專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖探針置入生物軟組織的定位深度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將光纖探針的微探頭插入和定位于哺乳類(lèi)動(dòng)物(包括人)軟組織體中預(yù)定點(diǎn)位置，并測(cè)量出微探頭到達(dá)組織體內(nèi)深度的器具，屬實(shí)驗(yàn)室使用的生物醫(yī)學(xué)儀器類(lèi)。
在激光生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中，需要在組織體內(nèi)某一預(yù)定點(diǎn)接收或發(fā)射光輻射通量，以達(dá)到測(cè)量該點(diǎn)的光輻射能流率或者從該點(diǎn)輻照組織體的目的。通常辦法是利用注射針在組織體測(cè)量位置引孔，而后將帶有微探頭的光導(dǎo)纖維探針插入組織體內(nèi)，以達(dá)到上述目的。為了準(zhǔn)確地測(cè)量預(yù)定點(diǎn)與組織體表面間的一維深度，置人前在光纖上預(yù)先標(biāo)記刻度，待插入后以減除的方法計(jì)算微探頭置入組織體內(nèi)的深度。至今國(guó)內(nèi)外尚無(wú)一種能精確測(cè)定光纖置入動(dòng)物體軟組織一維深度，并使光探頭在組織體內(nèi)定位的專(zhuān)用器具。經(jīng)檢索近二十年有關(guān)“測(cè)定光探頭置入動(dòng)物體軟組織的深度和探頭定位的器具”資料、文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明有關(guān)的報(bào)導(dǎo)。
如上所述，采用現(xiàn)有的手工操作方法，測(cè)出的深度數(shù)值人為因素大，而且光纖探頭難以在具有彈性的軟組織體內(nèi)獲得穩(wěn)定的定位，測(cè)量誤差大，不能滿(mǎn)足研究工作的要求。本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種能精確測(cè)定光纖微探頭置入哺乳類(lèi)動(dòng)物體(包括人體)軟組織體內(nèi)的深度并使探頭在某一預(yù)定點(diǎn)獲得穩(wěn)定定位的器具，以及利用該器具與光電檢測(cè)系統(tǒng)配合，用于測(cè)量軟組織體中各空間坐標(biāo)點(diǎn)的光輻射能流率，進(jìn)行激光生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，設(shè)計(jì)出光纖探針定位深度儀Ⅰ型和Ⅱ型兩種屬于同一發(fā)明構(gòu)思的不同結(jié)構(gòu)形式。
本發(fā)明以如下方式實(shí)現(xiàn)的該器具由測(cè)量讀數(shù)機(jī)構(gòu)、造孔針插入軟組織體與部分回退機(jī)構(gòu)、定位平板組成。結(jié)構(gòu)Ⅱ型還帶有二維方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。帶有微探頭的光導(dǎo)纖維探針穿過(guò)整個(gè)器具的中心槽或者軸心孔，到達(dá)造孔針針尖端部。當(dāng)調(diào)節(jié)造孔針針尖處于組織體表面位置時(shí)，測(cè)量讀數(shù)機(jī)構(gòu)給出的讀數(shù)為初讀數(shù)，調(diào)節(jié)造孔針插入軟組織體內(nèi)某一預(yù)定點(diǎn)，測(cè)量讀數(shù)機(jī)構(gòu)給出的讀數(shù)為未讀數(shù)，兩次讀數(shù)值之差即為造孔針或光纖微探頭進(jìn)入組織體內(nèi)的深度值。當(dāng)通過(guò)回退裝置使造孔針部分回退時(shí)，則光纖微探頭充分暴露并穩(wěn)定在組織體內(nèi)的預(yù)定點(diǎn)上，以完成組織體內(nèi)光通量檢測(cè)或者通過(guò)光導(dǎo)對(duì)組織體施行光照射等任務(wù)。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及實(shí)施例由以下附圖
進(jìn)一步說(shuō)明。
圖一光纖探針定位深度儀Ⅰ型主視二光纖探針定位深度儀Ⅱ型主視三光纖探針定位深度儀Ⅱ型側(cè)視四光纖探針定位深度儀Ⅰ型，在測(cè)量鼠活體軟組織中光輻射分布的應(yīng)用實(shí)例圖。
圖一描述了光纖探針定位深度儀Ⅰ型的結(jié)構(gòu)。主尺8、副尺9、測(cè)微螺桿10組成測(cè)微式讀數(shù)機(jī)構(gòu)。滑動(dòng)導(dǎo)筒7、壓簧4、造孔針3、導(dǎo)向管2組成造孔針3的插入機(jī)構(gòu)。鎖緊螺釘12、小壓簧5、造孔針3、滑動(dòng)導(dǎo)筒7側(cè)壁上的長(zhǎng)槽13組成造孔針3的部分回退機(jī)構(gòu)。
圖一中導(dǎo)向管2的下端部與定位平板1用粘結(jié)膠在B點(diǎn)粘牢，其上端部與主尺8固定成一體。定位平板1由能透射紫外、可見(jiàn)、近紅外輻射的材料制成，如用光學(xué)玻璃材料制成。帶有微探頭14的光導(dǎo)纖維探針11從定位深度儀貫穿軸心孔到達(dá)造孔針3針尖端部，并在滑動(dòng)導(dǎo)筒7內(nèi)的A處用粘結(jié)膠將光纖探針11粘牢，使之與滑動(dòng)導(dǎo)筒7成為一體。滑動(dòng)導(dǎo)筒7的側(cè)壁上有一矩形長(zhǎng)槽，放松鎖緊螺釘12可使造孔針3在小壓簧5的作用下，于長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，向上將造孔針3彈起，造孔針3向上部分回退，針孔內(nèi)的微探頭14完全暴露于組織體內(nèi)。壓簧4的足夠彈力保證滑動(dòng)導(dǎo)筒7始終與螺桿10下端面保持緊密接觸。
測(cè)量前，松開(kāi)鎖緊螺釘12，調(diào)整造孔針3的位置使鎖緊螺釘12處于滑動(dòng)導(dǎo)筒7的側(cè)壁長(zhǎng)槽13的中間位置后鎖緊，旋轉(zhuǎn)副尺9使造孔針3的針尖與定位平板1下端面齊平，此時(shí)主尺8上的讀數(shù)(初讀數(shù))為2.46mm。將定位深度儀置于被測(cè)軟組織體上，定位平板1與軟組織體的表面產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的接觸小區(qū)域以定位。旋轉(zhuǎn)副尺9，使造孔針3及針孔內(nèi)的微探頭14進(jìn)入組織體內(nèi)，并到達(dá)預(yù)定點(diǎn)位置，此時(shí)主尺8上的讀數(shù)(未讀數(shù))為7.61mm，前后讀數(shù)的差值7.61-2.46=5.15mm即是微探頭14進(jìn)入組織體中的深度值。當(dāng)需要某一波長(zhǎng)激光束經(jīng)光纖微探頭14去照射組織體或通過(guò)光纖微探頭14接收組織體內(nèi)光輻射時(shí)，松開(kāi)鎖緊螺釘12，在小壓簧5的作用下將造孔針3往回部分回退，使光纖微探頭14充分暴露，以完成發(fā)射或接受光輻射的功能。
圖二、圖三描述了光纖探針定位深度儀Ⅱ型的結(jié)構(gòu)。主尺8、副尺9構(gòu)成游標(biāo)式讀數(shù)機(jī)構(gòu)。手輪桿21、游標(biāo)23、微調(diào)手輪24、造孔針支架25、副尺9組成插入和部分回退機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)軸15、鎖緊螺釘16、升降螺母17、立柱18組成二維方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
圖二中帶有微探頭的光纖11自上而下貫穿定位深度儀Ⅱ型的中心槽，微探頭14到達(dá)針尖端部，光纖探針11在A(yíng)處與游標(biāo)23粘牢成一體。立柱18固定在工作臺(tái)19的一側(cè)，升降螺母17的調(diào)節(jié)可使定位深度儀作上下移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸15與鎖緊螺釘16的配合使用，使光纖探針在所需的任一傾斜角度工作，其角度調(diào)節(jié)范圍可在鉛垂方向±60°之間選擇。導(dǎo)向管2的下端面有一能透射紫外、可見(jiàn)、近紅外輻射的材料制成的定位平板1，并在B處與導(dǎo)向管2粘結(jié)固定。定位平板1可以由光學(xué)玻璃材料制成。圖三中主尺8通過(guò)聯(lián)接塊與圖二中轉(zhuǎn)軸15聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)手輪桿21可使游標(biāo)23以下部分作上下移動(dòng)，微調(diào)手輪24作逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使造孔針支架25向上移動(dòng)，其幅度由游標(biāo)副尺9體現(xiàn)，一般應(yīng)大于1.5mm，以保證微探頭14的充分暴露。光纖探針定位深度儀Ⅱ型所測(cè)的深度值，仍然采用前后兩次讀數(shù)值減除的計(jì)算辦法進(jìn)行。
測(cè)量時(shí)，將被測(cè)的活體軟組織置于工作臺(tái)19上，調(diào)節(jié)微調(diào)手輪24，使造孔針3的針尖與定位平板1下端面齊平，記錄主尺8上給出的讀數(shù)為3.87mm。松開(kāi)鎖緊螺釘16，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸15，使光纖探針軸線(xiàn)調(diào)整在鉛垂方向偏45°后固定鎖緊螺釘16。旋轉(zhuǎn)升降螺母17，使定位平板1與軟組織體表面產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的接觸小區(qū)域以定位。旋轉(zhuǎn)手輪桿21，使游標(biāo)23以下部分向下移動(dòng)。當(dāng)造孔針3連同光纖探針插入軟組織到達(dá)某一預(yù)定點(diǎn)時(shí)，記錄主尺8上給出的讀數(shù)為8.89mm，前后兩個(gè)讀數(shù)的差值8.89-3.87=5.02mm，即表示微探頭14進(jìn)入軟組織體內(nèi)的深度。當(dāng)選擇某一波長(zhǎng)激光束經(jīng)光纖探針照射組織體時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪24使造孔針3從組織體內(nèi)預(yù)定點(diǎn)回退1.5mm，微探頭14即可充分暴露。
圖四描述了利用光纖探針定位深度儀Ⅰ型測(cè)量微探頭進(jìn)入鼠腫瘤組織中某預(yù)定點(diǎn)的深度以及利用該定位深度儀與光電探測(cè)器配合，測(cè)定腫瘤組織中光輻射能流率的一個(gè)應(yīng)用例。將麻醉后的活鼠固定在工作臺(tái)19上，調(diào)節(jié)造孔針針尖使之與定位平板1齊平，記錄深度儀上的初讀數(shù)為2.78mm。讓定位平板1輕壓于軟組織(腫瘤組織)表面，產(chǎn)生一穩(wěn)定的平面接觸小區(qū)域進(jìn)行定位。定位平板1由光學(xué)玻璃制成。旋轉(zhuǎn)定位深度儀上的副尺，使微探頭14在造孔針的引導(dǎo)下進(jìn)入組織體內(nèi)某一預(yù)定的位置，此時(shí)定位深度儀上的讀數(shù)為7.18mm，兩次讀數(shù)值之差7.18-2.78=4.40mm即為光探頭14進(jìn)入組織體的深度值。放松鎖緊螺釘使造孔針回退，微探頭14充分暴露并穩(wěn)定在原來(lái)的預(yù)定點(diǎn)上。用激光束G照射組織體被測(cè)部位，腫瘤組織體內(nèi)各方向散射到測(cè)量點(diǎn)的光通量由微探頭14采集，通過(guò)光纖探針11傳輸至光電探測(cè)器F接收，即可測(cè)得該測(cè)量點(diǎn)的光輻射能流率。
本發(fā)明所提供的光纖探針定位深度儀Ⅰ型和Ⅱ型，由于采用了定位裝置和回退裝置，置入的探頭在整個(gè)光輻射、照射和檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，克服了軟組織彈性變形產(chǎn)生的影響，使探頭在組織體中能準(zhǔn)確定位，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)，由于采用了千分尺和游標(biāo)卡尺的測(cè)量尺結(jié)構(gòu)，使深度儀測(cè)出的數(shù)值精確度高，避免了人為因素帶來(lái)的誤差，測(cè)量精度為±0.05mm。
權(quán)利要求
1.一種將光纖探針的微探頭置入和定位于哺乳類(lèi)動(dòng)物(包括人)軟組織體中預(yù)定點(diǎn)，并能測(cè)量微探頭到達(dá)組織體內(nèi)深度的器具，其特征在于該器具由測(cè)微式讀數(shù)機(jī)構(gòu)、造孔針插入軟組織體和部分回退機(jī)構(gòu)、定位平板構(gòu)成，帶有微探頭14的光導(dǎo)纖維探針11貫穿該器具的軸心孔到達(dá)造孔針3的針孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具，其特征在于測(cè)微式讀數(shù)機(jī)構(gòu)由千分尺中的主尺8、副尺9、測(cè)微螺桿10組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器具，其特征在于調(diào)節(jié)副尺9可使滑動(dòng)導(dǎo)筒7以下機(jī)構(gòu)隨之上下移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具，其特征在于滑動(dòng)導(dǎo)筒7、壓簧4、造孔針3、導(dǎo)向管2組成插入機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具，其特征在于鎖緊螺釘12、小壓簧5、造孔針3、滑動(dòng)導(dǎo)筒7側(cè)壁上的長(zhǎng)槽13組成造孔針部分回退機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具，其特征在于導(dǎo)向管2的下端面有一能透射紫外、可見(jiàn)、近紅外輻射的材料制成的定位平板1，并在B處粘結(jié)固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器具，其特征在于該器具中的定位平板1由光學(xué)玻璃制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具，其特征在于光纖探針11于滑動(dòng)導(dǎo)筒7的A處，用粘結(jié)膠將其粘牢固定，使光纖探針11與滑動(dòng)導(dǎo)筒7成為一體。
9.一種將光纖探針的微探頭置入和定位于哺乳類(lèi)動(dòng)物(包括人)軟組織體中預(yù)定點(diǎn)，并能測(cè)量微探頭到達(dá)組織體內(nèi)深度的器具，其特征在于該器具由游標(biāo)式讀數(shù)機(jī)構(gòu)、造孔針插入軟組織和部分回退機(jī)構(gòu)、定位平板及方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，帶有微探頭14的光導(dǎo)纖維探針11貫穿該器具的中心槽到達(dá)造孔針3的針孔內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器具，其特征在于手輪桿21、游標(biāo)23、微調(diào)手輪24、造孔針支架25、副尺9組成插入和部分回退機(jī)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器具，其特征在于測(cè)量讀數(shù)機(jī)構(gòu)由主尺8、游標(biāo)23構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10和11所述的器具，其特征在于手輪桿21與主尺8構(gòu)成螺旋副，手輪桿21的旋轉(zhuǎn)直接推動(dòng)游標(biāo)23以下的機(jī)構(gòu)作上下移動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器具，其特征在于導(dǎo)向管2的下端面有一能透射紫外、可見(jiàn)、近紅外輻射的材料制成的定位平板1，并在B處粘結(jié)固定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的器具，其特征在于定位平板1由光學(xué)玻璃制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器具，其特征在于轉(zhuǎn)軸15、鎖緊螺釘16、升降螺母17、立柱18組成該器具的方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于轉(zhuǎn)軸15和鎖緊螺釘16的配合使用，可以使該器具以任一傾斜角度工作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器具，其特征在于該器具的傾斜角可在鉛垂方向±60°之間選擇。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于調(diào)節(jié)升降螺母17，可使該器具作上下移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器具，其特征在于光纖探針11在A(yíng)處與游標(biāo)23粘結(jié)成為一體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將光纖探針的微探頭置入和定位于哺乳類(lèi)動(dòng)物軟組織體預(yù)定點(diǎn)，并測(cè)量出微探頭到達(dá)軟組織體內(nèi)深度的器具，有I型和II型兩種結(jié)構(gòu)。測(cè)量讀數(shù)機(jī)構(gòu)能精確測(cè)量出光纖微探頭到達(dá)軟組織體內(nèi)深度值；插入和回退機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)，能使微探頭準(zhǔn)確置入軟組織體內(nèi)，并定位。結(jié)構(gòu)II型還具有二維方位調(diào)節(jié)功能，可調(diào)節(jié)各種所需的角度。該器具可用于組織體內(nèi)預(yù)定點(diǎn)光照射，也可測(cè)量軟組織體中光輻射能流率，進(jìn)行激光生物醫(yī)學(xué)研究。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1099967SQ9311742
公開(kāi)日1995年3月15日 申請(qǐng)日期1993年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月8日
發(fā)明者謝樹(shù)森, 周川釗, 陳光敏, 任重, 林祺榕, 陳榮 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)