滤光组件和自体荧光组织的探测装置的制作方法

本发明涉及滤光组件和自体荧光组织的探测装置，尤其涉及一种利用自体荧光原理的自体荧光组织的探测装置，其具有根据本申请的滤光组件。

背景技术：

1、自体荧光组织是指在一定波长激光的激发下能够激发出另外一种波长的荧光信号的组织，如甲状旁腺组织，在785nm波长的激光激发下，能产生峰值在820～830nm的微弱荧光。

2、人体有两对甲状旁腺，分别位于左右两叶甲状腺背面(或埋在其中)的中部和下部。甲状旁腺呈棕黄色，形似大豆，其主要功能是分泌甲状旁腺激素(简称pth)，调节机体内钙、磷的代谢。如果人体甲状旁腺功能低下，或因故彻底摘除甲状旁腺(如甲状腺手术切除时不慎误摘)，会造成pth分泌不足，使血钙逐渐下降，而血磷逐渐上升，导致低血钙性抽搐，严重时甚至可能造成死亡。

3、甲状旁腺重量为35-45mg、大小为2x3x4mm左右，尺寸非常小，而且旁腺的位置也不是一成不变的：上旁腺位置相对恒定，约77％位于环甲关节附近，22％位于甲状腺上极后方，仅约1％位于咽后、食管后；下旁腺位置差异较大，42％位于甲状腺下极前后面，39％位于胸腺舌处(即利用胸甲韧带寻找下旁腺)，2％位于上纵隔胸腺内，15％位于甲状腺体附近气管食管沟处，2％存在变异。因此，在用于去除甲状腺肿瘤的甲状腺切除术中，很难用肉眼区分甲状旁腺与甲状腺、脂肪等周边组织，带来了很大隐患。

4、据国内外相关研究显示，人体某些具有荧光特性的组织会被肌肉薄膜包裹，需要用比较大强度的激光激发，基本在几十毫瓦到几百毫瓦，而被激发的荧光光强非常弱。如甲状旁腺在785nm的激发光激发下，会产生峰值在820～830nm波长之间的自体荧光现象，但是自体荧光的激发效率极低，在20mw的激光激发下，只能产生100pw左右极其微弱的荧光，光强差别在2*108倍，因此785nm的激光信号极其难以过滤。荧光滤光片虽然能够有效的去除阻带以外的信号，如785nm激光信号，但是od(od是optical density(光密度)的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度，是检测方法里出现的专有名词)值在工程上无法无限变大，目前国内民用最高能做到od6。由于利用自体荧光原理识别组织的手术，如甲状旁腺实时探测手术中，均需要在手术无影灯(全光谱大亮度)照射下进行，因此，杂散光光强会比较大，而自发荧光的光能量很低，要求光学系统有足够的光精度，还要有足够大的测量范围。

5、因此，虽然目前市场上已经出现了甲状旁腺探测装置，但是目前仍然不被临床认可，无法实现激光和手术杂散光与荧光有效区分，以及既要保证有足够的光学分辨率，又要有足够大的光学检测量程。

6、因此,为解决上述问题，亟需一种滤光组件，能够在工程上用od值实现超强的滤光效果，将激光信号和手术无影灯杂散光充分过滤，极大提高荧光信号性噪比；以及一种自体荧光组织的探测装置，如甲状旁腺探测装置，能够有效过滤杂散光，配合激光信号调制、解调等算法，提高甲状旁腺探测识别率，能够明显区分甲状旁腺与甲状腺、脂肪等周边组织。

技术实现思路

1、本发明提供了一种滤光组件以及一种具有该滤光组件的自体荧光组织的探测装置。具体内容如下。

2、根据本发明的一个方面，提供一种滤光组件，所述滤光组件包括两个滤光片和一个衰减片，其中，所述衰减片布置在两个滤光片之间，并且衰减片的光轴和两个滤光片的光轴同轴地布置。

3、优选地，所述两个滤光片是od值为6或更高的带通滤光片。

4、优选地，所述衰减片是透过率为80％的光强衰减片。

5、根据本发明的另一方面，提供一种自体荧光组织的探测装置，所述探测装置包括光学系统，所述光学系统包括以下光学元件：用于发射调制激光的激光光源；用于使所述激光光源发出的激光准直的光源侧透镜；用于使受激光激发后传回的荧光准直的光纤侧透镜；用于在激光激发光路上向远侧端传输激光、并在荧光接收光路上向近侧端传输荧光的光纤；用于感测回传的荧光信号的光电传感器，其特征在于：所述光学系统还包括上述任一项所述的滤光组件，所述滤光组件位于所述光源侧透镜与所述光纤侧透镜之间，用于滤除进入光电传感器的接收端面的杂散光。

6、优选地，所述光学系统具有直线形光路，所述直线形光路中从近侧至远侧沿光轴依次排布：集成为一体的激光光源和光电传感器、光源侧透镜、滤光组件、光纤侧透镜、光纤；其中，所述光源侧透镜构成荧光接收端透镜，用于将经滤光组件过滤的荧光信号聚焦到光电传感器。

7、优选地，所述光学系统具有包括二向镜的l形光路，其中，所述l形光路包括激光激发光路和荧光接收光路，所述激光激发光路和荧光接收光路彼此垂直；其中，激光激发光路上从近侧至远侧依次排布：光电传感器、传感器侧透镜、滤光组件、二向镜、光纤侧透镜、光纤，其中传感器侧透镜构成荧光接收端透镜；荧光接收光路上从近侧至远侧依次排布：激光光源、激光滤光片、二向镜；激光滤光片与滤光组件的夹角为90度，二向镜与激光滤光片与滤光组件的夹角均为45度。

8、优选地，所述光学系统具有双光纤光路，所述双光纤光路包括激光激发光路和荧光接收光路；其中，激光激发光路上从近侧至远侧依次排布的光学元件包括：激光光源、光源侧透镜、激光滤光片、光纤侧透镜、光纤；荧光接收光路上从近侧至远侧依次排布的光学元件包括：光电传感器、传感器侧透镜、滤光组件、二向镜、光纤侧透镜、光纤，光电传感器位于传感器侧透镜的焦点位置，二向镜与光轴呈45度角设置，其中传感器侧透镜构成荧光接收端透镜。

9、优选地，所述光学系统具有光阑，所述光阑邻近光电传感器的荧光接收端设置。

10、优选地，所述光阑位于荧光接收端透镜的焦点处。

11、优选地，所述光学系统在与光轴平行处设置一个或多个吸光装置。

12、优选地，所述光纤为单光纤。

13、优选地，激光光源具有激光滤光罩。

14、优选地，滤光组件中的滤光片的od值为6或更高。

15、优选地，吸光装置为吸光布、吸光板、吸光膜或吸光腔体。

16、优选地，所述自体荧光组织为甲状旁腺。

17、优选地，所述光学系统还包括用于将光纤传输的激光聚焦到待测组织，并将自体荧光组织受激光激发产生的荧光信号聚焦后传送到光纤的探头透镜。

18、根据本发明的滤光组件和自体荧光组织的探测装置克服了现有技术中存在的前述问题。本发明的滤光组件，其能滤除杂散光。本发明的自体荧光组织的探测装置能够提高激光的有效利用率提高激光密度，极大提高自体荧光组织的探测识别率；能够快速检测到微弱的荧光信号，并且不受手术环境背景光的影响；使用一次性灭菌耗材设计，在临床使用时最大限度得减少了交叉感染的风险，方便、卫生、经济效益高。

技术特征：

1.一种滤光组件，其特征在于，所述滤光组件(19)包括两个滤光片(191、192)和一个衰减片(193)，其中，所述衰减片(193)布置在两个滤光片(191、192)之间，并且衰减片(193)的光轴和两个滤光片(191、192)的光轴同轴地布置。

2.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述两个滤光片(191、192)是od值为6或更高的带通滤光片。

3.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述衰减片(193)是透过率为80％的光强衰减片。

4.一种自体荧光组织的探测装置，所述探测装置包括光学系统，所述光学系统包括以下光学元件：

5.如权利要求4所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光学系统具有直线形光路，所述直线形光路中从近侧至远侧沿光轴依次排布：集成为一体的激光光源和光电传感器(6)、光源侧透镜(2)、滤光组件(19)、光纤侧透镜(3)、光纤(4)；

6.如权利要求4所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光学系统具有包括二向镜(8)的l形光路，其中，所述l形光路包括激光激发光路和荧光接收光路，所述激光激发光路和荧光接收光路彼此垂直；

7.如权利要求4所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，

8.如权利要求5-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光学系统具有光阑，所述光阑位于荧光接收端透镜和光电传感器(6)之间。

9.如权利要求8所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光阑位于荧光接收端透镜的焦点处。

10.如权利要求5-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，在与光轴平行处并且在荧光接收端透镜和光纤侧透镜(3)之间设置一个或多个吸光装置(20)。

11.如权利要求4-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光纤(4)为单光纤。

12.如权利要求4-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，激光光源(1)具有激光滤光罩。

13.如权利要求4-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，滤光组件(19)中的滤光片(191、192)的od值为6或更高。

14.如权利要求10所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，吸光装置(20)为吸光布、吸光板、吸光膜或吸光腔体。

15.如权利要求4-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述自体荧光组织为甲状旁腺。

16.如权利要求4-7中任一项所述的自体荧光组织的探测装置，其特征在于，所述光学系统还包括用于将光纤(4，4’)传输的激光聚焦到待测组织，并将自体荧光组织受激光激发产生的荧光信号聚焦后传送到光纤(4)的探头透镜(5)。

技术总结
一种滤光组件和一种自体荧光组织的探测装置。滤光组件(19)包括两个滤光片(191、192)和一个衰减片(193)，其中，所述衰减片(193)布置在两个滤光片(191、192)之间，并且衰减片(193)和两个滤光片(191、192)均与光轴同轴地布置。自体荧光组织的探测装置的光学系统包括：激光光源(1)、光源侧透镜(2)、光纤侧透镜(3)、光纤(4)、光电传感器(6)；光学系统还包括用于滤除杂散光的滤光组件(19)。该滤光组件(19)能有效滤除杂散光和激光信号，保留自体荧光信号，有效提高荧光信号性噪比。该探测装置能够在高激光密度条件下，激发出足够的自体荧光能量，在手术中准确、快速、无创地高效识别自体荧光组织。

技术研发人员：陈亮,李健聪,王鹏博,王越桥,范利娟
受保护的技术使用者：江苏百宁盈创医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14