專利名稱：顯微外科激光微束儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療器械，或是涉及一種醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域的分析器械。
目前實(shí)驗(yàn)物理學(xué)和實(shí)驗(yàn)生物學(xué)所依賴的辦法，是先分離或變更次級(jí)系統(tǒng)，然后研究整個(gè)已變系統(tǒng)的行為。如果興趣在細(xì)胞功能，就需要排除大小以微米計(jì)的細(xì)胞內(nèi)的實(shí)體，顯微外科用通常的白熾燈配合適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，其組成的裝置又重又大，由于光學(xué)選擇，強(qiáng)度的損失也是驚人的。迄今，顯微外科關(guān)于生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)主要來自于電子顯微鏡，電子顯微鏡具有很高的空間分辯能力，它已廣泛用于醫(yī)學(xué)和生物界，它的分辯能力可達(dá)到1.0nm(10)，但是電子顯微鏡成像時(shí)生物樣品需經(jīng)脫水、切片、染色和固定等，在制備過程中引起的部分結(jié)構(gòu)解體和環(huán)境變化，樣品已非原樣，光學(xué)顯微鏡可以觀測(cè)活的生物樣品，但是它的空間分辯能力較低，按照瑞利判據(jù)，光學(xué)顯微鏡的分辯極限為ε=0.61λ/A，其中λ為入射波長，A為光學(xué)顯微鏡的數(shù)值孔徑，顯然分辯率極限和入射光波長成正比，光學(xué)顯微鏡的分辯極限為200.0μm，不能用于觀測(cè)大小以微米計(jì)的細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于運(yùn)動(dòng)迅速的細(xì)胞無法進(jìn)行光學(xué)處理，對(duì)生物樣品吸收的光輻照劑量無法進(jìn)行有效的控制，并且白熾燈配合適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件還帶來了儀器的色象差，嚴(yán)重地影響了對(duì)目標(biāo)生物樣品的光處理和觀測(cè)。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種具有高空間分辨率，能使細(xì)胞不受損害，具有單色性-即清除色象差的顯微外科激光微束儀。
實(shí)現(xiàn)在本實(shí)用新型的發(fā)明目的的解決方案如下，包括固體激光器(Nd:YAG)，該激光器與激光電源聯(lián)接，再與激光器控制面板聯(lián)接，激光器中的調(diào)Q晶體與調(diào)Q電路聯(lián)接，關(guān)鍵是激光器頭部經(jīng)光路正對(duì)-45°1064nm全反532nm全透膜片，長焦距透鏡和全反射膜片，全反射膜片光路上再設(shè)有顯微鏡，在全透膜片的反射光路上設(shè)有一光吸收筒，激光器頭部設(shè)有冷卻循環(huán)裝置。本實(shí)用新型中所涉及的電路，如激光電源，電源的控制電路，調(diào)Q電路以及控制面板均為現(xiàn)有的電路技術(shù)。
本實(shí)用新型由于使用激光器，并且使用短脈沖，脈沖長度≤10ns，所以能用其微光束輻照運(yùn)動(dòng)迅速的細(xì)胞。由于入射光波長為532nm，所以空間分能力高?？梢杂^測(cè)元素分布、在顯微外科激光微束儀顯微鏡部分中，入射激光的吸收可以作為一種探測(cè)手段，樣品中每一點(diǎn)的吸收可以由組成元素的吸收系數(shù)計(jì)算出來，一種元素的吸收系數(shù)在光子能量低于或高于吸收區(qū)時(shí)差別很大，由于顯微鏡觀測(cè)的只是原物的亮度差別，如果我們觀測(cè)低于或高于吸收區(qū)的顯微鏡像，就能得到一特種元素的差別，我們可以利用不同元素收截面有很大的差別這一點(diǎn)來增強(qiáng)生物細(xì)胞的不同組成部分之間的差別。由于脈沖亮度極小，可以避免生物細(xì)胞的輻射損傷。對(duì)比白熾燈的情況，激光微束儀可對(duì)生物樣品吸收的光輻照劑量進(jìn)行有效控制，同時(shí)由于白熾燈包括很多波長，而激光的特色之一是相干性和單色性。因此使用特定波長的光在顯微外科方面，可以將激光結(jié)果和其它波長的光的結(jié)果相互比較，并帶來了單色性好處，消除了儀器的色象差，避免色像差帶來的的嚴(yán)重影響。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)給出實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
請(qǐng)參
圖1和圖2，本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如下，包括固體激光器(Nd:YAG)，該激光器頭部分采用平凸型非穩(wěn)腔，具體結(jié)構(gòu)是從光路上連續(xù)排布φ30的1064nm全反射膜片1，它的曲率半徑為1米，KDP調(diào)Q晶體2并與調(diào)Q電路11連接，布儒斯特角片3、可變孔徑小孔光闌4、φ5×80mm的Nd3+:YAG棒5、φ30的在1064nm反射率是50％的輸出膜片5、KTP倍頻晶體7和設(shè)于激電棒5一側(cè)的φ6×80mm的脈沖氙燈，其中所述的調(diào)Q電路為退壓式晶體開關(guān)電路。激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)光路進(jìn)入45°1064nm的全反532nm全透膜片8、焦距2m的φ30長焦透鏡9和φ30的532nm的全反射膜片10，最后進(jìn)入設(shè)于全反射膜片10的反射光路上的顯微鏡，全透膜片8的反射光路上設(shè)有光吸收筒13。
上面所述的顯微鏡的結(jié)構(gòu)順序?yàn)椋勺兛讖焦怅@14,6500以下可見光波段全反的二向色反射膜片15，目鏡16、直徑為50μm的限制介質(zhì)孔17、6500以下可見光波段透過率是0.03％的負(fù)向場(chǎng)透鏡膜片18和物鏡19，在二向色反射膜片15的反射光路上設(shè)有國產(chǎn)的TDJ6型內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡，這樣微束儀聚焦輸出的激光光斑直徑在1μm-2μm范圍內(nèi)可調(diào)，可以通過改變可變孔徑光闌的孔徑來進(jìn)行輸出激光光斑直徑。
上述的現(xiàn)在技術(shù)的激光電源和控制面板直接與激光器連接，為進(jìn)一步提高本實(shí)用新型的效果，對(duì)光輻照劑量進(jìn)行有效控制，激光電源分別與兩并聯(lián)電容和轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)可開啟和關(guān)閉兩繼電器J1和J2。這樣可以進(jìn)行重復(fù)照射和選定輸出的激光光斑能量密度級(jí)在0.01J/mm2-20J/mm2和0.01J/mm2-64J/mm2雙劑量范圍內(nèi)可調(diào)，可根據(jù)需要選擇重復(fù)頻率，如1-10次/秒或手動(dòng)單次，如重復(fù)輻照未染色細(xì)胞的核，能使細(xì)胞受到不可逆的傷害，能有效地用激光給細(xì)胞去核，甚至不排出細(xì)胞核的情況下也可以。
所述的激光器的激光棒5兩側(cè)設(shè)有冷卻徨裝置，該裝置包括壓縮機(jī)20，散熱器21和制冷器22，制冷器22接激光器，另經(jīng)水泵23再經(jīng)激光電源水壓保護(hù)端口24接激光器。
權(quán)利要求1.一種顯微外科激光微束儀，包括固體激光器(Nd:YAG)，該激光器與激光電源聯(lián)接再與激光器控制面板聯(lián)接，激光器中的調(diào)Q晶體與調(diào)Q電路聯(lián)接，其特征是激光器頭部經(jīng)光路正對(duì)一45°1064nm全反532nm全透膜片，長焦距透鏡和全反射膜，全反射膜片光路上再設(shè)有顯微鏡，在全透膜片的反射光路上設(shè)有一吸光筒，激光器頭部設(shè)有冷卻循環(huán)裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的微束儀，其特征在于所述的激光器頭部分采用平凸型非穩(wěn)腔，具體結(jié)構(gòu)是從光路上連續(xù)排布φ30的1064nm全反射膜片、KDP調(diào)Q晶體并與調(diào)Q電路連接、布儒斯特角片、可變孔徑小孔光闌、φ5×80mm的Nd3+:YAG棒、φ30的在1064nm反射率是50％的輸出膜片，KTP倍頻晶體和設(shè)于激光棒一側(cè)的φ6×80mm的脈沖氙燈。
3.按權(quán)利要求1所述的微束儀，其特征在于所述的顯微鏡的結(jié)構(gòu)順序包括可變孔徑光闌、6500以下可見光波段全反的二向色反射膜片、目鏡、直徑為50μm的限制介質(zhì)孔、6500以下可見光波段透過率是0.03％的負(fù)向場(chǎng)透鏡膜片和物鏡，在二向色反射膜片的反射光路上設(shè)有國產(chǎn)的TDJ6型內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡。
4.按權(quán)利要求1所述的微束儀，其特征在于激光電源分別與兩并聯(lián)電容和轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)可開啟和關(guān)閉兩繼電器J1和J2。
5.按權(quán)利要求1所述的微束儀，其特征在于所述的激光棒的兩側(cè)設(shè)有冷卻循環(huán)裝置，該裝置包括壓縮機(jī)、散熱器和制冷器，制冷器接激光器，另經(jīng)水泵再經(jīng)激光電源的水壓保護(hù)端口接激光器。
專利摘要一種顯微外科激光微束儀,包括固體激光器(Nd:YAG),該激光器與激光電源聯(lián)接再與激光器控制面板聯(lián)接,激光器中的調(diào)Q晶體與調(diào)Q電路聯(lián)接,激光器頭部經(jīng)光路正對(duì)一45°1064nm全反532nm全透膜片,長焦距透境和全反射膜,全反射膜片光路上再設(shè)有顯微境,在全透膜片的反射光路上設(shè)有一吸光筒,激光器頭部設(shè)有冷卻裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)體積小,具有高空間分辨率能使細(xì)胞不受損傷,具有單色性,可消除色象差,并具輸出能量可調(diào)。
文檔編號(hào)A61B19/00GK2350006SQ98251839
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者趙珂 申請(qǐng)人:趙珂