[發明專利]基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統、醫學成像系統

在審

• 申請號: 201810489411.X
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108888230A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 陳雪利;曹鴻昊;王楠;曹旭;詹勇華;陳多芳;梁繼民
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/00
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于醫學成像技術領域，公開了一種基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統、醫學成像系統，包括內鏡探頭、光纖傳像束、連接裝置、探測裝置以及計算與成像裝置，其中，連接裝置為錐形光纖，將內窺鏡與成像相機相連。本發明通過使用錐形光纖作為內窺鏡與成像相機的連接裝置，有效降低了契倫科夫內窺鏡系統的光信號損失，而且本發明結構簡單，貼合臨床應用要求。本發明的契倫科夫光信號采集率高，通過使用錐形光纖代替醫用內窺鏡轉接頭進行光纖傳像束和成像相機之間的連接，并使用金屬保護套完全的包裹錐形光纖，大幅降低轉接頭本身以及耦合部分造成的光信號損失，降低契倫科夫內窺鏡有效成像的信號采集時間，促進契倫科夫內窺鏡的臨床轉化。

技術領域

本發明屬于醫學成像技術領域，尤其涉及一種基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統、醫學成像系統。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：早在一百年前內窺鏡便已經被發明并應用于臨床，大大提高了消化道疾病的診斷精確度。隨著科技不斷發展，內窺鏡有了長足進步，但只是形態學成像，對于解剖學上相似的疾病的辨識度較低。因此，傳統白光內窺鏡在疾病尤其是腫瘤等早期檢查中作用不是很大。隨著分子影像的提出以及醫學影像技術的成熟，將形態學成像和分子影像整合到內窺鏡設備中成為一種新的內窺鏡設計思路。近幾年，契倫科夫成像技術作為一種新型的光學分子成像技術不斷發展，其成像過程可直接利用臨床可用的核素探針進行光學成像，從而使得光學分子成像的臨床轉化成為可能，且其成像結果與PET結果相比較，具有良好的一致性。但是契倫科夫光能量小，組織穿透力差，這也極大限制了契倫科夫成像技術的應用。針對這個問題，Kothapalli 等提出將契倫科夫成像與內窺鏡成像相結合的理論，將傳統光學光纖與內窺鏡結合，直接使用CCD相機拍攝內窺鏡的目鏡端口，成像結果顯示腫瘤區域比周邊區域有更高的信號強度；其后，Cao等采用轉接鏡頭將電子倍增CCD相機與軟管內窺鏡無縫集成，完成契倫科夫內窺鏡的組裝，使其更適合于臨床應用； Song等采用轉接鏡頭連接電子倍增CCD相機與硬管醫學腹腔鏡完成了契倫科夫內窺鏡的組裝。然而，對比實驗結果表明采用轉接鏡頭組裝契倫科夫內窺鏡會造成契倫科夫光的更多損失，降低契倫科夫內窺鏡的采集效率。目前，普通醫用內窺鏡與EMCCD相機通過轉接鏡頭連接而成的契倫科夫內窺鏡系統對于契倫科夫光信號采集時間一般需五分鐘之久，極大限制了契倫科夫內窺鏡的臨床應用。致使契倫科夫內窺鏡信號采集效率低的重要原因便是光信號在內窺鏡系統中的損失過大，契倫科夫光信號在整個系統中衰減達93％以上，而轉接鏡頭導致的信號損失為其中主要部分。

綜上所述，現有技術存在的問題是：目前普通醫用內窺鏡與EMCCD相機通過轉接鏡頭連接而成的契倫科夫內窺鏡系統信號采集效率低，光信號在內窺鏡系統中的損失過大，其成像需要時間較長，極大限制契倫科夫內窺鏡的臨床應用。

解決上述技術問題的難度和意義：

難度：如何降低契倫科夫內窺鏡系統本身造成的信號損失率；

意義：提高契倫科夫內窺鏡信號采集效率，減少成像時間，使契倫科夫內窺鏡更快速向臨床應用進行轉化。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統、醫學成像系統。

本發明是這樣實現的，一種基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統，所述基于錐形光纖連接的契倫科夫內窺鏡系統包括：

內鏡探頭，用于采集生物體靶向目標白光信號和契倫科夫熒光信號；

光纖傳像束，用于傳輸所述白光信號以及所述契倫科夫熒光信號；

連接裝置，由錐形光纖與其保護套管組成，與所述光纖傳像束另一端相連接，用于連接光纖傳像束與探測裝置，傳遞所述光纖傳像束傳輸的白光信號以及契倫科夫熒光信號；

探測裝置，由微弱信號高靈敏度探測器組成，與所述連接裝置另一端相連接，用于收集所述經連接裝置傳遞的白光信號以及契倫科夫熒光信號，獲取白光圖像和契倫科夫熒光圖像；