[發明專利]一種基于多模光譜技術的關節鏡系統

有效

• 申請號: 201410166357.7
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103932673A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 卓雙木;陳建新;謝樹森;朱小欽;鄭莉琴
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: A61B1/317
• 分類號: A61B1/317;A61B1/07;A61B1/04;A61B5/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，尤其是一種基于多模光譜技術的關節鏡系統。

背景技術

關節鏡，是目前診治關節疾病的重要光學器械。醫生通過關節鏡可以對關節腔內結構進行全面觀察，許多關節腔內的病變可以得到直接診斷和治療。然而，對關節鏡不能確診的可疑病灶，則還需要通過活檢、病理分析等一系列過程，如此便浪費了寶貴的治療時間。因此發展既擁有現有關節鏡的功能又能實現對可疑病灶進行定量分析與確診的新技術是未來關節鏡的重點發展方向，又是醫學進步中迫切需要解決的關鍵科技問題。

眾所周知，關節腔內主要由骨細胞、細胞外間質以及骨成分組成。因此，能實現對這些成分變化等信息的分析與量化對關節疾病的診斷具有重大的臨床價值。然而，目前臨床的檢測技術都無法實現對這些信息的分析與量化。

近年來，顯微光譜技術由于具有無創、簡單、快速、高效等優點已在生物醫學中得到越來越廣泛的應用。特別是顯微非線性光譜技術，它是利用飛秒激光與細胞及細胞外間質的內在成分相互作用發生的線性光學效應，能有效分析與量化細胞功能和細胞外間質成分的變化情況。另外，顯微拉曼光譜技術，通過對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析，能提供無機和有機成分信息，包括礦物晶格和膠原蛋白二級結構信息等特點,在骨組織研究中有著重要應用。簡言之，顯微拉曼光譜技術能為骨成分提供了一種精確的量化手段。

但目前，在關節鏡中仍然沒有很好應用顯微非線性光譜技術和顯微拉曼光譜技術。如果，關節鏡能夠集合顯微非線性光譜技術和顯微拉曼光譜技術的優點，將獲得骨細胞、細胞外間質以及骨成分變化等的定量信息，進一步提高醫生診斷關節病變和評估關節功能的準確性以及手術的準確率和成功率。

因此，設計一種將顯微非線性光譜技術、顯微拉曼光譜技術與關節鏡相結合的多模關節鏡系統迫在眉睫。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明提供一種基于多模光譜技術的關節鏡系統，可進一步提高醫生診斷關節病變和評估關節功能的準確性以及手術的準確率和成功率。

本發明的技術方案在于：

一種基于多模光譜技術的關節鏡系統，其特征在于：包括LED燈冷光源、光纖、關節鏡探頭、圖像傳感器CCD?、飛秒光纖激光器、可以把光信號導向不同光纖的光纖開關、拉曼光譜儀、可見光譜儀、計算機控制處理單元；所述光纖包括第一、第二、第三、第四、第五、第六光纖；所述LED燈冷光源經第一光纖與所述關節鏡探頭形成第一入射光路，所述關節鏡探頭經第二光纖與所述圖像傳感器形成第一反射光路；所述飛秒光纖激光器通過第三光纖與所述關節鏡探頭形成第二入射光路，所述內窺鏡探頭依次通過第四光纖、光纖開關、第五光纖與所述拉曼光譜儀形成其中一路的第二反射光路；所述內窺鏡探頭依次通過第四光纖、光纖開關、第六光纖與所述可見光譜儀形成另一路的第二反射光路；所述計算機控制處理單元分別與所述LED燈冷光源、所述飛秒光纖激光器、所述圖像傳感器、所述拉曼光譜儀、所述可見光譜儀電路連接。

其中，所述關節鏡探頭由一微型掃描器件、一顯微物鏡和分別與第一、第二、第三、第四光纖連接的四光纖組成。

所述LED燈冷光源照度在工作范圍內達到300LUX以上。

所述飛秒光纖激光器是一高重復頻率的超短脈沖激光器，頻率達76?MHz，超短脈沖為60?fs，波長為780?nm，輸出功率為60?mW。

所述拉曼光譜儀由一個陷波濾波片、一個高質量的反射光柵和高靈敏度TE致冷控溫CCD陣列組成，光譜分辨率可達5?cm-1，光譜覆蓋范圍175-3500?cm-1；所述與拉曼光譜儀連接的光纖，直徑為100?μm。

所述可見光譜儀由一個KP650型短通濾波片、兩個色散棱鏡和一個增強型CCD組成，光譜分辨率可達1?nm，探測的波長范圍350-650?nm；所述與可見光譜儀連接的第六光纖，直徑為200?μm。