一種手持式分子影像導航裝置及系統的製作方法

2023-04-25 11:36:21

本申請涉及醫學影像技術領域，特別涉及一種手持式分子影像導航裝置及系統。

背景技術：

電刀是一種取代機械手術刀進行組織切割的電外科器械。高頻電刀原理是通過有效電極尖端產生的高頻高壓電流與肌體接觸時對組織進行加熱，實現對肌體組織的分離和凝固，從而起到切割和止血的目的。

無論是電刀還是普通的手術刀，亦或者是別的手術工具，由於手術部位微小，導致手術部位很難用肉眼清晰的看清楚，或者對於手術部位周邊組織病變的查看也不是很便利，通過MRI(核磁共振)成像等技術進行手術中的成像，不便於手術進行，通過內窺鏡等手段所得到的圖像信噪比較低，不易觀察，因此現在亟需一種在手術過程中方便成像的設備。

技術實現要素：

為了解決現有技術中手術中成像不便的問題，提出了一種手持式分子影像導航裝置及系統，通過在手術器件上承載紅外線光源以及光源接收模塊，獲得手術器件作用的手術部位的螢光造影圖像，用以指導手術。

本實用新型實施例提供了一種手持式分子影像導航裝置，包括，

手術器件支撐模塊，用於承載手術器件；

光源輸出模塊，用於容納光源的輸出部分；

成像接收模塊，用於容納輸出光的接收部分；

所述成像接收模塊與所述光源輸出模塊臨近設置，所述光源輸出模塊以及成像接收模塊設置於所述手術器件支撐模塊周邊。

本實用新型實施例還提供了一種手持式分子影像導航系統，包括如上述的手持式分子影像導航裝置，還包括：

光源裝置，用於產生不同波段的紅外線光；

所述手持式分子影像導航裝置，用於將所述不同波段的紅外線光傳輸並作用於手術部位的身體組織，獲取身體組織受到所述紅外線光激發後產生的輸出光；

成像採集裝置，用於接收所述輸出光，並分解所述輸出光得到用於分子影像成像的光。

由以上本申請實施例提供的技術方案可見，可以在手術器件周邊形成激發分子影像造影劑輸出與激發光不同頻譜的輸出光，能夠在手術期間對手術部位進行成像，並且通過光熱效應光源可以進一步達到手術中治療的目的。

當然實施本申請的任一產品或者方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本申請實施例一種手持式分子影像導航裝置的結構圖；

圖2所示為本實用新型實施例一種手持式分子影像導航系統的結構圖；

圖3所示為本實用新型實施例一種手持式分子影像導航系統的具體結構圖；

圖4所示為本實用新型實施例手持式分子影像導航裝置的截面示意圖；

圖5所示為本實用新型實施例成像採集裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。

如圖1所示為本申請實施例一種手持式分子影像導航裝置的結構圖，在本圖中描述了一種手術器件，通過在手術器件上集成紅外激發單元，對事先經過造影的手術部位進行紅外激發，並通過成像機構對造影部位進行成像的方式獲得高信噪比，並且由於與手術器件相結合併不會影響手術進行的裝置，該裝置具體包括：

手術器件支撐模塊101，用於承載手術器件；

光源輸出模塊102，用於容納光源的輸出部分；

成像接收模塊103，用於容納輸出光的接收部分；

所述成像接收模塊與所述光源輸出模塊臨近設置，所述光源輸出模塊以及成像接收模塊設置於所述手術器件支撐模塊周邊。

作為本實用新型的一個實施例，所述手術器件包括電刀、高頻電刀或手術刀。

其中，當手術器件為電刀、高頻電刀等設備時，該影像導航裝置還包括電刀等設備的絕緣壁、導線等部件，這些部件都是現有技術中電刀或者高頻電刀等設備中的部件，在本實用新型中不再贅述，手術器件還可以為手術鉗或者其它手術器件。

作為本實用新型的一個實施例，所述光源的輸出部分進一步用於，將所述光源傳輸至所述手術器件動作的手術部位。

其中，所述輸出部分可以包括光纖(還可以採用空氣傳輸)，所述光源包括第一波段的紅外線光(例如760nm-790nm波段的紅外線光)和第二波段的紅外線光(例如1100nm-1300nm波段的紅外線光)，還包括可見光源，以及光熱效應光源等，這些光源可以通過輸出部分將光線傳播至手術器件動作的手術部位，其中，第一波段的紅外線光以及第二波段的紅外線光可以用於激發分子影像造影劑的激發，所述光熱效應光源用於發射出另身體組織吸收並產生熱量的紅外線光(例如800nm-810nm波段的紅外線光)，這部分光熱效應光源可以進一步促進特定藥劑產生熱效應或者基於氧自由基的光動力效應，進一步殺死腫瘤細胞。

作為本實用新型的一個實施例，所述輸出光的接收部分進一步用於，接收並傳輸手術部位由於所述光源激發而產生的輸出光。

其中，所述接收部分可以包括寬波長光學探頭或者光纖，所述輸出光為手術器件動作的手術部位(手術器件作用的身體組織)，在所述手術部位中事先進行了分子影像的螢光造影，通過上述光源(特別是兩種波段的紅外線光)的激發，輸出造影部位被激發後的光，這部分輸出光通過寬波長光學探頭的採集或者光纖的傳輸，可以傳遞到遠端的成像單元(本圖中未示)，所述由手術部位反射的可見光也可以由所述接收部分接收並傳輸至遠端的成像單元。

作為本實用新型的一個實施例，所述成像接收模塊包裹所述光源輸出模塊，並圍繞於所述手術器件支撐模塊。

其中，所述裝置可以呈手柄狀，以便於使用者把持，並利用手術器件對手術部位進行手術操作。

通過本實用新型實施例的裝置，可以在手術器件周邊形成激發分子影像造影劑輸出與激發光不同頻譜的輸出光，能夠在手術期間對手術部位進行成像，並且通過光熱效應光源可以進一步達到手術中治療的目的。

如圖2所示為本實用新型實施例一種手持式分子影像導航系統的結構圖，在本圖中描述了一種手術時的成像系統，首先在手術部位上進行分子影像的螢光造影，通過光源裝置中設置不同波段的紅外線光源，以及如圖1所述實施例中的手持式分子影像導航裝置將紅外線光源傳輸至手術部位，並且通過手持式分子影像導航裝置接收手術部位的輸出光，並傳送給成像採集裝置，最終形成手術部位的影像，該系統包括：

光源裝置201，用於產生不同波段的紅外線光；

手持式分子影像導航裝置202，用於將所述不同波段的紅外線光傳輸並作用於手術部位的身體組織，獲取身體組織受到所述紅外線光激發後產生的輸出光；

成像採集裝置203，用於接收所述輸出光，並分解所述輸出光得到用於分子影像成像的光。

作為本實用新型的一個實施例，所述光源裝置進一步包括，第一波段的紅外線光源和第二波段的紅外線光源。

其中，所述第一波段的紅外線光源通過第一濾光片，輸出第一波段(例如為760nm-790nm)的紅外線光；所述第二波段的紅外線光源通過第二濾光片，輸出第二波段(例如為1100nm-1300nm)的紅外線光。

作為本實用新型的一個實施例，所述光源裝置還包括，可見光源以及光熱效應光源。

其中，所述可見光源通過第三濾光片使得可見光通過(例如400nmm-650nm波段的可見光)，所述光熱效應光源通過第四濾片使得例如為800nm-810nm波段的紅外線光通過。

作為本實用新型的一個實施例，所述手持式分子影像導航裝置中進一步包括：

手術器件支撐模塊，用於承載手術器件；

光源輸出模塊，用於容納光源的輸出部分，通過所述輸出部分連接於所述光源裝置；

成像接收模塊，用於容納輸出光的接收部分，通過所述接收部分連接於所述成像採集裝置；

所述成像接收模塊與所述光源輸出模塊臨近設置，所述光源輸出模塊以及成像接收模塊設置於所述手術器件支撐模塊周邊。

作為本實用新型的一個實施例，所述輸出部分進一步用於，將所述不同波段的紅外線光傳輸至所述手術器件動作的手術部位。

作為本實用新型的一個實施例，所述接收部分進一步用於，接收並傳輸手術部位由於所述光源激發而產生的輸出光。

作為本實用新型的一個實施例，所述成像採集裝置進一步包括，第一二向色分光稜鏡，將接收到的輸出光分為兩路，一路通過第五濾光片輸出第三波段的紅外線光，另一路通過第六濾光片輸出第四波段的紅外線光。

其中，所述第一二向色分光稜鏡將輸出光中的紅外線光通過不同波段的濾光片進行區分，所述第三波段的紅外線光例如為830nm-870nm波段的紅外線光，第四波段的紅外線光例如為1300nm-1700nm波段的紅外線光。

作為本實用新型的一個實施例，所述成像採集裝置進一步包括，第二二向色分光稜鏡，連接在所述第一二向色分光稜鏡與所述接收部分之間，將接收到的光信號分為兩路，一路通過可見光採集單元進行圖像採集，另一路傳送到所述第一二向色分光稜鏡。

其中，所述第二二向色分光稜鏡機將輸出光中的可見光部分傳送給可見光採集單元，例如彩色CCD相機，進行圖像採集，將輸出光中的紅外線光部分傳送給第一二向色分光稜鏡進行紅外線光的區分。

作為本實用新型的一個實施例，還包括顯示裝置，與所述成像採集裝置相連接，將接收到的不同波段的紅外線光進行處理和顯示，並還可以對所述可見光採集單元獲得的可見光進行處理和顯示。

作為本實用新型的一個實施例，所述手術器件包括電刀、高頻電刀或手術刀。

通過上述本實用新型實施例的系統，可以在手術過程中利用不同波段紅外線光進行術中的圖像顯示，並且還可以利用可見光進行顯示，還可以在手術過程中通過光熱效應對手術部位進行針對性的治療。

如圖3所示為本實用新型實施例一種手持式分子影像導航系統的具體結構圖，在本圖中描述了該手持式分子影像導航系統的整體結構，中間的探測區域為手術部位，在本例中以電刀為例作為手術器件進行說明，並不限制該手術器件為其它物品，該系統具體包括：

手持式分子影像導航裝置310，光源裝置320，成像採集裝置330，顯示裝置340。

其中，所述光源裝置320進一步包括，可見光光源321，第一紅外光源322，第二紅外光源323，光熱效應光源324，以及第三濾光片325，第一濾光片326，第二濾光片327，第四濾光片328。

所述可見光遠321可以為LED等光源，通過第三濾光片325可以輸出波段在400nm-659nm左右的可見光，第一紅外光源322通過第一濾光片326輸出波段在760nm-790nm的近紅外線光，第二紅外光遠323通過第二濾光片327輸出波段在1100nm-1300nm的近紅外線光，光熱效應光源324通過第四濾光片328可以輸出波段在800nm-810nm的近紅外線光，其中，以優選為輸出808nm的紅外線光。

其中，通過第一濾光片326的紅外線光可以對手術部位的表層身體組織中的螢光造影進行激發，通過第二濾光片327的紅外線光可以對手術部位的深層身體組織中的螢光造影進行激發，兩者可以分別對不同身體組織進行激發成像，並且通過第四濾光片328的紅外線光可以對手術中當前位置的身體組織進行照射，通過照射使特定的藥劑產生熱效應或者基於氧自由基的光動力效應進一步殺死腫瘤細胞。

所述手持式分子影像導航裝置310進一步包括，電刀支撐模塊311，光源輸出模塊312，光源接收模塊313。

所述電刀支撐模塊311上承載著電刀，並通過線纜等部件完成電刀的功能。

所述光源輸出模塊312包括了針對於可見光源、第一紅外光源、第二紅外光源以及光熱效應光源的傳輸而採用的光源輸出部分，例如可以為光纖(圖中黑點)，可以參看圖4所示為本實用新型實施例手持式分子影像導航裝置的截面示意圖，在該圖中包括用於傳輸第一紅外光源的光纖容納部3121，用於傳輸第二紅外光源的光纖容納部3122，用於傳輸可見光源的光纖容納部3123，用於傳輸光熱效應光源的光纖容納部3124，所有光纖容納部中都具有用於傳輸相應光源光線的光纖，並圍繞著電刀支撐模塊311。

當可見光源、第一紅外光源、第二紅外光源以及光熱效應光源發出的光，通過上述光源輸出模塊312中的光纖傳輸至電刀動作的手術部位後，光熱效應光源發出的紅外線光作用於病灶部位被身體組織吸收並產生熱量進行治療，所述第一紅外光源、第二紅外光源發出的紅外線光照射在被事先進行螢光造影后的身體組織上，對螢光造影溶劑進行激發，所述螢光造影溶劑被激發後產生輸出光，所述可見光源發出的可見光照射在身體組織上，也會產生可見光的反射光。

在圖4中還包括光源接收模塊313，所述光源接收模塊313可以為光纖或者寬波長光學探頭(圖中黑點代表光纖)，所述光纖或者寬波長光學探頭設置於前述光源輸出部分附近，以便於接收上述身體組織產生的輸出光或者反射光，該光源接收模塊313還包括用於容納接收輸出光以及反射光的光纖或者寬波長光學探頭的容納部3131，在本例中所述容納部3131套設於前述光源輸出模塊的各光纖容納部外，在其它的實施例中，所述容納部3131還可以如虛線所示的那樣，套設在整個電刀支撐模塊311以及所有光纖容納部之外，在容納部3131之中設置有所述接收輸出光和反射光的光纖或者寬波長光學探頭。

光源接收模塊中的光纖與光源輸出模塊中的光纖的排布位置在其它實施例中還可以為任意的位置關係，不做限制。

所述成像採集裝置330可以參考圖5所示為本實用新型實施例成像採集裝置的結構示意圖，在該圖中進一步包括，調焦模塊3301，第二二向色分光稜鏡3302，可見光採集單元3303，第一二向色分光稜鏡3304，第五濾光片3305，第一紅外線光採集單元3306，第六濾光片3307，第二紅外線光採集單元3308。

其中，調焦模塊3301將光源接收模塊313中光纖採集的輸出光以及反射光調焦，使之清晰聚焦，以便於後期採集單元採集光學信號。

第二二向色分光稜鏡3302用於將可見光以及紅外線光進行區分，另可見光(反射光)進入所述可見光採集單元3303進行光學信號的採集，在本例中可以為彩色ccd相機，另一部分紅外線光進入第一二向色分光稜鏡3304。在第二二向色分光稜鏡中，也可以將可見光以及紅外線光(包括不同波段的紅外線光)統稱為輸出光。

所述第一二向色分光稜鏡3304將紅外線光分為兩路，一路傳輸至第五濾光片3305，另一路傳輸至第六濾光片3307，通過所述第五濾光片3305的紅外線光為830nm-870nm波段範圍，通過所述第六濾光片3307的紅外線光為1300nm-1700nm波段範圍，並通過相應的第一紅外線光採集單元3306以及第二紅外線光採集單元3308進行圖像採集。由此，對身體組織經過螢光造影后的輸出光以及發射光都相應的進行了光學信號採集。

所述顯示裝置340分別與所述可見光採集單元3303、第一紅外線光採集單元3306以及第二紅外線光採集單元3308相連接，並將這些採集單元獲取的光學信號進行顯示。

通過上述本申請實施例中的裝置及系統，可以在手術過程中利用不同波段紅外線光進行術中的圖像顯示，並且還可以利用可見光進行顯示，還可以在手術過程中通過光熱效應對手術部位進行針對性的治療。

控制器可以按任何適當的方式實現，例如，控制器可以採取例如微處理器或處理器以及存儲可由該(微)處理器執行的計算機可讀程序代碼(例如軟體或固件)的計算機可讀介質、邏輯門、開關、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限於以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存儲器控制器還可以被實現為存儲器的控制邏輯的一部分。

上述實施例闡明的系統、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機晶片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。

為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。

本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。