激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，包括激光刀頭、激光刀頭支架、紅外輻射測(cè)溫儀、生物組織固定架、顯微鏡系統(tǒng)、透射激光光束通道和實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)，激光刀頭固定在激光刀頭支架上，待測(cè)生物組織固定在生物組織固定架上，顯微鏡系統(tǒng)在生物組織固定架的正后方，透射激光光束通道位于顯微鏡系統(tǒng)的正后方；紅外輻射測(cè)溫儀安裝在生物組織固定架的側(cè)面用以測(cè)量生物組織的實(shí)時(shí)溫度變化。本發(fā)明可適用于不同激光波長(zhǎng)、工作模式、激光功率等多種激光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生物學(xué)效應(yīng)研究，為激光治療提供直觀、全面和可預(yù)知的信息，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、性能穩(wěn)定，為研究激光生物學(xué)效應(yīng)提供了方便。
【專利說(shuō)明】激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光與生物組織的生物學(xué)效應(yīng)研究，尤其是用于激光生物學(xué)效應(yīng) 測(cè)量裝置，屬于生物組織熱傳導(dǎo)的研究。

【背景技術(shù)】
[0002]激光與生物組織的生物學(xué)效應(yīng)是激光在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的重要方面之一，隨著激光在 醫(yī)學(xué)上越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，激光與組織的生物學(xué)效應(yīng)研究逐漸引起人們的重視生物組織吸 收激光能量后將引起生物組織的不可逆性損傷，從而達(dá)到治療的目的，如凝固、汽化、切 害!]、止血等。激光與生物組織的生物學(xué)效應(yīng)主要取決于激光的波長(zhǎng)、工作模式、激光的功率 等參數(shù)。但是目前激光生物學(xué)效應(yīng)的研究多數(shù)只進(jìn)行了單一波長(zhǎng)激光作用于生物組織理 論或?qū)嶒?yàn)研究，雖然有些些研究已經(jīng)應(yīng)用于臨床手術(shù)，但是在臨床中往往只能完成凝固、汽 化、切割、止血等中的一項(xiàng)功能，隨著技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，適應(yīng)癥治療范圍的不斷擴(kuò)大， 臨床手術(shù)對(duì)激光醫(yī)療器械的要求越來(lái)越多樣化，單一波長(zhǎng)的激光醫(yī)療器械已經(jīng)不能滿足現(xiàn) 代微創(chuàng)外科手術(shù)的需要完成整個(gè)手術(shù)往往還需要其它器械進(jìn)行輔助才能完成整個(gè)手術(shù)。
[0003] 盡管激光已在臨床應(yīng)用領(lǐng)域取得了不少的成就，但是還需要進(jìn)行理論的整合，特 別是在定量化研究基礎(chǔ)上提高應(yīng)用的可預(yù)知性、安全性和可靠性。目前對(duì)激光與生物組織 光熱作用主要從兩個(gè)方面開展了研究：一是光子在生物組織中的遷移規(guī)律（生物光子學(xué)）， 二是光生熱在生物組織中的傳導(dǎo)（生物熱學(xué)）。組織中光子傳輸理論和模擬是近年來(lái)生物 醫(yī)學(xué)光子學(xué)的重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)生物組織的光學(xué)性質(zhì)都展開了比較深入的研究，主要基于傳 輸理論的解析法和Monte-Carlo模擬，許多研究者從它出發(fā)，定量描述組織中的光分布，進(jìn) 而獲得生物組織中的熱分布，得到一些有意義的結(jié)果。特別是人眼光學(xué)和皮膚光學(xué)，采用先 進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)獲取了組織的折射率、漫反射率、熒光光譜等光學(xué)參數(shù)。光學(xué)無(wú)損檢測(cè)和診斷 正逐漸走向臨床實(shí)用。生物組織熱傳導(dǎo)研究的問(wèn)題，是根據(jù)組織的特性，建立傳熱模型，了 解激光在生物組織中引起的熱和熱損傷情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可根據(jù)生物組 織的特性建立傳熱模型、了解激光在生物組織中引起的熱和熱損傷情況的生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量 裝置。
[0005] 為解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，包括激光刀 頭、激光刀頭支架、紅外輻射測(cè)溫儀、生物組織固定架、顯微鏡系統(tǒng)、透射激光光束通道和實(shí) 驗(yàn)固定平臺(tái)，所述激光刀頭支架、紅外輻射測(cè)溫儀、生物組織固定架、顯微鏡系統(tǒng)、透射激光 光束通道固定在實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)上，激光刀頭固定在激光刀頭支架上，待測(cè)生物組織固定在 生物組織固定架上,生物組織固定架與激光刀頭固定架的中心在同一平面上，從激光刀頭 發(fā)出的激光作用在生物組織上，所述顯微鏡系統(tǒng)在生物組織固定架的正后方，顯微鏡系統(tǒng) 的物鏡中心和生物組織固定架的中心在同一水平面上，透射激光光束通道位于顯微鏡系統(tǒng) 的正后方；紅外輻射測(cè)溫儀安裝在生物組織固定架的側(cè)面用以測(cè)量生物組織的實(shí)時(shí)溫度變 化，實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有多個(gè)等間距螺紋孔用于調(diào)節(jié)每個(gè)固定架之間的間距。
[0006] 所述激光刀頭為直出光纖或側(cè)出光纖。
[0007] 所述激光刀頭支架由固定和鎖定兩部分組成，由不銹鋼材料制成。
[0008] 所述生物組織固定架為可縮放的圓形夾，可固定不同大小、形狀的生物組織。
[0009] 所述顯微鏡系統(tǒng)為生物顯微鏡。
[0010] 所述實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)為不銹鋼臺(tái)面，
[0011] 有益效果：本發(fā)明建立了一套定量測(cè)量組織中的光分布，進(jìn)而獲得生物組織中的 熱分布的測(cè)量裝置，可以對(duì)激光對(duì)組織的汽化寬度、凝固寬度、汽化深度、凝層厚度的對(duì)應(yīng) 關(guān)系進(jìn)行細(xì)致研究，可適用于不同激光波長(zhǎng)、工作模式、激光的功率等多種激光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生 物學(xué)效應(yīng)研究，為激光治療提供直觀、全面和可預(yù)知的信息，為臨床應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)， 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、性能穩(wěn)定且適用于不同波長(zhǎng)以及不同的生物組織，為研究激光 生物學(xué)效應(yīng)提供了方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中：1激光刀頭、2激光刀頭固定支架、3紅外輻射測(cè)溫伩、4生物組織固定架、5 顯微鏡系統(tǒng)、6透射激光光束通道、7實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體描述。
[0015] 圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 本發(fā)明包括激光刀頭1、激光刀頭支架2、紅外輻射測(cè)溫儀3、生物組織固定架4、顯 微鏡系統(tǒng)5、透射激光光束通道6和實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)7,所述激光刀頭支架2、紅外輻射測(cè)溫儀 3、生物組織固定架4、顯微鏡系統(tǒng)5、透射激光光束通道6固定在實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)7上。
[0017] 所述激光刀頭1為直出光纖或側(cè)出光纖等。
[0018] 激光刀頭支架2由固定和鎖定兩部分組成，由不銹鋼材料制成，用來(lái)固定不同形 狀的激光刀頭1。
[0019] 所述生物組織固定架4為可縮放的圓形夾，可固定不同大小、形狀的生物組織。
[0020] 所述激光刀頭1固定在激光刀頭支架2上，待測(cè)生物組織固定在生物組織固定架 4上，生物組織固定架4與激光刀頭固定架2的中心在同一平面上，從激光刀頭1發(fā)出的激 光作用在生物組織上，對(duì)生物組織進(jìn)行氣化、切割、止血等。
[0021] 所述顯微鏡系統(tǒng)5在生物組織固定架4的正后方，顯微鏡系統(tǒng)5的物鏡中心和生 物組織固定架4的中心在同一水平面上。
[0022] 所述顯微鏡系統(tǒng)5為生物顯微鏡。
[0023] 所述透射激光光束通道6位于顯微鏡系統(tǒng)5的正后方，從生物組織透過(guò)的剩余激 光經(jīng)透射激光光束通道6導(dǎo)出，導(dǎo)出后的激光用激光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，用以確定經(jīng)作用后 的激光損耗率。
[0024] 所述紅外輻射測(cè)溫儀3安裝在生物組織固定架4的側(cè)面用以測(cè)量生物組織的實(shí)時(shí) 溫度變化。
[0025]所述實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)7的臺(tái)面上設(shè)有多個(gè)等間距螺紋孔用于調(diào)節(jié)每個(gè)固定架之間 的間距。
[0026]所述實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)7為不銹鋼臺(tái)面，
[0027] 本發(fā)明的工作原理：
[0028]從激光刀頭發(fā)出的激光作用在生物組織上，對(duì)生物組織進(jìn)行氣化、切割、止血等， 作用后的生物組織通過(guò)顯微鏡進(jìn)行觀察，同時(shí)利用紅外輻射測(cè)溫儀對(duì)生物組織的實(shí)時(shí)溫度 進(jìn)行測(cè)量，透過(guò)生物組織的激光通過(guò)透射激光光束通道傳出，并由激光功率計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè) 旦 里0
[0029] 本發(fā)明的實(shí)施例
[0030] 實(shí)驗(yàn)用激光波長(zhǎng)為1. 32nm ;
[0031] 激光刀頭1為直出光纖，激光刀頭1固定在激光刀頭固定架2上；
[0032] 顯微鏡系統(tǒng)5為ZEISS Axi〇skop40,并將其固定在顯微鏡固定架上；
[0033] 生物組織為豬的肝臟，并將其固定在生物組織固定架4上；
[0034] 紅外輻射測(cè)溫儀3為HL紅外測(cè)溫儀。
[0035] 1· 32nm激光從激光刀頭1處發(fā)出作用在豬的肝臟上，對(duì)豬的肝臟進(jìn)行切割，通過(guò) 顯微鏡系統(tǒng)5觀察到不同功率下1. 32nm激光對(duì)豬肝臟的切割效果，通過(guò)紅外測(cè)溫儀3記錄 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)的溫度變化，從豬肝臟透出的激光經(jīng)透射激光光束通道6導(dǎo)出，并由激光 功率計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0036] 從整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，該方法進(jìn)行激光生物學(xué)效應(yīng)研究，方便、實(shí)用。
[0037] 本發(fā)明建立了一套定量測(cè)量組織中的光分布，進(jìn)而獲得生物組織中的熱分布的測(cè) 量裝置，可以對(duì)激光對(duì)組織的汽化寬度、凝固寬度、汽化深度、凝層厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行細(xì) 致研究，可適用于不同激光波長(zhǎng)、工作模式、激光的功率等多種激光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生物學(xué)效應(yīng)研 究，為激光治療提供直觀、全面和可預(yù)知的信息,為臨床應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本發(fā)明結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、操作方便、性能穩(wěn)定且適用于不同波長(zhǎng)以及不同的生物組織，為研究激光生物學(xué)效應(yīng) 提供了方便。
[0038] 本發(fā)明上述實(shí)施方案，只是舉例說(shuō)明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本 發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：包括激光刀頭（1)、激光刀頭支架（2)、 紅外輻射測(cè)溫儀（3)、生物組織固定架（4)、顯微鏡系統(tǒng)（5)、透射激光光束通道（6)和實(shí)驗(yàn) 固定平臺(tái)（ 7)，所述激光刀頭支架（2)、紅外輻射測(cè)溫儀（3)、生物組織固定架（4)、顯微鏡系 統(tǒng)（5)、透射激光光束通道（6)固定在實(shí)驗(yàn)固定平臺(tái)（7)上，激光刀頭（1)固定在激光刀頭 支架（2)上，待測(cè)生物組織固定在生物組織固定架（4)上，生物組織固定架（4)與激光刀頭 固定架（2)的中心在同一平面上，從激光刀頭（1)發(fā)出的激光作用在生物組織上，所述顯微 鏡系統(tǒng)（5)在生物組織固定架（4)的正后方，顯微鏡系統(tǒng)（ 5)的物鏡中心和生物組織固定 架（4)的中心在同一水平面上，透射激光光束通道（6)位于顯微鏡系統(tǒng)（5)的正后方；紅外 輻射測(cè)溫儀（ 3)安裝在生物組織固定架（4)的側(cè)面用以測(cè)量生物組織的實(shí)時(shí)溫度變化，實(shí) 驗(yàn)固定平臺(tái)（7)的臺(tái)面上設(shè)有多個(gè)等間距螺紋孔用于調(diào)節(jié)每個(gè)固定架之間的間距。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述激光刀頭（1) 為直出光纖或側(cè)出光纖。
3·根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述激光刀頭支架 (2)由固定和鎖定兩部分組成，由不銹鋼材料制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述生物組織固定 架（4)為可縮放的圓形夾，可固定不同大小、形狀的生物組織。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述顯微鏡系統(tǒng)（5) 為生物顯微鏡。
6·根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的激光生物學(xué)效應(yīng)測(cè)量裝置，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn) 固定平臺(tái)（7)為不銹鋼臺(tái)面。
【文檔編號(hào)】A61B18/22GK104188722SQ201410459592
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】李勝, 龐愷, 夏梅, 高德海 申請(qǐng)人:山東省藥物研究院