組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型中的金屬箱體頂部設(shè)置小型半導(dǎo)體激光器，該小型半導(dǎo)體激光器正對(duì)裝在分光片光學(xué)支架上的半透半反分光片；其中經(jīng)半透半反分光片反射的激光通過(guò)第一金屬盒上的小孔進(jìn)入第一照度傳感器；經(jīng)半透半反分光片透射的激光依次通過(guò)待測(cè)角膜、第二金屬盒上的小孔進(jìn)入第二照度傳感器。本實(shí)用新型簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)量靈敏性高，精度高，通用性強(qiáng)，能自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)且即儲(chǔ)存數(shù)據(jù)方便，性能穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于角膜供體的極度匱乏，絕大部分角膜盲患者得不到及時(shí)有效的手術(shù)治療，這給患者、家庭和社會(huì)帶來(lái)很大壓力和負(fù)擔(dān)。組織工程角膜的研制與應(yīng)用已受到越來(lái)越多的研究者和臨床醫(yī)師的關(guān)注。從理論上分析，采用組織工程技術(shù)重建組織工程角膜存在的以下幾方面的優(yōu)勢(shì):(1)僅需取少量健康的角膜組織、應(yīng)用組織工程技術(shù)就可以構(gòu)建足夠大小的植片；(2)對(duì)于尚有殘余健康角膜的患者，完全可以取材健康部位角膜組織的細(xì)胞進(jìn)行重建角膜(甚至采用組織穿刺的方法取材，從而達(dá)到無(wú)創(chuàng)傷修復(fù)創(chuàng)傷的目的)，而且以自身的細(xì)胞作為種子細(xì)胞構(gòu)建組織工程角膜，將避免免疫排斥反應(yīng)。
[0003]組織工程角膜透明度性能是培養(yǎng)組織工程角膜質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到組織工程角膜能否進(jìn)入臨床應(yīng)用，目前市面上沒(méi)有專門用于檢測(cè)組織工程角膜透明度的檢測(cè)儀器，傳統(tǒng)的用于檢測(cè)玻璃、液體等透明材質(zhì)的透明度檢測(cè)儀，從一兩千到幾萬(wàn)不等，價(jià)格便宜的，其測(cè)量性能，穩(wěn)定性，精確度無(wú)法得到保障，而我們知道測(cè)光時(shí)很容易受到各種干擾而影響檢測(cè)精度，傳統(tǒng)的檢測(cè)光強(qiáng)的方法一般通過(guò)硬件的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種方式存在電路復(fù)雜、開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，成本比較高，性能不夠穩(wěn)定等問(wèn)題，以DR81/82透明度檢測(cè)儀，其核心原理就是透過(guò)物體的光通量與入射物體光通量的比值為該物體的透光率，該系列透明度檢測(cè)儀主要用于測(cè)量各種玻璃、塑料、薄膜和透明或半透明材料的可見(jiàn)光透射率，由光源、光通量傳感器，硬件電路板和液晶顯示器構(gòu)成，該裝置在使用過(guò)程中外界光強(qiáng)對(duì)其有一定的影響，除非是在黑暗環(huán)境中來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，其工作電源是電池，當(dāng)電池的電量下降時(shí)，必定影響入射物體的光通量，而儀器工作還是按原先設(shè)定的額定入射光通量，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差增大，隨著長(zhǎng)時(shí)間工作，其光源的光通量必會(huì)發(fā)生一定的變化，也會(huì)導(dǎo)致以上的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置。
[0005]本實(shí)用新型包括第一照度傳感器、第二照度傳感器、第一金屬盒、第二金屬盒、半透半反分光片、金屬箱體、小型半導(dǎo)體激光器和分光片光學(xué)支架。
[0006]金屬箱體的頂部設(shè)置小型半導(dǎo)體激光器，該小型半導(dǎo)體激光器正對(duì)裝在分光片光學(xué)支架上的半透半反分光片；其中經(jīng)半透半反分光片反射的激光通過(guò)第一金屬盒上的小孔進(jìn)入第一照度傳感器；經(jīng)半透半反分光片透射的激光依次通過(guò)待測(cè)角膜、第二金屬盒上的小孔進(jìn)入第二照度傳感器。
[0007]第一照度傳感器、第二照度傳感器均通過(guò)照度傳感器電纜線連接到接線盒，接線盒通過(guò)數(shù)據(jù)電纜線傳輸給工控機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是:本實(shí)用新型簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)量靈敏性高，精度高，通用性強(qiáng)，能自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)且即儲(chǔ)存數(shù)據(jù)方便，性能穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011]本實(shí)用新型以幾何光學(xué)中透明度的光學(xué)定義為理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套組織工程角膜透明度測(cè)量裝置，根據(jù)光學(xué)透明度(以下簡(jiǎn)稱透明度)定義，一束平行光在組織工程角膜介質(zhì)傳播一段距離ZO后，只要能測(cè)量出傳播距離ZO前后光能流/和 Z比，就可以計(jì)算出組織工程角膜的透明度值，采用透明度數(shù)學(xué)模型可以把透明度直接轉(zhuǎn)換成以照度傳感器獲得的光照度關(guān)聯(lián)公式。
[0012]如圖1所示，本實(shí)施例主要包括兩個(gè)部分:硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。
[0013]硬件系統(tǒng)主要包括控制單元、組織工程角膜檢測(cè)執(zhí)行單元、信號(hào)傳輸單元、電源供應(yīng)單元等4部分組成。
[0014]控制單元包括:內(nèi)部插有數(shù)據(jù)采集卡的工控機(jī)1，在工控機(jī)顯示器的可視界面上，通過(guò)操作軟件界面直接控制檢測(cè)裝置開(kāi)始檢測(cè)、結(jié)束和其他一些功能的實(shí)現(xiàn)。
[0015]組織工程角膜檢測(cè)執(zhí)行單元包括:兩臺(tái)照度傳感器7-A、7_B ;兩個(gè)帶有小孔的金屬小盒9 ;帶有小孔的載物臺(tái)10 ;半透半反分光片11 ;具有抽屜式蓋子的金屬箱體12 ;小型半導(dǎo)體激光器13 ;分光片光學(xué)支架。運(yùn)行時(shí)半導(dǎo)體激光器13發(fā)出激光，通過(guò)分光片光學(xué)支架固定的半透半反分光片，分成兩束激光束，透射光束穿過(guò)要檢測(cè)的樣品8。兩束光束分別通過(guò)小孔落到兩臺(tái)照度傳感器上。
[0016]信號(hào)傳輸單元包括:數(shù)據(jù)電纜線2 ;接線盒3 ;照度傳感器自帶電纜線4。由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)通過(guò)照度傳感器自帶電纜線4傳輸?shù)浇泳€盒3，在由接線盒3通過(guò)數(shù)據(jù)電纜線2傳輸給控制單元。
[0017]電源供應(yīng)單元包括:電源線5 ;220V轉(zhuǎn)12_24V、50W的直流開(kāi)關(guān)電源6 ;小型半導(dǎo)體小型激光器專用電源適配器。由220V轉(zhuǎn)12-24V、50W的直流開(kāi)關(guān)電源6通過(guò)電源線給照度傳感器提供工作電壓，由小型半導(dǎo)體小型激光器專用電源適配器給激光器提供工作電壓。
[0018]軟性系統(tǒng)主要是分成了五個(gè)模塊:數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)回放模塊。
[0019]數(shù)據(jù)采集模塊:數(shù)據(jù)采集模塊由NI公司編程軟件完成，控制采集卡，為整個(gè)程序提供數(shù)據(jù)源。主要包括:初始化數(shù)據(jù)采集卡，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，停止采集等，其中初始化采集卡完成參數(shù)的設(shè)置。
[0020]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊:主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的電壓模擬信號(hào)向光照度，透漏率，衰減長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換以及透光率和衰減長(zhǎng)度平均值的計(jì)算。
[0021]數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊:主要有采集的模擬電壓、照度，透過(guò)率，衰減長(zhǎng)度的波形圖，顯示方式有圖形顯示和數(shù)值顯示。
[0022]數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊:在指定目錄下將處理過(guò)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件并且保存。數(shù)據(jù)以字符串保存，并以檢測(cè)時(shí)間為序，以便進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和過(guò)程描述。[0023]數(shù)據(jù)回放模塊:數(shù)據(jù)的回放調(diào)用，我們選取了衰減長(zhǎng)度變化曲線來(lái)進(jìn)行回放。
[0024]組織工程角膜透明度檢測(cè)方法具體包括以下步驟:
[0025]首先在檢測(cè)待測(cè)樣品8之前，我們先打開(kāi)工控機(jī)1，再把220V轉(zhuǎn)12_24V、50W的直流開(kāi)關(guān)電源6和小型半導(dǎo)體小型激光器專用電源適配器接入220V電源，打開(kāi)基于Lab VI Eff 8.6編寫(xiě)的程序,顯示角膜透明度檢測(cè)儀Iabview虛擬儀器前面板,運(yùn)行程序,點(diǎn)擊開(kāi)始采集按鈕，觀察透過(guò)率的值是否為1，若為1，可以檢測(cè)待測(cè)樣品8，若不為1，則通過(guò)調(diào)整分光片的光學(xué)支架，調(diào)整到透過(guò)率值為1，再繼續(xù)檢測(cè)待測(cè)樣品8。
[0026]開(kāi)始檢測(cè)樣品8，打開(kāi)具有抽屜式蓋子的金屬箱體的蓋子，用鑷子把待測(cè)樣品8放入到小孔直徑為8mm的載物臺(tái)10的小孔上，蓋上具有抽屜式蓋子的金屬箱體12的蓋子，在角膜透明度檢測(cè)儀Iabview虛擬儀器前面板上輸入待測(cè)樣品8的厚度，運(yùn)行程序，點(diǎn)擊開(kāi)始采集按鈕，就可以檢測(cè)到待測(cè)樣品8的透明度值。然后點(diǎn)擊退出并回放采集數(shù)據(jù)按鈕，就可以在數(shù)據(jù)列表中看到與時(shí)間相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)以及回放波形，同時(shí)我們也可以對(duì)存儲(chǔ)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。
[0027]本裝置利用激光器發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)1:1分光片，50%的光能流經(jīng)反射通過(guò)小孔進(jìn)入由一個(gè)照度傳感器檢測(cè)在該位置的光照度，另外的50%的光能流經(jīng)待測(cè)樣品投射通過(guò)小孔有另一個(gè)照度傳感器檢測(cè)在該位置的光照度，然后將這兩個(gè)光照度數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)處理，通過(guò)Iabview編程計(jì)算出透明度值和光照衰減長(zhǎng)度，從而實(shí)驗(yàn)待測(cè)樣品的透明度值。本裝置處于完全封閉的環(huán)境下，可以避免外界光強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的影響。
【權(quán)利要求】
1.組織工程角膜透明度檢測(cè)裝置，其特征在于:包括第一照度傳感器、第二照度傳感器、第一金屬盒、第二金屬盒、半透半反分光片、金屬箱體、小型半導(dǎo)體激光器和分光片光學(xué)支架； 金屬箱體的頂部設(shè)置小型半導(dǎo)體激光器，該小型半導(dǎo)體激光器正對(duì)裝在分光片光學(xué)支架上的半透半反分光片；其中經(jīng)半透半反分光片反射的激光通過(guò)第一金屬盒上的小孔進(jìn)入第一照度傳感器；經(jīng)半透半反分光片透射的激光依次通過(guò)待測(cè)角膜、第二金屬盒上的小孔進(jìn)入第二照度傳感器； 第一照度傳感器、第二照度傳感器均通過(guò)照度傳感器電纜線連接到接線盒，接線盒通過(guò)數(shù)據(jù)電纜線傳輸給工控機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01N21/59GK203465197SQ201320568152
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】李宏, 陶蒙, 李文康 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)