[发明专利]可内窥光纤拉曼探针及检测装置

说明书

技术领域

本发明属于拉曼光谱检测技术领域，尤其涉及一种在体原位检测生物组织及其病变、灵活监测化学反应的拉曼光谱测量探头。

背景技术

拉曼光谱学(Raman Spectroscopy)已被理论实践证明是可从分子结构层面进行医疗检测和诊断的有力工具。拉曼光谱所携带的分子信息可用于区分细胞和组织类型，以及患病与健康组织，进而开始被更多的应用到生物医学领域。拉曼光谱还与红外光谱起到相互补充的作用，可以鉴别特殊的分子结构特征或特征基团，因此拉曼光谱技术还被广泛应用到化学、物理学、材料学、环境学和考古学等领域，其对于纯定性分析、高度定量分析、测定分子结构和病情监测和诊断都有很重要的科学意义和应用前景。

拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼效应较弱，其应用因此受到限制。但随着激光技术和各类光电元件的发展，激光拉曼光谱技术逐渐成熟，并逐渐被广泛应用。目前已发展了多种拉曼光谱检测技术，如宏观拉曼检测、显微拉曼检测、探针拉曼检测等。宏观拉曼检测适合对样品表面和宏观体系进行检测，检测方式相对简便快捷，对样品不需要复杂的处理过程。显微拉曼检测则对样品切片、微区目标进行拉曼检测，需要制备样品玻片。激光束在聚焦部位的直径通常只有0.2-2.0mm，显微镜物镜可将激光束直径进一步聚焦至20μm，甚至更小，用于检测分析更小的样品细节。探针拉曼检测则利用光纤的柔性光传导优势，将激光导入到生物体内，并将拉曼信号传导出来，用于对生物体内组织的拉曼检测。

现有宏观及显微拉曼系统体积较大，主要应用于对生物的体外和离体(切片)组织的拉曼光谱采集，无法进行在体(活体内)生物组织拉曼检测。市场现有的光纤拉曼探针本身不具备内窥功能，无法确定具体激光拉曼激发位置，只有将探针放置于内窥镜器械通道内，内窥成像后再进行拉曼检测。

一种经典的光纤拉曼探针案例，主体由中心激发光纤与环绕中心激发光纤的收集光纤组成。激光通过中心激发光纤传导至探头后激发目标样本拉曼信号，由收集光纤收集并导出拉曼信号；光谱仪采集拉曼信号，用计算机处理分析拉曼光谱，从而获取样本信息。光纤拉曼探针与内窥镜联合运用部分解决了宏观、显微拉曼系统无法直接用于生物学和医学领域中在体原位检测的问题。然而，探针与内窥镜的结合增大了整体体积，限制了其应用范围；探针实际拉曼采集区域与内窥成像区域非重合，降低了拉曼光谱所采集的针对性和准确性。拉曼探针只有体积小，高度灵活，有一定长度，并具备良好的内窥功能，才能真正临床应用，探测更远距离或者常规监测很难到达的体内位置。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，实现光纤拉曼与光纤内窥一体化，本发明提供一种可内窥光纤拉曼探针。

本发明的另一目的是提供一种可内窥检测装置。

技术方案：一种可内窥光纤拉曼探针，包括透镜、圆环透镜、滤波层、圆环滤波层、中心光纤束、拉曼收集光纤、光纤光缆、连接件、激发/内窥光纤束及拉曼收集光纤束；所述拉曼收集光纤围绕中心光纤束环形布置，拉曼收集光纤和中心光纤束均包括前端和尾端，透镜和滤波层设置在中心光纤束的前端，且滤波层位于透镜和中心光纤束之间；圆环透镜和圆环滤波层设置在拉曼收集光纤前端；透镜位于圆环透镜的中间孔中，滤波层位于圆环滤波层的中间孔中；拉曼收集光纤的尾端和中心光纤束的尾端通过光纤光缆延长；光纤光缆的末端通过连接件分束成拉曼收集光纤束和激发/内窥光纤束。

优选的，还包括保护套，所述保护套包裹住透镜、圆环透镜、滤波层、圆环滤波层。保护套可以在探针进行在体检测时防止异物进入探针，也可以作为拉曼测量的内标校准。

优选的，所述保护套采用透过率范围为80％～100％的高透过率材料，避免保护套的拉曼峰与被测样品特征拉曼峰或指纹峰重合，对内窥成像效果影响弱。

优选的，所述圆环滤波层为长波滤波器。

优选的，所述滤波层为陷波或短通滤波器。

优选的，所述滤波层为滤波膜或滤光片；所述圆环滤波层为滤波膜或滤光片。

一种可内窥光纤拉曼检测装置，包括可内窥光纤拉曼探针、光谱仪、狭缝、成像CCD、半透半反镜、冷光源、激光器，可内窥光纤拉曼探针的拉曼收集光纤束检测到的拉曼信号经狭缝耦合后从光谱仪的入口输入；定义冷光源发射出的光源通过半透半反镜的反射进入激发/内窥光纤束的光路为第一光路，定义激光器的光源通过半透半反镜的反射进入激发/内窥光纤束的光路为第二光路，第一光路与第二光路相吻合；中心光纤束输出的内窥图像信号通过激发/内窥光纤束和半透半反镜被成像CCD接收。