基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置製造方法
2023-07-08 01:25:36 1
基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，包括帶有驅動電路的發光二極體、第一凸透鏡、圓形針孔、第二凸透鏡、兩塊相互並排放置的導電玻璃、第三凸透鏡、光電探測器、濾波放大電路、數據採集卡以及電腦，驅動電路使發光二極體產生檢測光線經過第一個凸透鏡聚焦後使用一個圓形的小針孔整形，經第二個凸透鏡準直後照射到導電玻璃上，給基於電凝閉合的組織樣品一定的夾持力，再使用第三個凸透鏡對這些有效光線進行聚焦。圓形針孔位於第一凸透鏡的後焦面上以及第二凸透鏡的前焦面上。將聚焦後的光線通過光電檢測器轉化成微弱的信號並通過濾波放大電路將信號放大並過濾噪聲，然後信號通過數據採集卡採集，由電腦顯示出結果。
【專利說明】基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光學透光率測量技術，更具體地說，是涉及一種電凝閉合器中的射頻作用組織樣品的透光率變化的實時測量裝置。
【背景技術】
[0002]高頻電刀閉合組織過程中射頻能量使組織脫水和變性。如果高頻電刀輸出能量過大，會造成血管的組織碳化，血管破裂，而能量過小則血管不能閉合或閉合效果不好。因此電凝閉合系統的核心在於它的反饋控制，通過反饋來控制射頻輸出的參數。現有的典型的電凝閉合系統有 LigaSure? (Valleylab, Boulder, Colorado), Bi Cl amp?(ERBE, Tubingen, Germany)和 Seal? (Gyrus PK, Wokingham, United Kingdom)等。這些產品一般都是利用電阻抗的改變反饋控制射頻能量的輸出。因為在血管閉合過程中，血管壁阻抗會有明顯的增加，所以使用目標阻抗作為反饋量、控制血管的閉合過程是一個業界公認的方法。但是基於阻抗的反饋控制有其局限性:阻抗的變化只在當組織液沸騰，也就是射頻能量傳遞的最後階段才發生，而在組織液溫度較低時則變化不明顯。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置。
[0004]為達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案:
[0005]一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，包括:
[0006]帶有驅動電路的發光二極體；
[0007]第一凸透鏡，設於發光二極體的光源前方，對發光二極體發出的光進行聚焦；
[0008]圓形針孔，設於第一凸透鏡的後焦面上，對聚焦後的光進行整形；
[0009]第二凸透鏡，所述圓形針孔設於第二凸透鏡的前焦面上，對整形後的光進行準直；
[0010]兩塊相互並排放置的導電玻璃，所述導電玻璃設於第二凸透鏡的後方，其中基於電凝閉合的組織樣品通過夾持機構設於兩塊導電玻璃的在中間，準直光垂直照射基於電凝閉合的組織樣品，準直後形成的圓形光斑小於組織樣品；
[0011]第三凸透鏡，設於導電玻璃的後方，對透過導電玻璃的光進行聚焦；
[0012]透光量檢測部分，包括光電探測器、濾波放大電路、數據採集卡以及電腦，所述光電探測器設於第三凸透鏡的後焦面上，所述光電探測器的輸入端接收經過第三凸透鏡聚焦的圓形光斑直徑小於光電探測器的接收截面直徑；所述光電探測器的輸出端依次與濾波放大電路、數據採集卡以及電腦相連。
[0013]所述第一凸透鏡、第二凸透鏡以及第三凸透鏡的焦距均為10cm。
[0014]所述發光二極體採用1300nm的LED。
[0015]採用本實用新型的一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，由驅動電路使發光二極體產生檢測光線經過第一個凸透鏡聚焦，然後使用一個圓形的小針孔整形，經第二個凸透鏡準直後照射到導電玻璃上，給基於電凝閉合的組織樣品一定的夾持力，再使用第三個凸透鏡對這些有效光線進行聚焦。圓形針孔位於第一凸透鏡的後焦面上以及第二凸透鏡的前焦面上。將聚焦後的光線通過光電檢測器轉化成微弱的信號並通過濾波放大電路將信號放大並過濾噪聲，然後信號通過數據採集卡採集，由電腦中由LabVIEW採用現有技術對這些電信號編輯和運算後顯示出結果。
[0016]基於水分對1300mm波長的近紅外光具有很好的吸收性，在電凝閉合器的射頻能量的作用下，實時檢測組織中的光透射率變化反映出含水量的變化，通過反饋控制電凝閉合器。
[0017]與【背景技術】相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0018]I)為了讓檢測組織樣品獲得更高的準確性，必須對散射的光線聚焦準直。光源準直部分達到了將發光二極體產生的發散光源準直的效果；並且圓形針孔獲取橢圓形光斑中心的有效圓形光斑，改善了光斑的質量。
[0019]2)透光率測量作為電凝閉合器反饋控制是快速的，實現實時反饋功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置的原理示意圖，
[0021]圖中:1.驅動電路，2.發光二極體，3.第一凸透鏡，4.圓形針孔，5.第二凸透鏡，
6.導電玻璃，7.基於電凝閉合的組織樣品,8.第三凸透鏡,9.光電探測器，10.濾波放大電路，11.數據採集卡，12.電腦。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。
[0023]本實用新型的原理如下:
[0024]基於電凝閉合的組織樣品中水分對1300nm波段的近紅外光具有很好的吸收性，且電凝閉合時組織脫水和變性過程含水量發生改變，特別在溫度上升之初已經發生顯著變化，因而可以利用1300nm光照射下組織光透射率作為射頻輸出的實時反饋控制。在光學透光率檢測系統中需要解決被測光的聚焦與匯集問題來獲取足夠的光通量的同時保證測量精度，要採取合適的探測器來採集數據，以及轉換後的電信號的採集與傳輸問題，要建立一個實驗平臺分析處理這些電信號。
[0025]請參閱圖1所示，其中由驅動電路I使紅外發光二極體光源1300nm LED2發射出1300nm波段的光先經過第一個凸透鏡3 (焦距=IOcm)聚焦形成一個橢圓形的光斑然後使用一個圓形針孔4後得到的圓形光斑，圓形針孔同時也處在第二個凸透鏡5 (f=10cm)的焦面上，第二個凸透鏡用作準直鏡，經準直鏡準直後的光線垂直照射由有兩片導電玻璃6和基於電凝閉合的組織樣品7。實驗使用透明導體材料代替血管閉合系統的金屬電極，夾持離體組織樣品組成的射頻能量輸出裝置。實驗中光路需要嚴格對準，且儘量不受外界光線的影響。採用透明導體作為電極，保證近紅外光不被導體大量吸收，該透明導體可以向組織傳遞射頻電流，透明導體模擬雙極型電極，透明導體的夾持力度也要相當大，而且還要避免透明導體在高功率的射頻電流下破碎。
[0026]需要確保LED準直後形成的圓形光斑要小於組織樣本，透射光經過射頻能量輸出裝置，光線會被樣品中所含的水分吸收，造成了透光率的下降，透射率變化可以反映水分含量的變化。通過樣品後這些反映出組織樣品信息的光線，使用第三個凸透鏡8 (f=10cm)對這些有效光線進行聚焦，形成一個小的圓形光斑，並且確保這個形成的光斑必須要小於光電探測器的接收部分的截面。在透鏡的焦面處放置光電探測器9，光電探測器在接收到這些光信號後便開始利用光電效應將光信號轉換成微弱的電信號並通過濾波放大電路10將信號放大並過濾噪聲，然後信號通過數據採集卡11採集，最後LabVIEW對這些電信號的編輯和運算在電腦12上顯示電壓變化曲線，通過電壓變化曲線我們可以間接得知光透射率變化，進而得到所檢測中水分含量的變化。
[0027]通過透光率測量得到數據分析研究高頻電刀作用下血管閉合組織樣品的含水量。在電凝閉合器的射頻能量的作用下，實時監測組織中的含水量的變化和紅外光透射率的變化的關係，作為反饋參數控制射頻輸出，彌補了由於阻抗反饋的局限性，減少了組織中的熱損傷。如果用紅外光透射率和常規使用的阻抗同時作為電凝閉合器的反饋控制，將減少組織的粘連和焦痂及體內異物存留。
[0028]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的目的，而並非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求的範圍內。
【權利要求】
1.一種基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，其特徵在於，包括: 帶有驅動電路的發光二極體； 第一凸透鏡，設於發光二極體的光源前方，對發光二極體發出的光進行聚焦； 圓形針孔，設於第一凸透鏡的後焦面上，對聚焦後的光進行整形； 第二凸透鏡，所述圓形針孔設於第二凸透鏡的前焦面上，對整形後的光進行準直； 兩塊相互並排放置的導電玻璃，所述導電玻璃設於第二凸透鏡的後方，其中基於電凝閉合的組織樣品通過夾持機構設於兩塊導電玻璃的在中間，準直光垂直照射基於電凝閉合的組織樣品，準直後形成的圓形光斑小於組織樣品； 第三凸透鏡，設於導電玻璃的後方，對透過導電玻璃的光進行聚焦； 透光量檢測部分，包括光電探測器、濾波放大電路、數據採集卡以及電腦，所述光電探測器設於第三凸透鏡的後焦面上，所述光電探測器的輸入端接收經過第三凸透鏡聚焦的圓形光斑直徑小於光電探測器的接收截面直徑；所述光電探測器的輸出端依次與濾波放大電路、數據採集卡以及電腦相連。
2.根據權利要求1所述的基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，其特徵在於: 所述第一凸透鏡、第二凸透鏡以及第三凸透鏡的焦距均為10cm。
3.根據權利要求1所述的基於電凝閉合器的組織含水量實時測量裝置，其特徵在於: 所述發光二極體採用1300nm的LED。
【文檔編號】A61B5/00GK203677063SQ201420031266
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】楊琦, 陳明惠, 羅豔芳, 遊國鵬, 任彬彬, 陳志雄, 李 昊 申請人:上海理工大學