CN108896531A - 脑胶质瘤边界确定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脑胶质瘤边界确定装置，该脑胶质瘤边界确定装置包括：载物部，载物部包括载物台、密封盖、气囊，载物台为球形，球形顶部设置有加样口，密封盖设置在载物台上用于密封加样口，气囊设置在载物台内，气囊的充气口设置载物台外表面；拉曼光谱检测部，拉曼光谱检测部包括激光发射器、二向色镜、共焦显微镜、滤光器、探测器及显示器。该脑胶质瘤边界确定装置能够快速、准确、无创地确定胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界。

Description

脑胶质瘤边界确定装置

技术领域

本发明属于医疗领域，更具体地，涉及一种脑胶质瘤边界确定装置。

背景技术

脑肿瘤中以脑胶质瘤为恶性度最高的肿瘤，其具有浸润性生长的生物学特性，手术难以将其全切，但术后残留肿瘤负荷的程度直接影响着预后。神经外科现有的识别胶质瘤边界的技术仍存在一些弊端。如术中荧光显影，需较昂贵的荧光显微镜支持，同时低级别胶质瘤血脑屏障开放不完全，术中显影效果不明显；术中彩超成像，仅仅显示肿瘤的轮廓，与真实情况有一定的差距；术中核磁成像，需昂贵的术中MRI及一体化手术室支持，短时间内难以全国普及，同时其成像基础以组织密度为主，不能反映真实情况。

尽管现代神经外科技术取得了长足的发展，但分析脑胶质瘤术后失败原因表明，手术腔附近的残留肿瘤仍是肿瘤复发的最常见原因。就那些近运动性语言中枢的肿瘤来说，切除的范围仍被为保留术后神经功能而限制。甚至，即使对于那些术前认为可以整体完整切除的肿瘤来说，仍超过75％的病例存在至少一部分肿瘤残留了下来的问题。针对脑胶质瘤浸润性生长这一生物学特性，对于能够无创、快速、术中实时鉴别肿瘤浸润与非浸润脑组织的技术的需求是迫切的。

脑胶质瘤的手术切除是当前主要的治疗手段。但是手术后肿瘤残余是复发及预后不良的主要原因。传统肿瘤定位技术普遍存在定位不准确、定位时间长、操作有创、复杂，价格昂贵、以及造影剂对身体有毒副作用等缺点较多。

因此有必要研发一种能够准确、快速、无创地确定胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织边界的脑胶质瘤边界确定装置

发明内容

本发明的目的是提供一种脑胶质瘤边界确定装置，该脑胶质瘤边界确定装置能够快速、准确、无创地确定胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界。

为了实现上述目的，本发明提供一种脑胶质瘤边界确定装置，该脑胶质瘤边界确定装置包括：

载物部，所述载物部包括载物台、密封盖、气囊，所述载物台为球形，所述球形顶部设置有加样口，所述密封盖设置在所述载物台上用于密封所述加样口，所述气囊设置在所述载物台内，所述气囊的充气口设置所述载物台外表面；

拉曼光谱检测部，所述拉曼光谱检测部包括激光发射器、二向色镜、共焦显微镜、滤光器、探测器及显示器；

所述激光发射器发出激光，经由所述二向色镜及所述共焦显微镜照射在所述载物台的样品上；

光线经样品发生拉曼散射，散射光经由共焦显微镜收集，二向色镜透射；

透射光由滤光器分光，通过探测器检测光信号，经由显示器显示检测结果，获取脑胶质瘤边界信息。

优选地，所述载物部还包括托架，球形载物台的外表面上设置有滑槽，所述托架包括底座、支撑半圆环及丝杠，所述支撑半圆环的两端设置有通孔，所述丝杠能够穿过所述通孔设置在所述滑槽内。

优选地，所述滑槽为两条，所述两条滑槽相互垂直，所述支撑半圆环为两个，两个所述支撑半圆环设置在所述底座顶部，两个所述支撑半圆环能够通过所述丝杠分别连接于所述两条滑槽。

优选地，还包括充气装置及压力传感装置，所述压力传感装置设置在所述载物台的内壁上，所述充气装置能够通过所述充气口为所述气囊充气。

优选地，所述拉曼光谱检测部还包括信号放大器，所述信号放大器设置在所述滤光器与所述探测器之间。

优选地，所述拉曼光谱检测部还包括透镜，所述透镜设置在所述激光发射器与二向色镜之间。

优选地，还包括处理器及数据库，所述处理器通信连接于所述探测器、所述显示器及所述数据库，所述数据库内存储有脑胶质瘤拉曼能谱及非胶质瘤浸润组织拉曼能谱。

优选地，还包括清洗部，所述清洗部包括依次连接的供液源、供液管道及清洗头，所述清洗头设置在所述载物台内。

本发明的有益效果在于：

1)将手术过程中切除的标本盛放在载物台内，通过对气囊充气挤压标本，通过拉曼光谱检测部检测胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界，检测准确，同时速度快。

2)拉曼光谱检测部通过激光发射激光照射标本，光线经样品发生拉曼反射，通过滤光器滤除其他散光，通过探测器检测光信号获取质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界，使用拉曼光谱检测投资成本低、同时无创无辐射，可实时检测手术情况，为终止手术提供有力数据支持。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的脑胶质瘤边界确定装置的示意性结构图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的载物部的示意性结构图。

附图标记说明

1、载物台；2、密封盖；3、气囊；4、滑槽；5、底座；6、支撑半圆环；7、丝杠；8、充气装置；9、供液源；10、供液管道；11、清洗头；12、二向色镜；13、共焦显微镜；14、透镜。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种脑胶质瘤边界确定装置，该脑胶质瘤边界确定装置包括：

载物部，载物部包括载物台、密封盖、气囊，载物台为球形，球形顶部设置有加样口，密封盖设置在载物台上用于密封加样口，气囊设置在载物台内，气囊的充气口设置载物台外表面；

拉曼光谱检测部，拉曼光谱检测部包括激光发射器、二向色镜、共焦显微镜、滤光器、探测器及显示器；

激光发射器发出激光，经由二向色镜及共焦显微镜照射在载物台的样品上；

光线经样品发生拉曼散射，散射光经由共焦显微镜收集，二向色镜透射；

透射光由滤光器分光，通过探测器检测光信号，经由显示器显示检测结果，获取脑胶质瘤边界信息。

具体地，在脑胶质瘤手术过程中，将切除的标本经由加样口放置在载物台内，通过密封口对加药口进行密封，向气囊没填充气体，对标本进行固定。

通过激光发射器发出激光，激光经二向色镜反射，发射后的光线通过共焦显微镜收集照射在标本上，光线在标本上发生拉曼散射，散射光通共焦显微镜后，通过二向色镜垂直透射至滤光器，滤光器滤除干扰散射光，获取拉曼散射光，探测检查曼散射光信号，并由显示器显示检测结果，获取胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界信息。

具体地，对每个切除的标本通过脑胶质瘤边界确定装置进行检测，分析检测结果，实时为对术者进行导航，使术者明确肿瘤的实际边界，帮助其做出适时地终止手术的决定。

作为优选方案，载物部还包括托架，球形载物台的外表面上设置有滑槽，托架包括底座、支撑半圆环及丝杠，支撑半圆环的两端设置有通孔，丝杠能够穿过通孔设置在滑槽内。

具体地，滑槽为圆形，设置在球形载物台的表面，在手术过程中，将标本放置在载物台内，通过对气囊进行充气，固定标本，此时通过滑槽旋转载物台，使标本的切口区对准共焦显微镜镜头，使激光照射在切口附近，而后通过旋转丝杠，使丝杠穿过通孔，插设到滑槽内，并与滑槽相接触，固定载物台。检测切口附近的胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界，为手术提供数据支持。通过滑槽及支撑半圆环的设置，实现调节载物台的位置，使拉曼光谱检测部能够对标本的特定位置进行检测。

作为优选方案，滑槽为两条，两条滑槽相互垂直，支撑半圆环为两个，两个支撑半圆环设置在底座顶部，两个支撑半圆环能够通过丝杠分别连接于两条滑槽。

具体地，滑槽为两条，两条滑槽相互垂直，手术过程中旋转载物台，两个支撑半圆环设置在顶部，能够通过丝杠及滑槽对载物台进行固定，使载物台能够360°旋转，使拉曼光谱检测部能够手术标本进行360°检测。

作为优选方案，还包括充气装置及压力传感装置，压力传感装置设置在载物台的内壁上，充气装置能够通过充气口为气囊充气。

具体地，通过充气装置为气囊进行充气，通过压力传感装置检测压力信息，防止充气压力过大造成手术标本破损。

作为优选方案，拉曼光谱检测部还包括信号放大器，信号放大器设置在滤光器与探测器之间。

具体地，通过信号放大器的设置，对滤除干扰散射光后的拉曼散射光进行信号放大，使探测器的检测结果更为准确。

作为优选方案，拉曼光谱检测部还包括透镜，透镜设置在激光发射器与二向色镜之间。

作为优选方案，还包括处理器及数据库，处理器通信连接于探测器、显示器及数据库，数据库内存储有脑胶质瘤拉曼能谱及非胶质瘤浸润组织拉曼能谱。

具体地，探测器检测手术标本的拉曼能谱信息，通过拉曼能谱信息与数据库中的拉曼能谱信息进行比对，确定胶质瘤浸润组织与非胶质瘤浸润组织的边界。

更优选地，还包括成像单元，成像单元通信连接于探测器、显示器及数据库。

更优选地，成像单元包括数据服务器、解算服务器、仿真渲染服务器及3D建模部；

数据服务器通信连接预探测器，获取检测到的拉曼能谱信息；

解算服务器通信连接于数据服务器及数据库，解算服务器通信对拉曼能谱信息进行分析，确定为边界处或非边界处；

3D建模部通信连接于解算服务器、仿真渲染服务器，3D建模部对手术标本组装进行3D建模，并通过解算服务器的解算结果对边界处进行颜色标定。

更优选地，3D建模部包括摄像头及处理单元；

更优选地，载物部与托架之间设置有球形轴承，球形轴承能够带动，载物台360°旋转，在旋转过程中3D建模部通过摄像头拍摄，对标本进行建模。

具体地，仿真渲染服务器对3D建模部的建模成型进行几何修复，更好的体现标本的体态及形状。

作为优选方案，还包括清洗部，清洗部包括依次连接的供液源、供液管道及清洗头，清洗头设置在载物台内。

实施例

图1示出了根据本发明的一个实施例的脑胶质瘤边界确定装置的示意性结构图。图2示出了根据本发明的一个实施例的载物部的示意性结构图。

如图1-图2所示，该脑胶质瘤边界确定装置包括：

载物部，载物部包括载物台1、密封盖2、气囊3，载物台1为球形，球形顶部设置有加样口，密封盖2设置在载物台1上用于密封加样口，气囊3设置在载物台1内，气囊3的充气口设置载物台1外表面；

拉曼光谱检测部，拉曼光谱检测部包括激光发射器、二向色镜12、共焦显微镜13、滤光器、探测器及显示器；

激光发射器发出激光，经由二向色镜12及共焦显微镜13照射在载物台1的样品上；

光线经样品发生拉曼散射，散射光经由共焦显微镜13收集，二向色镜12透射；

透射光由滤光器分光，通过探测器检测光信号，经由显示器显示检测结果，获取脑胶质瘤边界信息。

其中，载物部还包括托架，球形载物台1的外表面上设置有滑槽4，托架包括底座5、支撑半圆环6及丝杠7，支撑半圆环6的两端设置有通孔，丝杠7能够穿过通孔设置在滑槽4内。

其中，滑槽4为两条，两条滑槽4相互垂直，支撑半圆环6为两个，两个支撑半圆环6设置在底座5顶部，两个支撑半圆环6能够通过丝杠7分别连接于两条滑槽4。

其中，还包括充气装置8及压力传感装置，压力传感装置设置在载物台1的内壁上，充气装置8能够通过充气口为气囊3充气。

其中，拉曼光谱检测部还包括信号放大器，信号放大器设置在滤光器与探测器之间。

其中，拉曼光谱检测部还包括透镜14，透镜14设置在激光发射器与二向色镜12之间。

其中，还包括处理器及数据库，处理器通信连接于探测器、显示器及数据库，数据库内存储有脑胶质瘤拉曼能谱及非胶质瘤浸润组织拉曼能谱。

其中，还包括清洗部，清洗部包括依次连接的供液源9、供液管道10及清洗头11，清洗头11设置在载物台1内。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，该脑胶质瘤边界确定装置包括：

载物部，所述载物部包括载物台、密封盖、气囊，所述载物台为球形，所述球形顶部设置有加样口，所述密封盖设置在所述载物台上用于密封所述加样口，所述气囊设置在所述载物台内，所述气囊的充气口设置所述载物台外表面；

拉曼光谱检测部，所述拉曼光谱检测部包括激光发射器、二向色镜、共焦显微镜、滤光器、探测器及显示器；

所述激光发射器发出激光，经由所述二向色镜及所述共焦显微镜照射在所述载物台的样品上；

光线经样品发生拉曼散射，散射光经由共焦显微镜收集，二向色镜透射；

透射光由滤光器分光，通过探测器检测光信号，经由显示器显示检测结果，获取脑胶质瘤边界信息。

2.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，所述载物部还包括托架，球形载物台的外表面上设置有滑槽，所述托架包括底座、支撑半圆环及丝杠，所述支撑半圆环的两端设置有通孔，所述丝杠能够穿过所述通孔设置在所述滑槽内。

3.根据权利要求2所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，所述滑槽为两条，所述两条滑槽相互垂直，所述支撑半圆环为两个，两个所述支撑半圆环设置在所述底座顶部，两个所述支撑半圆环能够通过所述丝杠分别连接于所述两条滑槽。

4.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，还包括充气装置及压力传感装置，所述压力传感装置设置在所述载物台的内壁上，所述充气装置能够通过所述充气口为所述气囊充气。

5.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，所述拉曼光谱检测部还包括信号放大器，所述信号放大器设置在所述滤光器与所述探测器之间。

6.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，所述拉曼光谱检测部还包括透镜，所述透镜设置在所述激光发射器与二向色镜之间。

7.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，还包括处理器及数据库，所述处理器通信连接于所述探测器、所述显示器及所述数据库，所述数据库内存储有脑胶质瘤拉曼能谱及非胶质瘤浸润组织拉曼能谱。

8.根据权利要求1所述的脑胶质瘤边界确定装置，其特征在于，还包括清洗部，所述清洗部包括依次连接的供液源、供液管道及清洗头，所述清洗头设置在所述载物台内。