸透鏡，4.圓形針孔，5.第二凸透鏡，
6.導(dǎo)電玻璃，7.基于電凝閉合的組織樣品,8.第三凸透鏡,9.光電探測器，10.濾波放大電路，11.數(shù)據(jù)采集卡，12.電腦。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0023]本發(fā)明的原理如下:
[0024]基于電凝閉合的組織樣品中水分對1300nm波段的近紅外光具有很好的吸收性，且電凝閉合時組織脫水和變性過程含水量發(fā)生改變，特別在溫度上升之初已經(jīng)發(fā)生顯著變化，因而可以利用1300nm光照射下組織光透射率作為射頻輸出的實(shí)時反饋控制。在光學(xué)透光率檢測系統(tǒng)中需要解決被測光的聚焦與匯集問題來獲取足夠的光通量的同時保證測量精度，要采取合適的探測器來采集數(shù)據(jù)，以及轉(zhuǎn)換后的電信號的采集與傳輸問題，要建立一個實(shí)驗(yàn)平臺分析處理這些電信號。
[0025]請參閱圖1所示，其中由驅(qū)動電路I使紅外發(fā)光二極管光源1300nm LED2發(fā)射出1300nm波段的光先經(jīng)過第一個凸透鏡3 (焦距=IOcm)聚焦形成一個橢圓形的光斑然后使用一個圓形針孔4后得到的圓形光斑，圓形針孔同時也處在第二個凸透鏡5 (f=10cm)的焦面上，第二個凸透鏡用作準(zhǔn)直鏡，經(jīng)準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后的光線垂直照射由有兩片導(dǎo)電玻璃6和基于電凝閉合的組織樣品7。實(shí)驗(yàn)使用透明導(dǎo)體材料代替血管閉合系統(tǒng)的金屬電極，夾持離體組織樣品組成的射頻能量輸出裝置。實(shí)驗(yàn)中光路需要嚴(yán)格對準(zhǔn)，且盡量不受外界光線的影響。采用透明導(dǎo)體作為電極，保證近紅外光不被導(dǎo)體大量吸收，該透明導(dǎo)體可以向組織傳遞射頻電流，透明導(dǎo)體模擬雙極型電極，透明導(dǎo)體的夾持力度也要相當(dāng)大，而且還要避免透明導(dǎo)體在高功率的射頻電流下破碎。[0026]需要確保LED準(zhǔn)直后形成的圓形光斑要小于組織樣本，透射光經(jīng)過射頻能量輸出裝置，光線會被樣品中所含的水分吸收，造成了透光率的下降，透射率變化可以反映水分含量的變化。通過樣品后這些反映出組織樣品信息的光線，使用第三個凸透鏡8 (f=10cm)對這些有效光線進(jìn)行聚焦，形成一個小的圓形光斑，并且確保這個形成的光斑必須要小于光電探測器的接收部分的截面。在透鏡的焦面處放置光電探測器9，光電探測器在接收到這些光信號后便開始利用光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換成微弱的電信號并通過濾波放大電路10將信號放大并過濾噪聲，然后信號通過數(shù)據(jù)采集卡11采集，最后LabVIEW對這些電信號的編輯和運(yùn)算在電腦12上顯示電壓變化曲線，通過電壓變化曲線我們可以間接得知光透射率變化，進(jìn)而得到所檢測中水分含量的變化。
[0027]通過透光率測量得到數(shù)據(jù)分析研究高頻電刀作用下血管閉合組織樣品的含水量。在電凝閉合器的射頻能量的作用下，實(shí)時監(jiān)測組織中的含水量的變化和紅外光透射率的變化的關(guān)系，作為反饋參數(shù)控制射頻輸出，彌補(bǔ)了由于阻抗反饋的局限性，減少了組織中的熱損傷。如果用紅外光透射率和常規(guī)使用的阻抗同時作為電凝閉合器的反饋控制，將減少組織的粘連和焦痂及體內(nèi)異物存留。
[0028]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要`求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，其特征在于，包括: 帶有驅(qū)動電路的發(fā)光二極管； 第一凸透鏡，設(shè)于發(fā)光二極管的光源前方，對發(fā)光二極管發(fā)出的光進(jìn)行聚焦； 圓形針孔，設(shè)于第一凸透鏡的后焦面上，對聚焦后的光進(jìn)行整形； 第二凸透鏡，所述圓形針孔設(shè)于第二凸透鏡的前焦面上，對整形后的光進(jìn)行準(zhǔn)直； 兩塊相互并排放置的導(dǎo)電玻璃，所述導(dǎo)電玻璃設(shè)于第二凸透鏡的后方，其中基于電凝閉合的組織樣品通過夾持機(jī)構(gòu)設(shè)于兩塊導(dǎo)電玻璃的在中間，準(zhǔn)直光垂直照射基于電凝閉合的組織樣品，準(zhǔn)直后形成的圓形光斑小于組織樣品； 第三凸透鏡，設(shè)于導(dǎo)電玻璃的后方，對透過導(dǎo)電玻璃的光進(jìn)行聚焦； 透光量檢測部分，包括光電探測器、濾波放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦，所述光電探測器設(shè)于第三凸透鏡的后焦面上，所述光電探測器的輸入端接收經(jīng)過第三凸透鏡聚焦的圓形光斑直徑小于光電探測器的接收截面直徑；所述光電探測器的輸出端依次與濾波放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及電腦相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，其特征在于: 所述第一凸透鏡、第二凸透鏡以及第三凸透鏡的焦距均為10cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電凝閉合器的組織含水量實(shí)時測量裝置，其特征在于: 所述發(fā)光二極管采用1300nm的LED。
【文檔編號】A61B5/00GK103705222SQ201410022424
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】陳明惠, 楊琦, 羅艷芳, 游國鵬, 任彬彬, 陳志雄, 李 昊 申請人:上海理工大學(xué)