[發明專利]一種氣囊式白光—輻光多模態內窺成像系統

在審

• 申請號: 201611141570.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106725257A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 康飛;汪靜;馬曉偉;曹旭;曹欣;張惠智
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/05;A61B1/06;A61B1/273;A61B1/31;A61B5/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 王芳

技術領域

本發明涉及內窺鏡成像系統。

背景技術

消化道系統腫瘤嚴重危害人類健康。當前臨床實踐中，其精準診斷的關鍵主要通過兩種方式：1.基于放射影像學(CT、MRI和PET等)的早期診斷及全身分期；2.基于內窺鏡(胃鏡或腸鏡)的直視診斷及同步活檢(或切除)。PET等放射影像學技術可對病變實現無創、全身評價，但無法對病變進行直視形態的觀察并同步進行病理活檢以最終明確良惡性質。而內窺鏡雖然可進行直視下的觀察及活檢，但觀察范圍僅限于消化道局部表面，無法對病變侵襲范圍和全身轉移情況進行全面評估。同時，由于缺乏必要的信號標識，內窺鏡下的信息和體外放射檢查的信息無法準確匹配。因此，臨床需要一種能夠在消化道中同時采集直視白光信息和分子影像信息的新型多模態內窺設備，并進行有效的圖像融合，以便更精準的對病灶的形態和代謝信息進行檢測。

臨床上的超聲內鏡及熒光內鏡均屬于多模態內窺鏡，但超聲內鏡額外提供的超聲信號僅可對局部病變對腸管的侵襲范圍進行探測，無法和CT、MRI、PET等全身檢查相匹配，也無法提供PET的分子影像信息；熒光內鏡雖然可提供分子影像信息，但光學信號穿透性及其有限，無法對其進行體外的全身評價，且經過審批可安全用于臨床的熒光分子影像示蹤劑極其有限，同時腸管深部的病變(如粘膜下或肌層中的間質瘤、神經內分泌腫瘤等)也可能因熒光信號穿透性限制而呈現假陰性。

文獻“Feasibility study of novel endoscopic Cerenkov luminescence imaging system in detecting and quantifying gastrointestinal disease:first human results”披露的一種核素-切倫科夫光內窺鏡可以在體內通過內窺鏡對18F-FDG PET探針與放射性信號伴隨發射的切倫科夫光信號進行探測，實現內窺鏡下良惡性組織區分，且該分子影像信息與體外PET信息可相互印證，并無需像熒光內鏡一樣額外注射熒光探針，是一種潛力巨大的多模態精準診斷工具。但是，由于切倫科夫光信號強度非常微弱，且穿透性有限，造成了該設備成像速度慢、成像視野狹小、成像深度淺等一系列不足，極大限制了此類核素-切倫科夫多模態內窺鏡的臨床應用。

輻射發光(下面簡稱輻光)是某些輻射發光化合物(如稀土類氧化物等)在β、γ、X等放射線激發下發出可見光的現象。文獻“Optical Imaging of Ionizing Radiation from Clinical Sources”已披露多種體內或體外應用此原理對切倫科夫光進行增強或實現光學設備檢測放射性信號的目的。輻光信號的光強度明顯高于切倫科夫光信號，且如果采用表面激發的成像方式則可克服穿透深度的限制，是實現內窺鏡直視信號與分子影像信號融合的更優方案。

然而，輻光成像存在分辨率的缺陷，必須使輻光物質與病灶緊密貼合方可實現高分辨率的成像，否則，散射的放射性射線會額外激發其他區域的輻光物質發光，嚴重增加成像噪聲，大大削弱成像的分辨率進而失去實用意義。既往有報道使用核醫學準直器可改善放射性射線的散射效應，提高動物實驗中圖像的分辨率(Boschi F,Spinelli AE,D'Ambrosio D,Calderan L,Marengo M and Sbarbati A 2009 Combined optical and single photon emission imaging:preliminary results Phys.Med.Biol.54 L57-62)，但鉛制準直器較為笨重，不易整合于內窺鏡系統中，因此，暫未見用于消化道的輻光內窺鏡。

發明內容

針對現有技術中的不足與缺陷，本發明旨在提供一種氣囊式白光-輻光多模態內窺成像系統，解決輻光成像的輻光物質無法緊貼病灶表面所造成的分辨率缺陷。

一種氣囊式輻光內窺成像系統，包括：

第二內窺鏡；

氣囊，與所述第二內窺鏡的一端相連接，所述氣囊的外壁上涂有熒光物質；

第二成像單元，與第二內窺鏡的另一端相連接。

進一步地，所述氣囊的最大膨脹直徑為3cm。

進一步地，所述熒光物質為輻光熒光物質。

進一步地，所述第二成像單元為EMCCD相機。

本發明還提供了一種氣囊式白光—輻光多模態內窺成像系統，包括：

第一內窺鏡；

光源，與所述第一內窺鏡的一端相連接，用于將光傳遞至所述第一內窺鏡以照明關注區域；