CN106236265B - 一种手持式分子影像导航装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及医学影像技术领域，特别涉及一种手持式分子影像导航装置及系统，其中装置，包括，手术器件支撑模块，用于承载手术器件；光源输出模块，用于容纳光源的输出部分；成像接收模块，用于容纳输出光的接收部分；所述成像接收模块与所述光源输出模块临近设置，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，可以在手术器件周边形成激发分子影像造影剂输出与激发光不同频谱的输出光，能够在手术期间对手术部位进行成像，并且通过光热效应光源可以进一步达到手术中治疗的目的。
Description
技术领域
本申请涉及医学影像技术领域，特别涉及一种手持式分子影像导航装置及系统。
背景技术
电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械。高频电刀原理是通过有效电极尖端产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。
无论是电刀还是普通的手术刀，亦或者是别的手术工具，由于手术部位微小，导致手术部位很难用肉眼清晰的看清楚，或者对于手术部位周边组织病变的查看也不是很便利，通过MRI(核磁共振)成像等技术进行手术中的成像，不便于手术进行，通过内窥镜等手段所得到的图像信噪比较低，不易观察，因此现在亟需一种在手术过程中方便成像的设备。
发明内容
为了解决现有技术中手术中成像不便的问题，提出了一种手持式分子影像导航装置及系统，通过在手术器件上承载红外线光源以及光源接收模块，获得手术器件作用的手术部位的荧光造影图像，用以指导手术。
本发明实施例提供了一种手持式分子影像导航装置，包括，
手术器件支撑模块，用于承载手术器件；
光源输出模块，用于容纳光源的输出部分；
成像接收模块，用于容纳输出光的接收部分；
所述成像接收模块与所述光源输出模块临近设置，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。
本发明实施例还提供了一种手持式分子影像导航系统，包括如上述的手持式分子影像导航装置，还包括：
光源装置，用于产生不同波段的红外线光；
所述手持式分子影像导航装置，用于将所述不同波段的红外线光传输并作用于手术部位的身体组织，获取身体组织受到所述红外线光激发后产生的输出光；
成像采集装置，用于接收所述输出光，并分解所述输出光得到用于分子影像成像的光。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，可以在手术器件周边形成激发分子影像造影剂输出与激发光不同频谱的输出光，能够在手术期间对手术部位进行成像，并且通过光热效应光源可以进一步达到手术中治疗的目的。
当然实施本申请的任一产品或者方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本申请实施例一种手持式分子影像导航装置的结构图；
图2所示为本发明实施例一种手持式分子影像导航系统的结构图；
图3所示为本发明实施例一种手持式分子影像导航系统的具体结构图；
图4所示为本发明实施例手持式分子影像导航装置的截面示意图；
图5所示为本发明实施例成像采集装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示为本申请实施例一种手持式分子影像导航装置的结构图，在本图中描述了一种手术器件，通过在手术器件上集成红外激发单元，对事先经过造影的手术部位进行红外激发，并通过成像机构对造影部位进行成像的方式获得高信噪比，并且由于与手术器件相结合并不会影响手术进行的装置，该装置具体包括：
手术器件支撑模块101，用于承载手术器件；
光源输出模块102，用于容纳光源的输出部分；
成像接收模块103，用于容纳输出光的接收部分；
所述成像接收模块与所述光源输出模块临近设置，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。
作为本发明的一个实施例，所述手术器件包括电刀、高频电刀或手术刀。
其中，当手术器件为电刀、高频电刀等设备时，该影像导航装置还包括电刀等设备的绝缘壁、导线等部件，这些部件都是现有技术中电刀或者高频电刀等设备中的部件，在本发明中不再赘述，手术器件还可以为手术钳或者其它手术器件。
作为本发明的一个实施例，所述光源的输出部分进一步用于，将所述光源传输至所述手术器件动作的手术部位。
其中，所述输出部分可以包括光纤(还可采用空气传输)，所述光源包括第一波段的红外线光(例如760nm-790nm波段的红外线光)和第二波段的红外线光(例如1100nm-1300nm波段的红外线光)，还包括可见光源，以及光热效应光源等，这些光源可以通过输出部分将光线传播至手术器件动作的手术部位，其中，第一波段的红外线光以及第二波段的红外线光可以用于激发分子影像造影剂的激发，所述光热效应光源用于发射出另身体组织吸收并产生热量的红外线光(例如800nm-810nm波段的红外线光)，这部分光热效应光源可以进一步促进特定药剂产生热效应或者基于氧自由基的光动力效应，进一步杀死肿瘤细胞。
作为本发明的一个实施例，所述输出光的接收部分进一步用于，接收并传输手术部位由于所述光源激发而产生的输出光。
其中，所述接收部分可以包括宽波长光学探头或者光纤，所述输出光为手术器件动作的手术部位(手术器件作用的身体组织)，在所述手术部位中事先进行了分子影像的荧光造影，通过上述光源(特别是两种波段的红外线光)的激发，输出造影部位被激发后的光，这部分输出光通过宽波长光学探头的采集或者光纤的传输，可以传递到远端的成像单元(本图中未示)，所述由手术部位反射的可见光也可以由所述接收部分接收并传输至远端的成像单元。
作为本发明的一个实施例，所述成像接收模块包裹所述光源输出模块，并围绕于所述手术器件支撑模块。
其中，所述装置可以呈手柄状，以便于使用者把持，并利用手术器件对手术部位进行手术操作。
通过本发明实施例的装置，可以在手术器件周边形成激发分子影像造影剂输出与激发光不同频谱的输出光，能够在手术期间对手术部位进行成像，并且通过光热效应光源可以进一步达到手术中治疗的目的。
如图2所示为本发明实施例一种手持式分子影像导航系统的结构图，在本图中描述了一种手术时的成像系统，首先在手术部位上进行分子影像的荧光造影，通过光源装置中设置不同波段的红外线光源，以及如图1所述实施例中的手持式分子影像导航装置将红外线光源传输至手术部位，并且通过手持式分子影像导航装置接收手术部位的输出光，并传送给成像采集装置，最终形成手术部位的影像，该系统包括：
光源装置201，用于产生不同波段的红外线光；
手持式分子影像导航装置202，用于将所述不同波段的红外线光传输并作用于手术部位的身体组织，获取身体组织受到所述红外线光激发后产生的输出光；
成像采集装置203，用于接收所述输出光，并分解所述输出光得到用于分子影像成像的光。
作为本发明的一个实施例，所述光源装置进一步包括，第一波段的红外线光源和第二波段的红外线光源。
其中，所述第一波段的红外线光源通过第一滤光片，输出第一波段(例如为760nm-790nm)的红外线光；所述第二波段的红外线光源通过第二滤光片，输出第二波段(例如为1100nm-1300nm)的红外线光。
作为本发明的一个实施例，所述光源装置还包括，可见光源以及光热效应光源。
其中，所述可见光源通过第三滤光片使得可见光通过(例如400nmm-650nm波段的可见光)，所述光热效应光源通过第四滤片使得例如为800nm-810nm波段的红外线光通过。
作为本发明的一个实施例，所述手持式分子影像导航装置中进一步包括：
手术器件支撑模块，用于承载手术器件；
光源输出模块，用于容纳光源的输出部分，通过所述输出部分连接于所述光源装置；
成像接收模块，用于容纳输出光的接收部分，通过所述接收部分连接于所述成像采集装置；
所述成像接收模块与所述光源输出模块临近设置，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。
作为本发明的一个实施例，所述输出部分进一步用于，将所述不同波段的红外线光传输至所述手术器件动作的手术部位。
作为本发明的一个实施例，所述接收部分进一步用于，接收并传输手术部位由于所述光源激发而产生的输出光。
作为本发明的一个实施例，所述成像采集装置进一步包括，第一二向色分光棱镜，将接收到的输出光分为两路，一路通过第五滤光片输出第三波段的红外线光，另一路通过第六滤光片输出第四波段的红外线光。
其中，所述第一二向色分光棱镜将输出光中的红外线光通过不同波段的滤光片进行区分，所述第三波段的红外线光例如为830nm-870nm波段的红外线光，第四波段的红外线光例如为1300nm-1700nm波段的红外线光。
作为本发明的一个实施例，所述成像采集装置进一步包括，第二二向色分光棱镜，连接在所述第一二向色分光棱镜与所述接收部分之间，将接收到的光信号分为两路，一路通过可见光采集单元进行图像采集，另一路传送到所述第一二向色分光棱镜。
其中，所述第二二向色分光棱镜机将输出光中的可见光部分传送给可见光采集单元，例如彩色CCD相机，进行图像采集，将输出光中的红外线光部分传送给第一二向色分光棱镜进行红外线光的区分。
作为本发明的一个实施例，还包括显示装置，与所述成像采集装置相连接，将接收到的不同波段的红外线光进行处理和显示，并还可以对所述可见光采集单元获得的可见光进行处理和显示。
作为本发明的一个实施例，所述手术器件包括电刀、高频电刀或手术刀。
通过上述本发明实施例的系统，可以在手术过程中利用不同波段红外线光进行术中的图像显示，并且还可以利用可见光进行显示，还可以在手术过程中通过光热效应对手术部位进行针对性的治疗。
如图3所示为本发明实施例一种手持式分子影像导航系统的具体结构图，在本图中描述了该手持式分子影像导航系统的整体结构，中间的探测区域为手术部位，在本例中以电刀为例作为手术器件进行说明，并不限制该手术器件为其它物品，该系统具体包括：
手持式分子影像导航装置310，光源装置320，成像采集装置330，显示装置340。
其中，所述光源装置320进一步包括，可见光光源321，第一红外光源322，第二红外光源323，光热效应光源324，以及第三滤光片325，第一滤光片326，第二滤光片327，第四滤光片328。
所述可见光远321可以为LED等光源，通过第三滤光片325可以输出波段在400nm-659nm左右的可见光，第一红外光源322通过第一滤光片326输出波段在760nm-790nm的近红外线光，第二红外光远323通过第二滤光片327输出波段在1100nm-1300nm的近红外线光，光热效应光源324通过第四滤光片328可以输出波段在800nm-810nm的近红外线光，其中，以优选为输出808nm的红外线光。
其中，通过第一滤光片326的红外线光可以对手术部位的表层身体组织中的荧光造影进行激发，通过第二滤光片327的红外线光可以对手术部位的深层身体组织中的荧光造影进行激发，两者可以分别对不同身体组织进行激发成像，并且通过第四滤光片328的红外线光可以对手术中当前位置的身体组织进行照射，通过照射使特定的药剂产生热效应或者基于氧自由基的光动力效应进一步杀死肿瘤细胞。
所述手持式分子影像导航装置310进一步包括，电刀支撑模块311，光源输出模块312，光源接收模块313。
所述电刀支撑模块311上承载着电刀，并通过线缆等部件完成电刀的功能。
所述光源输出模块312包括了针对于可见光源、第一红外光源、第二红外光源以及光热效应光源的传输而采用的光源输出部分，例如可以为光纤(图中黑点)，可以参看图4所示为本发明实施例手持式分子影像导航装置的截面示意图，在该图中包括用于传输第一红外光源的光纤容纳部3121，用于传输第二红外光源的光纤容纳部3122，用于传输可见光源的光纤容纳部3123，用于传输光热效应光源的光纤容纳部3124，所有光纤容纳部中都具有用于传输相应光源光线的光纤，并围绕着电刀支撑模块311。
当可见光源、第一红外光源、第二红外光源以及光热效应光源发出的光，通过上述光源输出模块312中的光纤传输至电刀动作的手术部位后，光热效应光源发出的红外线光作用于病灶部位被身体组织吸收并产生热量进行治疗，所述第一红外光源、第二红外光源发出的红外线光照射在被事先进行荧光造影后的身体组织上，对荧光造影溶剂进行激发，所述荧光造影溶剂被激发后产生输出光，所述可见光源发出的可见光照射在身体组织上，也会产生可见光的反射光。
在图4中还包括光源接收模块313，所述光源接收模块313可以为光纤或者宽波长光学探头(图中黑点代表光纤)，所述光纤或者宽波长光学探头设置于前述光源输出部分附近，以便于接收上述身体组织产生的输出光或者反射光，该光源接收模块313还包括用于容纳接收输出光以及反射光的光纤或者宽波长光学探头的容纳部3131，在本例中所述容纳部3131套设于前述光源输出模块的各光纤容纳部外，在其它的实施例中，所述容纳部3131还可以如虚线所示的那样，套设在整个电刀支撑模块311以及所有光纤容纳部之外，在容纳部3131之中设置有所述接收输出光和反射光的光纤或者宽波长光学探头。
光源接收模块中的光纤与光源输出模块中的光纤的排布位置在其它实施例中还可以为任意的位置关系，不做限制。
所述成像采集装置330可以参考图5所示为本发明实施例成像采集装置的结构示意图，在该图中进一步包括，调焦模块3301，第二二向色分光棱镜3302，可见光采集单元3303，第一二向色分光棱镜3304，第五滤光片3305，第一红外线光采集单元3306，第六滤光片3307，第二红外线光采集单元3308。
其中，调焦模块3301将光源接收模块313中光纤采集的输出光以及反射光调焦，使之清晰聚焦，以便于后期采集单元采集光学信号。
第二二向色分光棱镜3302用于将可见光以及红外线光进行区分，另可见光(反射光)进入所述可见光采集单元3303进行光学信号的采集，在本例中可以为彩色ccd相机，另一部分红外线光进入第一二向色分光棱镜3304。在第二二向色分光棱镜中，也可以将可见光以及红外线光(包括不同波段的红外线光)统称为输出光。
所述第一二向色分光棱镜3304将红外线光分为两路，一路传输至第五滤光片3305，另一路传输至第六滤光片3307，通过所述第五滤光片3305的红外线光为830nm-870nm波段范围，通过所述第六滤光片3307的红外线光为1300nm-1700nm波段范围，并通过相应的第一红外线光采集单元3306以及第二红外线光采集单元3308进行图像采集。由此，对身体组织经过荧光造影后的输出光以及发射光都相应的进行了光学信号采集。
所述显示装置340分别与所述可见光采集单元3303、第一红外线光采集单元3306以及第二红外线光采集单元3308相连接，并将这些采集单元获取的光学信号进行显示。
通过上述本申请实施例中的装置及系统，可以在手术过程中利用不同波段红外线光进行术中的图像显示，并且还可以利用可见光进行显示，还可以在手术过程中通过光热效应对手术部位进行针对性的治疗。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (9)
1.一种手持式分子影像导航装置，其特征在于包括，
手术器件支撑模块，用于承载手术器件；
光源输出模块，用于容纳光源的输出部分，所述光源包括第一波段的红外线光源、第二波段的红外线光源及光热效应光源；
成像接收模块，用于容纳输出光的接收部分；
所述成像接收模块套设于所述光源输出模块外，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述手术器件包括电刀、高频电刀或手术刀。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源的输出部分进一步用于，将所述光源传输至所述手术器件动作的手术部位。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出光的接收部分进一步用于，接收并传输手术部位由于所述光源激发而产生的输出光。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述成像接收模块包裹所述光源输出模块，并围绕于所述手术器件支撑模块。
6.一种手持式分子影像导航系统，其特征在于，包括如上述权利要求1-5任意一项所述的手持式分子影像导航装置，还包括：
光源装置，用于产生不同波段的红外线光，所述光源装置包括第一波段的红外线光源、第二波段的红外线光源及光热效应光源；
所述手持式分子影像导航装置，用于将所述不同波段的红外线光传输并作用于手术部位的身体组织，获取身体组织受到所述红外线光激发后产生的输出光；
成像采集装置，用于接收所述输出光，并分解所述输出光得到用于分子影像成像的光。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述手持式分子影像导航装置中进一步包括：
手术器件支撑模块，用于承载手术器件；
光源输出模块，用于容纳光源的输出部分，通过所述输出部分连接于所述光源装置；
成像接收模块，用于容纳输出光的接收部分，通过所述接收部分连接于所述成像采集装置；
所述成像接收模块与所述光源输出模块临近设置，所述光源输出模块以及成像接收模块设置于所述手术器件支撑模块周边。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述成像采集装置进一步包括，第一二向色分光棱镜，将接收到的输出光分为两路，一路通过第五滤光片输出第三波段的红外线光，另一路通过第六滤光片输出第四波段的红外线光。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述成像采集装置进一步包括，第二二向色分光棱镜，连接在所述第一二向色分光棱镜与所述接收部分之间，将接收到的光信号分为两路，一路通过可见光采集单元进行图像采集，另一路传送到所述第一二向色分光棱镜。
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