CN105816241A - 一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜 - Google Patents

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侯立军
王超群
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李雅
王君玉
陈涛
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Abstract

本发明涉及一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，包括激发光源、镜片、镜框、镜腿和荧光显影剂。激发光源位于镜框上方，包括灯源和内置锂电池，灯源能够发出波长为435‑450nm的蓝光，镜片上贴附防蓝光保护膜，保护术者眼睛，镜腿和镜框通过螺丝相关节，活动度为0‑90度。荧光显影剂为5‑氨基乙酰丙酸(5‑ALA)。本发明可以精确定位肿瘤边界，为实现术中全切肿瘤提供依据，激发光发出后通过肉眼即可看到肿瘤组织的轮廓，不需要经过导光系统的传导及复杂的图像处理过程，具有立体视觉。本设备不仅结构简单、设计合理、易于实现，而且体积小、容易携带，适于对荧光显影剂敏感的肿瘤，如脑胶质瘤等的精确切除。

Description

一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜
技术领域
本发明属于临床医学外科学，具体涉及一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜。
背景技术
癌症是导致人类死亡的最主要原因之一。据世界卫生组织统计，2012年癌症导致全球范围内约8,360,000人死亡，占慢性非感染性死亡人数的22％(38,000,000)。肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化而形成的新生物，癌症则是指起源于上皮组织的恶性肿瘤。随着世界医疗水平的不断进步，许多肿瘤可以通过外科干预的方式予以切除，但是在实际操作过程中仍存在许多问题。导致外科治疗失败的主要原因是许多恶性肿瘤侵犯周围组织，很难确定肿瘤边界，这就可能导致：1、术中无法全切肿瘤组织，导致残留，复发率极高；2、正常组织切除过多，影响机体正常功能，弊大于利。
为了实现“精准医疗”，准确切除肿瘤组织，世界范围内做了很多努力，主要包括两个方面的研究，即影像学研究和荧光显像研究。影像学研究方面，人们最早使用碘油进行血管造影，但是这种方法需要X线辅助照射，对医务人员辐射损伤巨大，而且碘油本身对人体有害；近年来，最先进的影像导航系统是美国哈佛大学的AMIGO(Advanced Multimodality Image Guided Operating)实验室或称杂交手术室，可以对病变组织进行术中CT、术中MRI、术中血管造影和术中导航，精确定位并处理病变组织。但是该手术室设备庞大、代价高昂，普及十分困难，目前是全球唯一的杂交手术室。荧光显像研究方面，关键在于荧光显像材料的研究，目前许多基础、临床发现了术中肿瘤荧光显影剂，但大多仅限于动物实验，很少应用于临床。中国专利文献CN200910263980.3公开了一种肿瘤外科术中荧光导航系统，但是该专利设计也存在相应问题：1、设备复杂，操作困难，需要摄像和图像显示、处理装置，十分昂贵；2、只能显示二维图像，三维图像需要通过专业的图像处理软件才能生成；3、关于实施例描述不够详尽，尤其对荧光材料的用法用量描述不清。因此，为了准确定位肿瘤边界，实现术中全切肿瘤，并将术中荧光导航技术广泛应用于肿瘤外科手术中，亟须研究一种相对简单、便于携带、易于实现的肿瘤术中显像设备。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，可以精确定位肿瘤边界，为实现术中全切肿瘤提供依据，不仅结构简单、设计合理、易于实现，而且激发光发出后通过肉眼即可看到肿瘤组织的轮廓，不需要经过导光系统的传导及复杂的图像处理过程，具有立体视觉。同时，该发明将激发光源和显像功能集中到一副眼镜上，体积小、容易携带，可以促进术中荧光导航技术的广泛应用，保护术者的眼睛。
本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明包括激发光源、镜片、镜框、镜腿和荧光显影剂。激发光源位于镜框上方，包括灯源和内置锂电池，灯源能够发出波长为435-450nm的蓝光，镜片上贴附防蓝光保护膜，保护术者的眼睛，镜腿和镜框通过螺丝相关节，活动度为0-90度。
荧光显影剂为5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)。5-ALA是一种人体内源性物质，广泛存在与机体中，本身不具有光动力效应，但其代谢后产生可原卟啉，原卟啉在蓝光或紫外光的激发下能发出红色荧光。原卟啉在正常组织中2-4小时即可彻底降解，而在肿瘤组织则需要12-24小时。肿瘤组织和周围正常组织的原卟啉含量的差异，使得组织在接受激光照射后荧光发射光谱产生差异，因而可以通过特征性的光谱区分正常组织和肿瘤组织。
手术病人麻醉前3小时口服5-ALA，手术时打开正常组织，显露肿瘤组织后，打开激发光源的电源开关，由于此时肿瘤组织蓄积了大量的原卟啉，而周围正常组织的原卟啉已经彻底降解，所以可以观察到肿瘤组织发出红色荧光，根据荧光范围确定肿瘤边界，实现肿瘤全切。
进一步地，所述激发光源前面设有电源开关，用于切换灯源开关状态，内置锂电池额定电压为3.7V，额定电流为1350mAh，可续航2.5-3小时，功耗＜1.35W，电源开关、内置锂电池和灯源之间通过导线串联。
进一步地，所述镜腿和激发光源的外壳采用记忆钛合金材料，镜腿为薄片状，流线型，尾部稍细，长125-156mm。
进一步地，所述镜框契合镜片形状，采用记忆钛合金材料，长79-142mm。
进一步地，所述镜片为曲面椭圆形，采用天然树脂材料，长33-60mm，宽22-38mm；左、右两侧相同，相距13-22mm，两侧镜片上均附防蓝光防护膜；防蓝光防护膜材料为钢化玻璃，大小与镜片相同，厚度为0.1mm-0.5mm，镜框和镜片通过卡槽相连接。
进一步地，所述荧光显影剂服用时加入50ml饮用水中，剂量为20mg/kg。
本发明的有益效果如下：(1)本发明的这种肿瘤术中导航眼镜，可以精确定位肿瘤边界，为实现术中全切肿瘤提供依据；(2)本发明的这种肿瘤术中导航眼镜，激发光发出后通过肉眼即可看到肿瘤组织的轮廓，不需要经过导光系统的传导及复杂的图像处理过程，具有立体视觉；(3)、本发明的眼镜镜片上设置有防蓝光保护膜，对术者眼镜进行保护，防止激发光损伤；(4)、本设备激发光源设置在眼镜上，整个设备不仅结构简单、设计合理、易于实现，而且体积小、容易携带，可以促进术中荧光导航技术的广泛应用，适于对荧光显影剂敏感的肿瘤组织，如脑胶质瘤、鼻咽癌、胃癌、大肠癌、子宫癌、阴道癌、卵巢癌、膀胱癌、支气管癌、胆管癌、胰腺癌等的精确切除。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的激发光源结构示意图。
图3为本发明的镜片结构示意图。
附图中的标号分别为：1、激发光源，2、镜片，3、镜框，4、镜腿，5、灯源，6、内置锂电池，7、防蓝光保护膜，8、螺丝，9、电源开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本发明的实施例如图1至图3所示，本发明包括激发光源1、镜片2、镜框3、镜腿4和荧光显影剂。激发光源1位于镜框3上方，包括灯源5和内置锂电池6，灯源5能够发出波长为435-450nm的蓝光，镜片2上贴附防蓝光保护膜7，保护术者的眼睛，镜腿4和镜框3通过螺丝8相关节，活动度为0-90度。荧光显影剂为5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)。5-ALA是一种人体内源性物质，广泛存在与机体中，本身不具有光动力效应，但其代谢后产生可原卟啉，原卟啉在蓝光或紫外光的激发下能发出红色荧光。原卟啉在正常组织中2-4小时即可彻底降解，而在肿瘤组织则需要12-24小时。肿瘤组织和周围正常组织的原卟啉含量的差异，使得组织在接受激光照射后荧光发射光谱产生差异，因而可以通过特征性的光谱区分正常组织和肿瘤组织。手术病人麻醉前3小时口服5-ALA，手术时打开正常组织，显露肿瘤组织后，打开激发光源1的电源开关9，由于此时肿瘤组织蓄积了大量的原卟啉，而周围正常组织的原卟啉已经彻底降解，所以可以观察到肿瘤组织发出红色荧光，根据荧光范围确定肿瘤边界，实现肿瘤全切。
本实施例中，激发光源1前面设有电源开关9，用于切换灯源5开关状态，内置锂电池6额定电压为3.7V，额定电流为1350mAh，可续航2.5-3小时，功耗＜1.35W，电源开关、内置锂电池和灯源之间通过导线串联。本实施例中，镜腿4和激发光源1的外壳采用记忆钛合金材料，镜腿4为薄片状，流线型，尾部稍细，长125-156mm。
本实施例中，镜框3契合镜片2形状，采用记忆钛合金材料，长79-142mm。
本实施例中，镜片2为曲面椭圆形，采用天然树脂材料，长33-60mm，宽22-38mm；左、右两侧相同，相距13-22mm，两侧镜片2上均附防蓝光防护膜7；防蓝光防护膜7材料为钢化玻璃，大小与镜片2相同，厚度为0.1mm-0.5mm，镜框3和镜片2通过卡槽相连接。
本实施例中，荧光显影剂服用时加入50ml饮用水中，剂量为20mg/kg。
本发明的这种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，可以精确定位肿瘤边界，为实现术中全切肿瘤提供依据，激发光发出后通过肉眼即可看到肿瘤组织的轮廓，不需要经过导光系统的传导及复杂的图像处理过程，具有立体视觉，同时眼镜镜片上设置有防蓝光保护膜，对术者眼镜进行保护，防止激发光损伤。本设备激发光源设置在眼镜上，整个设备不仅结构简单、设计合理、易于实现，而且体积小、容易携带，可以促进术中荧光导航技术的广泛应用，适于对荧光显影剂敏感的肿瘤组织，如脑胶质瘤、鼻咽癌、胃癌、大肠癌、子宫癌、阴道癌、卵巢癌、膀胱癌、支气管癌、胆管癌、胰腺癌等的精确切除。
以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，除上述实例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，包括激发光源(1)、镜片(2)、镜框(3)、镜腿(4)和荧光显影剂；激发光源(1)位于镜框(3)上方，包括灯源(5)和内置锂电池(6)，灯源(5)能够发出波长为435-450m的蓝光，镜片(2)上贴附防蓝光保护膜(7)，保护术者眼睛，镜腿(4)和镜框(3)通过螺丝(8)相关节，活动度为0-90度；
荧光显影剂为5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)，手术病人麻醉前3小时口服5-ALA，手术时打开正常组织，显露肿瘤组织后，打开激发光源(1)，可以观察到肿瘤组织发出红色荧光，根据荧光范围确定肿瘤边界，实现肿瘤全切。
2.根据权利要求1所述的用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，其特征在于，所述激发光源(1)前面设有电源开关(9)，用于切换灯源(5)开关状态，内置锂电池(6)额定电压为3.7V，额定电流为1350mAh，可续航2.5-3小时，功耗＜1.35W，电源开关(9)、内置锂电池(6)和灯源(5)之间通过导线串联。
3.根据权利要求1所述的用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，其特征在于，所述镜腿(4)和激发光源(1)的外壳采用记忆钛合金材料，镜腿(4)为薄片状，流线型，尾部稍细，长125-156mm。
4.根据权利要求1所述的用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，其特征在于，所述镜框(3)契合镜片(2)形状，采用记忆钛合金材料，长79-142mm。
5.根据权利要求1所述的用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，其特征在于，所述镜片(2)为曲面椭圆形，采用天然树脂材料，长33-60mm，宽22-38mm；左、右两侧相同，相距13-22mm，两侧镜片(2)上均附防蓝光防护膜(7)；防蓝光防护膜(7)材料为钢化玻璃，大小与镜片(2)相同，厚度为0.1mm-0.5mm，镜框(3)和镜片(2)通过卡槽相连接。
6.根据权利要求1所述的用于精确切除肿瘤的术中荧光导航眼镜，其特征在于，所述荧光显影剂服用时加入50ml饮用水中，剂量为20mg/kg。
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