专利名称：光纤探针置入生物软组织的定位深度仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将光纤探针的微探头插入和定位于哺乳类动物(包括人)软组织体中预定点位置，并测量出微探头到达组织体内深度的器具，属实验室使用的生物医学仪器类。
在激光生物医学研究领域中，需要在组织体内某一预定点接收或发射光辐射通量，以达到测量该点的光辐射能流率或者从该点辐照组织体的目的。通常办法是利用注射针在组织体测量位置引孔，而后将带有微探头的光导纤维探针插入组织体内，以达到上述目的。为了准确地测量预定点与组织体表面间的一维深度，置人前在光纤上预先标记刻度，待插入后以减除的方法计算微探头置入组织体内的深度。至今国内外尚无一种能精确测定光纤置入动物体软组织一维深度，并使光探头在组织体内定位的专用器具。经检索近二十年有关“测定光探头置入动物体软组织的深度和探头定位的器具”资料、文献，未发现与本发明有关的报导。
如上所述，采用现有的手工操作方法，测出的深度数值人为因素大，而且光纤探头难以在具有弹性的软组织体内获得稳定的定位，测量误差大，不能满足研究工作的要求。本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种能精确测定光纤微探头置入哺乳类动物体(包括人体)软组织体内的深度并使探头在某一预定点获得稳定定位的器具，以及利用该器具与光电检测系统配合，用于测量软组织体中各空间坐标点的光辐射能流率，进行激光生物医学领域的相关研究。为了实现本发明的目的，设计出光纤探针定位深度仪Ⅰ型和Ⅱ型两种属于同一发明构思的不同结构形式。
本发明以如下方式实现的该器具由测量读数机构、造孔针插入软组织体与部分回退机构、定位平板组成。结构Ⅱ型还带有二维方位调节机构。带有微探头的光导纤维探针穿过整个器具的中心槽或者轴心孔，到达造孔针针尖端部。当调节造孔针针尖处于组织体表面位置时，测量读数机构给出的读数为初读数，调节造孔针插入软组织体内某一预定点，测量读数机构给出的读数为未读数，两次读数值之差即为造孔针或光纤微探头进入组织体内的深度值。当通过回退装置使造孔针部分回退时，则光纤微探头充分暴露并稳定在组织体内的预定点上，以完成组织体内光通量检测或者通过光导对组织体施行光照射等任务。
本发明的具体结构及实施例由以下附图
进一步说明。
图一光纤探针定位深度仪Ⅰ型主视二光纤探针定位深度仪Ⅱ型主视三光纤探针定位深度仪Ⅱ型侧视四光纤探针定位深度仪Ⅰ型，在测量鼠活体软组织中光辐射分布的应用实例图。
图一描述了光纤探针定位深度仪Ⅰ型的结构。主尺8、副尺9、测微螺杆10组成测微式读数机构。滑动导筒7、压簧4、造孔针3、导向管2组成造孔针3的插入机构。锁紧螺钉12、小压簧5、造孔针3、滑动导筒7侧壁上的长槽13组成造孔针3的部分回退机构。
图一中导向管2的下端部与定位平板1用粘结胶在B点粘牢，其上端部与主尺8固定成一体。定位平板1由能透射紫外、可见、近红外辐射的材料制成，如用光学玻璃材料制成。带有微探头14的光导纤维探针11从定位深度仪贯穿轴心孔到达造孔针3针尖端部，并在滑动导筒7内的A处用粘结胶将光纤探针11粘牢，使之与滑动导筒7成为一体。滑动导筒7的侧壁上有一矩形长槽，放松锁紧螺钉12可使造孔针3在小压簧5的作用下，于长槽的长度范围内，向上将造孔针3弹起，造孔针3向上部分回退，针孔内的微探头14完全暴露于组织体内。压簧4的足够弹力保证滑动导筒7始终与螺杆10下端面保持紧密接触。
测量前，松开锁紧螺钉12，调整造孔针3的位置使锁紧螺钉12处于滑动导筒7的侧壁长槽13的中间位置后锁紧，旋转副尺9使造孔针3的针尖与定位平板1下端面齐平，此时主尺8上的读数(初读数)为2.46mm。将定位深度仪置于被测软组织体上，定位平板1与软组织体的表面产生一个稳定的接触小区域以定位。旋转副尺9，使造孔针3及针孔内的微探头14进入组织体内，并到达预定点位置，此时主尺8上的读数(未读数)为7.61mm，前后读数的差值7.61-2.46=5.15mm即是微探头14进入组织体中的深度值。当需要某一波长激光束经光纤微探头14去照射组织体或通过光纤微探头14接收组织体内光辐射时，松开锁紧螺钉12，在小压簧5的作用下将造孔针3往回部分回退，使光纤微探头14充分暴露，以完成发射或接受光辐射的功能。
图二、图三描述了光纤探针定位深度仪Ⅱ型的结构。主尺8、副尺9构成游标式读数机构。手轮杆21、游标23、微调手轮24、造孔针支架25、副尺9组成插入和部分回退机构。转轴15、锁紧螺钉16、升降螺母17、立柱18组成二维方位调节机构。
图二中带有微探头的光纤11自上而下贯穿定位深度仪Ⅱ型的中心槽，微探头14到达针尖端部，光纤探针11在A处与游标23粘牢成一体。立柱18固定在工作台19的一侧，升降螺母17的调节可使定位深度仪作上下移动，转轴15与锁紧螺钉16的配合使用，使光纤探针在所需的任一倾斜角度工作，其角度调节范围可在铅垂方向±60°之间选择。导向管2的下端面有一能透射紫外、可见、近红外辐射的材料制成的定位平板1，并在B处与导向管2粘结固定。定位平板1可以由光学玻璃材料制成。图三中主尺8通过联接块与图二中转轴15联接，旋转手轮杆21可使游标23以下部分作上下移动，微调手轮24作逆时针方向旋转使造孔针支架25向上移动，其幅度由游标副尺9体现，一般应大于1.5mm，以保证微探头14的充分暴露。光纤探针定位深度仪Ⅱ型所测的深度值，仍然采用前后两次读数值减除的计算办法进行。
测量时，将被测的活体软组织置于工作台19上，调节微调手轮24，使造孔针3的针尖与定位平板1下端面齐平，记录主尺8上给出的读数为3.87mm。松开锁紧螺钉16，调节转轴15，使光纤探针轴线调整在铅垂方向偏45°后固定锁紧螺钉16。旋转升降螺母17，使定位平板1与软组织体表面产生一个稳定的接触小区域以定位。旋转手轮杆21，使游标23以下部分向下移动。当造孔针3连同光纤探针插入软组织到达某一预定点时，记录主尺8上给出的读数为8.89mm，前后两个读数的差值8.89-3.87=5.02mm，即表示微探头14进入软组织体内的深度。当选择某一波长激光束经光纤探针照射组织体时，转动微调手轮24使造孔针3从组织体内预定点回退1.5mm，微探头14即可充分暴露。
图四描述了利用光纤探针定位深度仪Ⅰ型测量微探头进入鼠肿瘤组织中某预定点的深度以及利用该定位深度仪与光电探测器配合，测定肿瘤组织中光辐射能流率的一个应用例。将麻醉后的活鼠固定在工作台19上，调节造孔针针尖使之与定位平板1齐平，记录深度仪上的初读数为2.78mm。让定位平板1轻压于软组织(肿瘤组织)表面，产生一稳定的平面接触小区域进行定位。定位平板1由光学玻璃制成。旋转定位深度仪上的副尺，使微探头14在造孔针的引导下进入组织体内某一预定的位置，此时定位深度仪上的读数为7.18mm，两次读数值之差7.18-2.78=4.40mm即为光探头14进入组织体的深度值。放松锁紧螺钉使造孔针回退，微探头14充分暴露并稳定在原来的预定点上。用激光束G照射组织体被测部位，肿瘤组织体内各方向散射到测量点的光通量由微探头14采集，通过光纤探针11传输至光电探测器F接收，即可测得该测量点的光辐射能流率。
本发明所提供的光纤探针定位深度仪Ⅰ型和Ⅱ型，由于采用了定位装置和回退装置，置入的探头在整个光辐射、照射和检测过程中不会发生移动，克服了软组织弹性变形产生的影响，使探头在组织体中能准确定位，保证了测量数据的可靠性。同时，由于采用了千分尺和游标卡尺的测量尺结构，使深度仪测出的数值精确度高，避免了人为因素带来的误差，测量精度为±0.05mm。
权利要求
1.一种将光纤探针的微探头置入和定位于哺乳类动物(包括人)软组织体中预定点，并能测量微探头到达组织体内深度的器具，其特征在于该器具由测微式读数机构、造孔针插入软组织体和部分回退机构、定位平板构成，带有微探头14的光导纤维探针11贯穿该器具的轴心孔到达造孔针3的针孔内。
2.根据权利要求1所述的器具，其特征在于测微式读数机构由千分尺中的主尺8、副尺9、测微螺杆10组成。
3.根据权利要求2所述的器具，其特征在于调节副尺9可使滑动导筒7以下机构随之上下移动。
4.根据权利要求1所述的器具，其特征在于滑动导筒7、压簧4、造孔针3、导向管2组成插入机构。
5.根据权利要求1所述的器具，其特征在于锁紧螺钉12、小压簧5、造孔针3、滑动导筒7侧壁上的长槽13组成造孔针部分回退机构。
6.根据权利要求1所述的器具，其特征在于导向管2的下端面有一能透射紫外、可见、近红外辐射的材料制成的定位平板1，并在B处粘结固定。
7.根据权利要求6所述的器具，其特征在于该器具中的定位平板1由光学玻璃制成。
8.根据权利要求1所述的器具，其特征在于光纤探针11于滑动导筒7的A处，用粘结胶将其粘牢固定，使光纤探针11与滑动导筒7成为一体。
9.一种将光纤探针的微探头置入和定位于哺乳类动物(包括人)软组织体中预定点，并能测量微探头到达组织体内深度的器具，其特征在于该器具由游标式读数机构、造孔针插入软组织和部分回退机构、定位平板及方位调节机构组成，带有微探头14的光导纤维探针11贯穿该器具的中心槽到达造孔针3的针孔内。
10.根据权利要求9所述的器具，其特征在于手轮杆21、游标23、微调手轮24、造孔针支架25、副尺9组成插入和部分回退机构。
11.根据权利要求9所述的器具，其特征在于测量读数机构由主尺8、游标23构成。
12.根据权利要求10和11所述的器具，其特征在于手轮杆21与主尺8构成螺旋副，手轮杆21的旋转直接推动游标23以下的机构作上下移动。
13.根据权利要求9所述的器具，其特征在于导向管2的下端面有一能透射紫外、可见、近红外辐射的材料制成的定位平板1，并在B处粘结固定。
14.根据权利要求13所述的器具，其特征在于定位平板1由光学玻璃制成。
15.根据权利要求9所述的器具，其特征在于转轴15、锁紧螺钉16、升降螺母17、立柱18组成该器具的方位调节机构。
16.根据权利要求15所述的器具，其特征在于转轴15和锁紧螺钉16的配合使用，可以使该器具以任一倾斜角度工作。
17.根据权利要求16所述的器具，其特征在于该器具的倾斜角可在铅垂方向±60°之间选择。
18.根据权利要求15所述的器具，其特征在于调节升降螺母17，可使该器具作上下移动。
19.根据权利要求9所述的器具，其特征在于光纤探针11在A处与游标23粘结成为一体。
全文摘要
本发明涉及一种将光纤探针的微探头置入和定位于哺乳类动物软组织体预定点，并测量出微探头到达软组织体内深度的器具，有I型和II型两种结构。测量读数机构能精确测量出光纤微探头到达软组织体内深度值；插入和回退机构、定位机构，能使微探头准确置入软组织体内，并定位。结构II型还具有二维方位调节功能，可调节各种所需的角度。该器具可用于组织体内预定点光照射，也可测量软组织体中光辐射能流率，进行激光生物医学研究。
文档编号A61B6/00GK1099967SQ9311742
公开日1995年3月15日 申请日期1993年9月8日 优先权日1993年9月8日
发明者谢树森, 周川钊, 陈光敏, 任重, 林祺榕, 陈荣 申请人:福建师范大学