光热疗的光路系统的制作方法
【专利摘要】一种光热疗的光路系统，包含：一光源，用以提供一光束；一第一透镜群，用以导引该光束；一数字微镜装置，包含多个微型反射镜组件，并由一控制装置控制该多个微型反射镜组件的光开关状态，以形成一图案化光束；一光栅装置，用以使部分的该图案化光束通过，以控制进光量；一第二透镜，用以导引该图案化光束；一反射镜，用以改变该图案化光束的路径；以及一第三透镜，用以导引该图案化光束至一样品平台，以进行光热疗。
【专利说明】光热疗的光路系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型系关于一种光路系统，尤指一种光热疗的光路系统。
【背景技术】
[0002] 光热疗法是近年来被发展用来治疗癌症的方法，主要是利用纳米粒子或有机分子 在吸收特定波长范围的光能量后所产生的热效应，来针对具有辨识性的肿瘤细胞产生局部 升温的现象，因而破坏或抑制肿瘤细胞的生长。
[0003] 目前最为广泛利用且细胞毒性较小的纳米材料即为金纳米粒子（gold nanoparticles)，其在特殊波长照射下，会产生表面电楽共振（surface plasmon resonance)的现象，可在极短的时间（ns)内让金纳米粒子升温至摄氏数十度的高温，并使 周围细胞因为温度升高或因高热产生气泡导致压力的改变而造成损伤或死亡。因此，若能 让金纳米粒子结合特殊抗体，以专一性地吸附至肿瘤（欲治疗的部位），再透过照射特殊波 长的光束，即可产生光热治疗的效果，破坏或抑制肿瘤细胞的生长。
[0004] 前述结合特殊抗体的金纳米粒子与肿瘤细胞的专一'丨生反应可透过微流体芯片来 达成，以使复杂的生化反应，包括取样、样品前处理、样品分离、试剂反应、侦测等复杂功能， 整合于一小面积的微流体芯片上，故微流体芯片具有低成本、快速检测、及试剂与样品消耗 少的优点。当然，前述反应也可以直接在细胞培养皿中进行。
[0005] 而为了提供特殊波长的光束并准确地照射至微流体芯片上或细胞培养皿中的反 应区，以进行光热治疗，实有必要发展一种光热疗的光路系统。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的主要目的在于提供一种光热疗的光路系统，以提供特殊波长的光束 并准确地照射至微流体芯片上或细胞培养皿中的反应区，藉此达成光热治疗。
[0007] 为达上述目的，本实用新型的一较广义实施态样为提供一种光热疗的光路系统， 包含：一光源，用以提供一光束；一第一透镜群，设置于该光源的光路径下游，用以导引该 光束；一数字微镜装置，设置于该第一透镜群的光路径下游，包含多个微型反射镜组件，并 由一控制装置控制该多个微型反射镜组件的光开关状态，以形成一图案化光束；一光栅装 置，设置于该数字微镜装置的光路径下游，用以使部分的该图案化光束通过，以控制进光 量；一第二透镜，设置于该光栅装置的光路径下游，用以导引该图案化光束；一反射镜，设 置于该第二透镜的光路径下游，用以改变该图案化光束的路径；以及一第三透镜，设置于该 反射镜的光路径下游，用以导引该图案化光束至一样品平台，以进行光热疗。
[0008] 根据本实用新型的构想，该光热疗的光路系统由一无光罩微影系统所构成。
[0009] 根据本实用新型的构想，该光源提供可见光及近红外光光束，例如波长为 400-1400nm波段范围的光束。
[0010] 根据本实用新型的构想，该第一透镜群包含至少两透镜，较佳为包含三透镜。
[0011] 根据本实用新型的构想，该控制装置为一计算机，具有经设计的影像图案，以控制 该样品平台上发生光热疗的位置。
[0012] 根据本实用新型的构想，该光栅装置更包含一可调式光栅窗。
[0013] 根据本实用新型的构想，该第三透镜为一聚焦透镜。
[0014] 根据本实用新型的构想，该样品平台为一显微镜平台，且包含一微流体芯片或细 胞培养皿。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型较佳实施例的光热疗的光路系统的示意图。
[0016] 图2为本实用新型较佳实施例的数字微镜装置的示意图。
[0017] 其中，附图标记说明如下：
[0018] 10:光热疗的光路系统
[0019] 11 :光源
[0020] 12 :第一透镜群
[0021] 121、122、123 :透镜
[0022] 13 :数字微镜装置
[0023] 131 :微型反射镜组件
[0024] 14 :光栅装置
[0025] 15 :第二透镜
[0026] 16 :反射镜
[0027] 17 :第三透镜
[0028] 18 :样品平台
[0029] 19 :控制装置
【具体实施方式】
[0030] 体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理 解的是本实用新型能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围， 且其中的说明及附图在本质上系当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0031] 请参阅图1，其系为本实用新型较佳实施例的光热疗的光路系统的示意图。如图 1所示，本实用新型的光热疗的光路系统10系由一无光罩微影系统所构成，主要包含一光 源 11、一第一透镜群 12、一数字微镜装置（DigitalMicromirror Device，DMD)13、一光栅装 置14、一第二透镜15、一反射镜16以及一第三透镜17,上述装置系由光路径的上游往下游 依序排列。本实用新型所提供的光热疗的光路系统10系可根据数字微镜装置13的默认图 案，将光束导向一样品平台18,以对样品平台18上待治疗的细胞组织或检体进行光热疗。
[0032] 光源11系架构以提供一光束。在一实施例中，光源11系提供穿透性好的可见光 及近红外光，例如波长为400-1400nm波段范围的光束，以被具专一性抗体的纳米粒子或有 机分子所吸收并产生热效应，藉此破坏肿瘤细胞而不伤害正常组织。
[0033] 第一透镜群12系架设于光源11及数字微镜装置13之间，且包含至少两透镜，用 以将光源11所发散出的光束导引至数字微镜装置13。在一实施例中，第一透镜群12包含 三透镜121、122、123，但不以此为限，且可根据成像需求，计算透镜曲率作搭配，以达成最佳 的光束导引效果。此外，透镜121、122、123皆为平凸透镜，但不以此为限，例如亦可为双凸 透镜，或是平凸透镜与双凸透镜的组合。
[0034] 数字微镜装置13系包含复数个微型反射镜组件131 (如图2所示），且可排列成所 需的数组大小。复数个微型反射镜组件131系由一控制装置19控制其光开关状态，以形成 一图案化光束。在一实施例中，控制装置19系为一计算机，其具有经设计的影像图案，并可 转成控制讯号，调整微型反射镜组件131的镜面方向，以控制其光开关状态，亦即个别控制 每一个微型反射镜组件131切换于导引光束朝向光栅装置14,或者是切换于将光束导离光 栅装置14。藉此，控制装置19便可依据所需的影像图案来控制复数个微型反射镜组件131 的作动，以将光源11所提供的光束转换产生图案化光束并朝向光栅装置14。
[0035] 光栅装置14系包含一可调式光栅窗141，用以使部分的图案化光束通过，且光栅 窗141的大小可调整，以控制进光量，藉此增加光对比度及影像图案的分辨率。当然，光栅 装置14的光栅窗141的的孔洞大小可依不同需求进行调整而不受限。
[0036] 图案化光束通过光栅装置14的光栅窗141后会投射到第二透镜15,并接着由第二 透镜15将图案化光束导引至反射镜16,反射镜16系用以改变图案化光束的路径以朝向样 品平台18的方向，并经由第三透镜17将图案化光束导引至样品平台18。在一实施例中，第 三透镜17系为一聚焦透镜。
[0037] 样品平台18包含承载于其上的微流体芯片或细胞培养皿，且在一实施例中，样品 平台18为一显微镜平台，以方便观测微流体芯片上或细胞培养皿中的反应，但不以此为 限。
[0038] 综上所述，本实用新型的光热疗的光路系统主要包含由光源、第一透镜群、数字微 镜装置、光栅装置、第二透镜、反射镜以及第三透镜所形成的光路，并可根据数字微镜装置 的默认图案进行光学成像，将光束导向样品平台上的微流体芯片或细胞培养皿。因此，在结 合特殊抗体的金纳米粒子于微流体芯片上或细胞培养皿中与肿瘤细胞发生专一性反应后， 即可利用本实用新型的光热疗的光路系统提供特殊波长的光束并准确地照射至微流体芯 片上的反应区，以进行光热治疗，达成破坏或抑制肿瘤细胞生长的目的，故本实用新型极具 产业价值，爰依法提出申请。
[0039] 本实用新型已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺之人士任施匠思而为诸 般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【权利要求】
1. 一种光热疗的光路系统，其特征在于，包含： 一光源，用以提供一光束； 一第一透镜群，设置于该光源的光路径下游，用以导引该光束； 一数字微镜装置，设置于该第一透镜群的光路径下游，包含多个微型反射镜组件，并由 一控制装置控制该多个微型反射镜组件的光开关状态，以形成一图案化光束； 一光栅装置，设置于该数字微镜装置的光路径下游，用以使部分的该图案化光束通过， 以控制进光量； 一第二透镜，设置于该光栅装置的光路径下游，用以导引该图案化光束； 一反射镜，设置于该第二透镜的光路径下游，用以改变该图案化光束的路径；以及 一第三透镜，设置于该反射镜的光路径下游，用以导引该图案化光束至一样品平台，以 进行光热疗。
2. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该光热疗的光路系统由一无光罩微 影系统所构成。
3. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该光源提供可见光及近红外光光 束。
4. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该光源提供波长为400-1400 nm波 段范围的光束。
5. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该第一透镜群包含至少两透镜。
6. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该控制装置为一计算机，具有经设 计的影像图案，以控制该样品平台上发生光热疗的位置。
7. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该光栅装置还包含一可调式光栅 窗。
8. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该第三透镜为一聚焦透镜。
9. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该样品平台为一显微镜平台。
10. 根据权利要求1所述的光热疗的光路系统，其中该样品平台包含一微流体芯片或 细胞培养皿。
【文档编号】G02B27/00GK203909397SQ201420237055
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】万金凤, 陈志洪, 罗章耘 申请人:万金凤