內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及內(nèi)窺熒光成像技術(shù)，特別是關(guān)于一種內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

穿刺是一種常用的活檢方法，具有侵入性低、創(chuàng)口小、能直接取出分泌物進(jìn)行病理檢查的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)穿刺方法主要依靠術(shù)前的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，具有一定盲刺性。基于超聲引導(dǎo)技術(shù)的穿刺可以實(shí)時(shí)對(duì)穿刺部位進(jìn)行定位，然而超聲分辨率較低，觀察不到微小的腫瘤病灶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)，以提供實(shí)時(shí)組織內(nèi)部圖像與疑似病灶位置信號(hào)，進(jìn)行有目的性的穿刺。該內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)包括：微控制器、內(nèi)窺熒光成像設(shè)備、穿刺設(shè)備、內(nèi)窺鏡、穿刺針、信號(hào)輸入設(shè)備及信號(hào)輸出設(shè)備；所述微控制器與所述內(nèi)窺熒光成像設(shè)備、穿刺設(shè)備、信號(hào)輸入設(shè)備及信號(hào)輸出設(shè)備分別連接，所述穿刺設(shè)備連接所述穿刺針，所述內(nèi)窺熒光成像設(shè)備連接所述內(nèi)窺鏡；

所述內(nèi)窺熒光成像設(shè)備用于對(duì)待穿刺的組織進(jìn)行成像，得到可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，并將所述可見(jiàn)光圖像及熒光圖像通過(guò)所述微控制器輸出至所述信號(hào)輸出設(shè)備；

所述信號(hào)輸入設(shè)備輸出穿刺控制信號(hào)并傳輸至所述微控制器；

所述微控制器根據(jù)所述穿刺控制信號(hào)生成穿刺控制指令并輸出至所述穿刺設(shè)備；

所述穿刺設(shè)備根據(jù)所述穿刺控制指令對(duì)所述組織進(jìn)行穿刺。

一實(shí)施例中，所述微控制器還用于接收所述穿刺設(shè)備反饋的穿刺深度信息，并將所述穿刺深度信息輸出至所述信號(hào)輸出設(shè)備，供所述信號(hào)輸入設(shè)備基于所述穿刺深度信息、所述可見(jiàn)光圖像及熒光圖像輸出所述穿刺控制信號(hào)至所述微控制器。

一實(shí)施例中，所述內(nèi)窺熒光成像設(shè)備包括：

激光光源，用于激發(fā)組織上的熒光染料發(fā)出近紅外波段熒光；

白光光源，用于提供所述組織的內(nèi)部照明光；

二向色分光光路，用于將由所述近紅外波段熒光及所述組織反射出的可見(jiàn)光組成的出射光分成兩路；

熒光相機(jī)，連接所述二向色分光光路，用于對(duì)所述近紅外波段熒光進(jìn)行成像，得到所述熒光圖像；

彩色相機(jī)，連接所述二向色分光光路，用于對(duì)所述可見(jiàn)光進(jìn)行成像，得到所述可見(jiàn)光圖像。

一實(shí)施例中，所述穿刺設(shè)備包括：泵控制器，氣泵，氣體導(dǎo)管，活塞，穿刺連桿；所述泵控制器連接所述微控制器及所述氣泵，所述氣泵連接所述氣體導(dǎo)管，所述活塞設(shè)置在所述氣體導(dǎo)管中，所述穿刺連桿一端固定在所述活塞上，另一端連接所述穿刺針；

所述泵控制器根據(jù)所述穿刺控制指令控制所述氣泵對(duì)所述氣體導(dǎo)管進(jìn)行抽氣或送氣，控制所述活塞運(yùn)動(dòng)，從而控制所述穿刺針對(duì)所述組織進(jìn)行穿刺。

一實(shí)施例中，所述內(nèi)窺鏡中設(shè)置用于容置所述穿刺針的圓孔通道。

一實(shí)施例中，所述信號(hào)輸入設(shè)備為腳踏板，用于采用腳踏方式向所述微控制器輸入所述穿刺控制信號(hào)。

一實(shí)施例中，所述信號(hào)輸出設(shè)備包括，顯示器，用于顯示所述穿刺深度信息、所述可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，供所述信號(hào)輸入設(shè)備輸出所述穿刺控制信號(hào)至所述微控制器。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以提供實(shí)時(shí)組織內(nèi)部圖像與疑似病灶位置信號(hào)，進(jìn)行有目的性的穿刺，提高了腫瘤檢出率。

當(dāng)然實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或者方法必不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)窺熒光成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的穿刺設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

白光內(nèi)窺鏡作為一種生物體組織檢查工具，能夠提供清晰質(zhì)量的彩色圖像。通過(guò)對(duì)病人注射吲哚菁綠等熒光染料，可以進(jìn)行內(nèi)窺式激發(fā)熒光成像。由于吲哚菁綠在病變組織的分布要高于正常組織，內(nèi)窺式熒光成像可以在微創(chuàng)的情況下觀察病變部位，具有高靈敏度、高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。

基于內(nèi)窺式熒光成像技術(shù)，本發(fā)明提供了一種內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)，如圖1所示，內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)包括：微控制器1、內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2、穿刺設(shè)備3、內(nèi)窺鏡4、穿刺針5、信號(hào)輸入設(shè)備6及信號(hào)輸出設(shè)備7。

微控制器1與內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2、穿刺設(shè)備3、信號(hào)輸入設(shè)備6及信號(hào)輸出設(shè)備7分別連接，穿刺設(shè)備3連接穿刺針5，內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2連接內(nèi)窺鏡4。

內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2可以對(duì)待穿刺的組織進(jìn)行成像，得到可見(jiàn)光圖像及熒光圖像。內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2可以將可見(jiàn)光圖像及熒光圖像發(fā)送給微控制器1，微控制器1將可見(jiàn)光圖像及熒光圖像輸出至信號(hào)輸出設(shè)備7進(jìn)行顯示及分析操作。

信號(hào)輸入設(shè)備6可以產(chǎn)生穿刺控制信號(hào)，然后將該穿刺控制信號(hào)傳輸至微控制器7。微控制器1接收該穿刺控制信號(hào)后，可以根據(jù)該穿刺控制信號(hào)生成穿刺控制指令并輸出至穿刺設(shè)備3。

穿刺設(shè)備3接收到上述穿刺控制指令后，可以根據(jù)該穿刺控制指令對(duì)上述待穿刺的組織進(jìn)行穿刺取樣。

本發(fā)明實(shí)施例中，穿刺設(shè)備3可以在完成每次穿刺之后，向微控制器1輸出對(duì)應(yīng)的穿刺深度信息，微控制器1接收該穿刺設(shè)備反饋的穿刺深度信息，并將該穿刺深度信息輸出至信號(hào)輸出設(shè)備7。根據(jù)信號(hào)輸出設(shè)備7收到的穿刺深度信息、可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，可以供操作者利用信號(hào)輸入設(shè)備6輸出穿刺控制信號(hào)至微控制器1。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，如圖2所示，內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2包括：激光光源201，白光光源202，彩色相機(jī)203，熒光相機(jī)204及二向色分光光路205。

激光光源201可以提供特定波長(zhǎng)的光，用于激發(fā)組織上的熒光染料發(fā)出近紅外波段熒光。

白光光源202，用于提供所述組織的內(nèi)部照明光。

除了激光光源201激發(fā)出的近紅外波段熒光，組織本身可以反射出可見(jiàn)光。近紅外波段熒光及可見(jiàn)光作為出射光，進(jìn)入二向色分光光路205，二向色分光光路205可以將出射光分成兩路，即從出射光中重新分出近紅外波段熒光及可見(jiàn)光。

熒光相機(jī)204連接二向色分光光路205，二向色分光光路205將分出的近紅外波段熒光傳送給熒光相機(jī)204，熒光相機(jī)204對(duì)近紅外波段熒光進(jìn)行成像，得到熒光圖像。

具體實(shí)施時(shí)，熒光染料可以為吲哚菁綠等，通過(guò)對(duì)病人注射熒光染料，可以進(jìn)行組織內(nèi)窺式激發(fā)熒光成像。由于吲哚菁綠在病變組織的分布要高于正常組織，內(nèi)窺式熒光成像可以在不需開(kāi)腹的情況下觀察病變部位，具有高靈敏度、高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。

彩色相機(jī)203，連接二向色分光光路205，二向色分光光路205將分出的可見(jiàn)光傳輸給彩色相機(jī)203，彩色相機(jī)203用于對(duì)可見(jiàn)光進(jìn)行成像，得到可見(jiàn)光圖像。

內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2連接至微控制器1，可以向微控制器1實(shí)時(shí)地發(fā)送熒光圖像以及可見(jiàn)光圖像。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，如圖1及圖3所示，穿刺設(shè)備3包括：泵控制器305，氣泵304，氣體導(dǎo)管303，活塞302，穿刺連桿301。泵控制器305連接微控制器1及氣泵304，氣泵304連接氣體導(dǎo)管303，活塞302設(shè)置在氣體導(dǎo)管303中，穿刺連桿301一端固定在活塞302上，另一端連接穿刺針5。

穿刺設(shè)備3具體工作時(shí)，氣體導(dǎo)管303提供密閉的氣流通路，泵控制器305根據(jù)穿刺控制指令控制氣泵304對(duì)氣體導(dǎo)管303進(jìn)行抽氣或送氣，提供活塞302的動(dòng)力，控制活塞運(yùn)動(dòng)，在活塞302的帶動(dòng)下，與穿刺連桿301連接的穿刺針5前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)組織的穿刺。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，內(nèi)窺鏡4中設(shè)置用于容置穿刺針5的圓孔通道，將穿刺針5集成在內(nèi)窺鏡4中。

穿刺設(shè)備3在進(jìn)行穿刺過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)向微控制器1提供穿刺針5運(yùn)動(dòng)的位移信息。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，微控制器1在接收到內(nèi)窺熒光成像設(shè)備2的熒光圖像以及可見(jiàn)光圖像后，以及接收到穿刺設(shè)備3輸出的位移信息后，可以進(jìn)行濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等操作。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，信號(hào)輸出設(shè)備7可以包括顯示器，用于顯示穿刺深度信息、可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，根據(jù)可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，操作者可以隨時(shí)調(diào)整內(nèi)窺鏡的位置，實(shí)現(xiàn)精確的穿刺定位。根據(jù)穿刺深度信息、可見(jiàn)光圖像及熒光圖像，操作者可以控制信號(hào)輸入設(shè)備6發(fā)出穿刺控制信號(hào)至微控制器1。

作為本發(fā)明的一實(shí)施例，信號(hào)輸入設(shè)備6可以為腳踏板，用于采用腳踏方式向微控制器1輸入穿刺控制信號(hào)(可以為腳踏力度信息)，通過(guò)該穿刺控制信號(hào)，控制模塊1可以操縱穿刺設(shè)備3控制穿刺針5的前進(jìn)與后退。

本發(fā)明利用內(nèi)窺式熒光成像輔助穿刺系統(tǒng)，利用了內(nèi)窺是成像對(duì)組織及病變區(qū)域同時(shí)成像的特點(diǎn)及高靈敏度、高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，可以在可見(jiàn)光成像與熒光成像的引導(dǎo)下進(jìn)行穿刺活檢，定位出疑似病灶，引導(dǎo)穿刺針進(jìn)行有目的性的穿刺，提高了腫瘤等病灶的檢出率，同時(shí)減少盲目穿刺帶來(lái)的不必要?jiǎng)?chuàng)傷。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。