專利名稱：多功能多部位微循環(huán)顯微儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用光學儀器，特別涉及用于臨床微循環(huán)顯微觀察和攝影的醫(yī)用光學儀器。
現(xiàn)有技術中的顯微觀察和攝影儀器主要用于醫(yī)學實驗室，例如美國專利US4，208，089，歐洲專利申請EP85850055。6(公開號0155247)，一般都需要使用活體標本，采用透射光觀察樣品。由于其工作距離短，景深小，光源的發(fā)射波長與被觀察物體的吸收光譜不匹配等原因，無法對人體的多種部位直接進行臨床觀察。這些儀器都沒有光電掃描動態(tài)定量測量系統(tǒng)，無法對人體多種部位的微循環(huán)進行臨床動態(tài)定量測量。
本發(fā)明的目的是提供一種對人體多種部位，特別是其中的微循環(huán)進行直接觀察和動態(tài)定量測量，而無需使用活體標本的用于臨床的多功能多部位微循環(huán)顯微儀。這種儀器可以直接對人體舌部、腦部、口腔、球結(jié)膜、指(趾)、甲皺(襞)等多種部位的微循環(huán)進行臨床觀察并同時進行電子閃光瞬時攝影和錄象，以及臨床對微血管的管徑、長度和微循環(huán)流速等進行光電掃描動態(tài)定量測量。
根據(jù)生理光學，當利用落射光觀察物體時，光源的發(fā)射光譜必須與被觀察物體的吸收光譜相匹配，而且光學系統(tǒng)不產(chǎn)生色差，才能獲得清晰、真實有效的觀察效果。本發(fā)明儀器觀察的是人體內(nèi)的血液微循環(huán)，需要分清并以真實的顏色顯示微血管內(nèi)的紅血球。人體微血管內(nèi)的紅血球吸收光譜的波長主要是4150 和5750 。本發(fā)明采用雙光路單色光源，使光束經(jīng)過多層介質(zhì)膜濾光片以后的發(fā)射波長分別落在4100 ～4200 和5700 ～5800 之間。紅血球吸收了落射于其上的這兩種波長的單色光以后呈較深的顏色，而背景則基本上不吸收這兩種波長的光，呈較淺的顏色，使紅血球與背景之間反差分明。另外，本發(fā)明儀器的光路中所設置的光學元件(包括分光棱鏡)均采用中性(無色差)元件，使整個光學系統(tǒng)不產(chǎn)生色差，能夠真實地再現(xiàn)紅血球的顏色。所以采用本發(fā)明可以清晰真實地觀察到人體內(nèi)微血管中的紅血球及其動態(tài)變化。
為了使單色光更好地穿透皮膚，被紅血球充分吸收，在被觀察物體表面涂上一層液體，該液體的折射率與顯微鏡組第一個鏡片的折射率相匹配，使被觀察物體表面與該液體形成具有光滑表面的一個整體，大大減小漫反射，增加透射率。
為了觀察人體多部位的微循環(huán)的動態(tài)變化，光學顯微鏡必須要有長的工作距離和較高的分辨率。本發(fā)明設計了長焦距物鏡，其焦距f＝32mm，大于同倍率物鏡的焦距，使顯微鏡的工作距離達到38mm，比同樣倍率和數(shù)值孔徑的顯微鏡的工作距離長10mm以上。根據(jù)b＝ (0.61λ)/(NA) ，式中b為顯微鏡的分辨率，λ為光源的波長，NA為顯微鏡的數(shù)值孔徑，增加NA的值或者采用短波長的光源可以提高儀器的分辨率。本發(fā)明顯微鏡物鏡的數(shù)值孔徑比同類物鏡大0.01，所用光源的波長為4100 ～4200 ，比其它儀器所用光源，如鹵素燈λ＝6000 ，短得多。這些措施都提高了儀器的分辨率。
本發(fā)明采用陰極射線管作為光電掃描元件。陰極射線管熒光屏上的掃描光點經(jīng)透鏡縮小，再通過中性分光棱鏡成象在微光攝象機的靶面上。攝象機把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，送入視頻顯示器，清晰地顯示出掃描光點的圖象。與此同時，微血管內(nèi)流動的紅血球經(jīng)過顯微鏡也成象在攝象機的靶面上，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栆院笠睬逦仫@示在視頻顯示器上。通過掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)調(diào)節(jié)光點掃描的速度、方向和角度，并用數(shù)碼管實時顯示掃描速度。當調(diào)節(jié)光點掃描的方向、速度與血球流動的方向、速度一致時，此時數(shù)碼管顯示的光點掃描速度即為血球的流動速度。顯微電視的放大倍率高達500倍，既可供多人同時直接觀察，又提高了測量精度。流速的測量范圍為0.001～1.800mm/s。為了測量微血管的管徑和長度，在微光攝象機的靶面前安裝了一個光學分劃板，其刻度經(jīng)放大后清晰地顯示在視頻顯示器上，同時，微血管也清晰地顯示在視頻顯示器上，從而迅速直觀地測量出微血管的管徑和長度。管徑和長度的測量范圍為5～100μm。
為了在顯微觀察的同時進行電子閃光瞬時攝影，本發(fā)明在雙光路單色光源的一路中設置了可切換的微型電子閃光燈，并在光學顯微鏡的光路中設置了可切換的照象機，該照象機可以連續(xù)卷片，從而拍下動態(tài)變化的圖象照片。電子閃光攝影速度為1/600秒。
微光攝象視頻顯示系統(tǒng)包括微光攝象機和高分辨率視頻顯示器。微光攝象機的接收器由微光管和紐維康攝象管經(jīng)過光耦合組成，它在很低的照度下對紅血球反射光特別敏感，可對紅血球進行動態(tài)攝象。
本發(fā)明的儀器可以廣泛地應用于臨床內(nèi)科、外科、小兒科、婦科、腦系科、骨科、中醫(yī)科、眼科、傳染科、神經(jīng)科、腫瘤科、病理科、理療科、耳鼻喉科、針灸科等，對多種疾病進行早期診斷和指導用藥搶救治療。采用本發(fā)明的儀器不需要對病人作手術，病人沒有痛苦，也不產(chǎn)生任何副作用或公害。本發(fā)明儀器的光束可以直接透過皮膚，清晰真實地顯示人體微循環(huán)情況，如微血管瘤變、痙攣、擴張、扭絞、迂曲、血細胞聚積、流速的變化等，從而對人體多種部位的微循環(huán)進行動態(tài)觀察和定量測量，特別適用于早期診斷和指導用藥搶救治療心血管疾病、暴發(fā)型流腦、糖尿病肢端壞疽和脈管炎等疾病。
附圖
是本發(fā)明實施例的結(jié)構示意圖。其中1是高眼點大視場平場目鏡，2是長工作距離物鏡組，3是中性分光棱鏡，4是被觀察物體，5是陰極射線管，6是成象透鏡，7是雙光路單色光源，71是高色溫溴鎢燈，72是高壓汞燈，8是微型電子閃光燈，9是可切換到光路上的照象機，10是掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)，11是微光攝象機，111是微光管，112是紐維康攝象管，113是光學分劃板，12是高分辨率視頻顯示器，13是中性分光棱鏡。
下面結(jié)合附圖通過實施例進一步詳細說明本發(fā)明。
由高色溫溴鎢燈71和高壓汞燈72發(fā)出的光，分別通過包括有相應的多層介質(zhì)膜濾光片的光學系統(tǒng)，產(chǎn)生波長為5800 和4100 的單色光。這兩束單色光同時落射到被觀察物體上，其反射光經(jīng)過長工作距離物鏡組2和中性分光棱鏡3、13，成象在微光攝象機11的靶面上。該圖象送入視頻顯示器12，顯示在其屏幕上，清晰真實地顯示出被觀察物體中的微血管和血球的流動。與此同時，陰極射線管5的熒光屏上的掃描光點經(jīng)過成象透鏡6縮小后，通過中性分光棱鏡13，也成象在微光攝象機11的靶面上。該光點掃描圖象也送入視頻顯示器12，顯示在其屏幕上。通過掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)10調(diào)節(jié)光點掃描的速度、方向和角度，進行掃描跟蹤，使其與血球流動的速度、方向一致(這可以通過視頻顯示器12上的圖象清晰地觀察和判斷出來)，此時掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)10的數(shù)碼管所顯示的光點掃描速度即為血球的流動速度。因為光學分劃板113的刻度也清晰地顯示在視頻顯示器12上，所以可以直接測量出微血管的管徑和長度。
當需要進行瞬時攝影時，可以將電子閃光燈8和照象機9切換到光路上，使用微型電子閃光燈8作為輔助光源，在顯微觀察的同時拍攝微血管和流動血球的瞬時照片。
本發(fā)明儀器還可以用于觀察其它動物的微循環(huán)，也可以用于臨床觀察人體或動物體內(nèi)除了血液以外的其它微循環(huán)如淋巴等。
權利要求
1.一種包括光學顯微鏡的多功能多部位微循環(huán)顯微儀，其特征在于還包括微光攝象視頻顯示系統(tǒng)和光電掃描動態(tài)定量測量系統(tǒng)，并且其中光學顯微鏡包括長工作距離、高分辨率物鏡組、高眼點目鏡和分別發(fā)射與紅血球吸收光譜相匹配的單色光的雙光路光源，微光攝象視頻顯示系統(tǒng)包括微光攝象機和高分辨率視頻顯示器，光電掃描動態(tài)定量測量系統(tǒng)包括陰極射線管，成象透鏡，掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)，以及微光攝象和視頻顯示系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于所述雙光路光源發(fā)射波長分別為4100 ～4200 和5700 ～5800 的單色光，該單色光同時落射在被觀察物體上，其反射光進入物鏡。
3.根據(jù)權利要求2的微循環(huán)顯微儀，其特征在于所述單色光是分別由高壓汞燈和高色溫溴鎢燈發(fā)出的光通過各自相應的多層介質(zhì)膜濾光片而得到的，波長分別為4100 和5800 的單色光。
4.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于所述長工作距離、高分辨率物鏡組是由焦距f為32mm的透鏡組組成的。
5.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于可以在高色溫溴鎢燈光源中安裝電子閃光燈，用可切換的照象機進行瞬時攝影。
6.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于所述微光攝象機的接收器是由微光管和紐維康攝象管經(jīng)過光耦合組成的。
7.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于可以在微光攝象機內(nèi)安裝一個光學分劃板，其刻度經(jīng)過視頻放大后清晰地顯示在顯示器的屏幕上，從而直觀地測量微血管和管徑和長度。
8.根據(jù)權利要求1的微循環(huán)顯微儀，其特征在于在被觀察物體表面涂上一層液體，該液體的折射率與顯微鏡物鏡組第一個鏡片的折射率相匹配。
全文摘要
一種多功能多部位微循環(huán)顯微儀，其中光學顯微鏡包括長工作距離、高分辨率物鏡組和分別發(fā)射與紅血球吸收光譜相匹配的單色光的雙光路光源，微光攝象視頻顯示系統(tǒng)包括微光攝象機和高分辨率視頻顯示器，光電掃描動態(tài)定量測量系統(tǒng)包括陰極射線管、掃描跟蹤和自動數(shù)字顯示系統(tǒng)以及微光攝象和視頻顯示系統(tǒng)。它可以對人體多部位微循環(huán)進行臨床觀察和動態(tài)定量測量，無需使用活體標本，用于對多種疾病早期診斷和指導用藥搶救治療。
文檔編號A61B5/02GK1051090SQ8910792
公開日1991年5月1日 申請日期1989年10月14日 優(yōu)先權日1989年10月14日
發(fā)明者李國強 申請人:徐州醫(yī)用光學儀器研究所