CN111166281A - 阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于医学影像检测技术领域，具体为阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统。本发明检测系统包括：近红外荧光激发及检测系统，用于激发组织中荧光造影剂，采集其近红外区荧光信号；视频图像监测系统，将检测器信号进行处理形成图片或视频图像信号；阴道镜系统，用于辅助荧光探头深入待测部位。本发明系统，将阴道镜技术与近红外荧光成像系统结合，在无创或微创的检测条件下可实现多次卵巢组织高精度成像诊断，且操作方便、接受度高，同时系统简便、可拓展性强。

Description

阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统

技术领域

本发明属于医学影像技术领域，具体涉及阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统。

背景技术

由于环境、生活方式及医疗方式的变化，女性不孕症患者众多，其中很大一部分患者在经历促排卵药物治疗后，仍无法通过传统B型超声成像技术或经阴道超声成像技术观测到可用于进行下一步治疗（如试管婴儿等）的发育二级以上的卵泡（通常在600μm以上）。而今，新型的IVA技术（in-vitro activation，即卵泡体外激活技术）可以将患者体内的未发育的原始卵泡或初级卵泡进行体外激活，使其在体外发育形成成熟的卵细胞，进而用于体外受精。然而由于检测诊断手段的限制，导致部分仅残留较小卵泡的患者失去可进一步治疗的希望。而荧光成像由于实时、非入侵性、高时空分辨率等优点，在生命科学领域被广泛应用，近年来其应用领域更推广至临床成像检测及诊断。相较于传统的可见区（400-700nm）的荧光，近红外区（700nm-1700nm）的荧光成像有更深的穿透深度，更低的生物自荧光背景干扰，能够实现更高质量的组织荧光成像。

经阴道超声作为有性生活史的女性最常用的妇科检查方法，被广泛使用于女性生殖系统评估，因其经阴道探测的特性，有效的避开了患者腹壁过厚、膀胱充盈程度不足等经腹超声常见的信号干扰，可以较好的显示器官内部的细微结构。而近红外区荧光成像相较于传统的荧光成像有更高的空间分辨率及更深的生物组织穿透深度，同阴道镜结合，有望实现阴道周组织器官高精度荧光信号成像检测。卵巢作为女性阴道周重要的组织器官，需要特殊的医学影像诊断系统才可实现其高精度的检测，且对其进行无创检测有重要生理学及医学意义。到目前为止，还未报道利用阴道镜结合近红外二区荧光成像技术对卵巢精细检测诊断系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，在无创的检测条件下可实现多次卵巢组织高精度成像诊断，且操作方便、接受度高，同时系统简便、可拓展性强。

本发明提供的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，包括：近红外荧光激发及检测系统，视频图像监测系统，阴道镜探测系统；其中：

所述近红外荧光激发及检测系统，用于激发组织中荧光造影剂，采集其近红外区荧光信号；所述近红外荧光激发及检测系统包括：

近红外激光器，用于发射固定波长激光，激发荧光探针使其发射近红外区荧光；针对不同的荧光造影剂体系，可选择最适波长的激光器，包括固体激光器和半导体激光器，且由于近红外区激光热效应较为明显，应尽量选择功率可调的近红外激光器。

近红外区荧光探头、耦合光纤，用于体内深组织荧光信号采集；该荧光探头为带有准直器的激发激光导入探头和带有可拆卸滤光片的信号探测探头的复合探头，耦合光纤根据所选的造影剂体系可自主选择其使用波段及模式。

近红外区荧光检测器，采用红外波段高响应的InGaAs电荷耦合体件检测器（InGaAs CCD），用于近红外区荧光的超灵敏探测。InGaAs CCD可选取任意商业化近红外区CCD或定制CCD。

所述视频图像监测系统，将检测器信号进行处理形成图片或视频图像信号；所述视频图像监测系统包括：

图像处理器，用于图像或视频信号从CCD的实时传输及采集记录；

高分辨率监视器，用于医师实时监测；

所述阴道镜探测系统，用于辅助深入荧光探头。

所述阴道镜探测系统包括：

镜体及探头光纤耦合装置，主要作为近红外区荧光激发及检测系统的辅助器械。将近红外荧光激发及检测系统的荧光探头与传统探头结构进行耦合，实现近红外光纤荧光探头经阴道深入待测部位，且探头直径较小，在一定程度上可实现阴道内环形旋转扫查。

本发明中，所述视频图像监测系统，根据与近红外区荧光检测器连接要求进行配备，通常选用商业计算机实现，可利用其图像采集、上传、分析及记录功能，对检测数据进行监控、诊断；计算机需配备有高分辨显示器，其分辨率应大于信号采集系统的分辨率；同时利用计算机高速的数据处理能力及云端技术，可以进行疾病样本大数据图书馆的建立和患者精准医疗的实现。

本发明阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统使用时，利用阴道镜系统，耦合近红外荧光成像系统，在阴道内特定区域进行环形旋转扫查，可对经过荧光造影剂标记后的双侧卵巢进行近红外区荧光探测，实现对卵巢内精细结构的检测、诊断。该系统使用时根据不同的检测项目，可选取不同的近红外荧光造影剂体系，进而选择不同的近红外激光器及荧光探头（包括探头和光纤），检测器、视频监视系统及手术用器械可固定不变，或根据患者特殊需求进行调整。由于女性生理结构的特点及近红外荧光信号可测的范围限制，在探头分别朝向两侧卵巢区域进行探测时，检查者应用手稍压下腹部，从而使得双侧卵巢进入探头探测区。若受患者生理结构条件限制，造成待诊卵巢无法进入信号采集区域，则可更换为阴道后穹窿探测镜头，在局麻条件进行后穹窿穿刺，在腹腔内对卵巢进行直接观测。

本发明提供的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，近红外区荧光空间分辨率高，可获得高质量荧光成像，操作简单安全；由于经阴道成像系统成熟的发展，患者接受度高，本发明可实现患者多次卵巢及其内部精细结构成像诊断，为相关病变诊断治疗提供了新型解决途径。

附图说明

图1为阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统结构示意图。

图2为阴道镜结构示意图。

图3为操作手柄结构示意图。

图4为无创阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测操作示意图。

图5为微创阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测操作示意图。

图中标号：1为阴道镜，2为操作手柄，3为探测光纤，4为激光光纤，5为荧光检测器，6为近红外激光器，7为高分辨率监视器，8为图像处理器，9为镜鞘，10为软镜接头，11为激光导入探头，12为信号探测探头，13为镜鞘套管，14未辅助持握手柄，15为软镜接头控制钮，16为光源光纤通道，17为影像光纤通道。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明进行进一步具体描述。显然，实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，可实现患者多次卵巢及其内部精细结构成像诊断，为相关病变诊断治疗提供了新型解决途径。

图1 为本发明实施例提供的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统结构示意图。本发明提供的成像检测系统包括：阴道镜探测系统与近红外荧光激发及检测系统、视频图像监测系统。

其中阴道镜探测系统与近红外荧光激发及检测系统耦合紧密，难以从示意图中直接加以区分；阴道镜探测系统与近红外荧光激发及检测系统，包括：阴道镜1，操作手柄2，探测光纤3，激光光纤4，荧光检测器5，近红外激光器6；主要利用阴道镜1进入患者体内实施信号采集，操作手柄2由医疗人员操作控制阴道镜1，荧光探测光纤3、激发激光光纤4分别通过操作手柄处接口导出，后端与近红外区荧光检测器5、近红外激光器6相连，其连接方式由所选择的检测器或激光器连接方式相关。

阴道镜如图2所示，包括：镜鞘9，软镜接头10，激光导入探头11，信号探测探头12；镜鞘9，直径3.5-6.6mm, 长度29cm，带控制阀门，带通道，可高温高压消毒；软镜接头10，经操作手柄2控制可实现360°前端镜头调节，从而实现阴道内环形旋转扫查；激发激光导入探头11，软镜前端为激光准直装置，装入激光光纤后，利用镜头前端螺丝进行固定；信号探测探头12，镜头前端滤光片结构可根据具体实施过程进行替换。

操作手柄结构如图3所示，包括：镜鞘套管13，辅助持握手柄14，软镜接头控制钮15，光源光纤通道16，影像光纤通道17；镜鞘套管13，用于固定镜鞘及其内部器械；辅助持握手柄14由医疗人员持握；软镜接头控制钮15用于旋转调节镜头角度；光源光纤通道16主要放入近红外激光光纤，辅助诊断时可替换为其他冷光源光纤；影像光纤通道17用于放入荧光信号探测光纤。

视频图像监测系统由高分辨率监视器7、图像处理器8组成，其中图像处理器8与近红外区荧光检测器5进行连接，高分辨率监视器7与图像处理器8进行连接；该系统通常由商业计算机实现，对近红外区荧光检测器5的连接及控制由所选检测器相关。

具体使用时，患者以平卧位于操作台上，将连接完成的阴道镜近红外荧光探头伸入患者阴道至后穹窿处，该过程可辅以B超等相应传统阴道镜检测辅助探测措施，确保镜头位置准确无误，静脉注射ICG造影剂溶液后，用手下压下腹部（参见图4），使得患者卵巢靠近镜头，进入信号探测区，以808激光器为激发光源，以1200nm LP荧光镜头进行探测，实现对卵巢内血管分布及血流情况等相关结构、功能等有效的无创检测。通过图像处理器可对荧光信号进行实时观测，辅助医疗人员进行医疗诊断；同时可进行图像或视频实时记录，通过后续图像处理及数据分析，对患者疾病进行进一步的确诊，同时可构建患者精准医疗数据库及妇科（卵巢相关）疾病大数据库。

对于阴道壁过后或腹部脂肪沉积较多的特殊患者，以臀高头低位卧于操作台，实施静脉麻醉或局部麻醉后，利用穿刺针，扩张鞘进行经阴道后穹窿穿刺，放置经阴道气腹腔镜入路Port后，用连接完成的阴道镜近红外荧光探头阴道镜替换扩张鞘，使其穿过阴道后穹窿壁，至卵巢区域（参见图5）。该过程可辅以B超等相应传统阴道镜检测辅助探测措施，确保镜头位置准确无误后，静脉注射ICG造影剂溶液后，以808激光器为激发光源，以1200nmLP荧光镜头进行探测，实现对卵巢内血管分布及血流情况等相关结构、功能等有效探测。通过图像处理器可对荧光信号进行实时观测，辅助医疗人员进行医疗诊断；同时可进行图像或视频实时记录，通过后续图像处理及数据分析，对患者疾病进行进一步的确诊，同时可构建患者精准医疗数据库及妇科（卵巢相关）疾病大数据库。

本发明提供的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，通过对不同患者具体生理结构进行分析选择相应无创和微创成像检测方式，实现对患者的卵巢的原位无损活体荧光检测成像。该成像系统利用近红外区荧光空间分辨率高，可获得高质量荧光成像，操作简单安全，且阴道镜系统发展成熟，患者接受度高，同时该成像检测方式可实现患者多次卵巢及其内部精细结构成像诊断，为相关病变诊断治疗提供了新型解决途径。

Claims (7)

1.一种阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，包括：近红外荧光激发及检测系统，视频图像监测系统，阴道镜探测系统；其中：

所述近红外荧光激发及检测系统，用于激发组织中荧光造影剂，采集其近红外区荧光信号；所述近红外荧光激发及检测系统包括：

近红外激光器，用于发射固定波长激光，激发荧光探针使其发射近红外区荧光；

近红外区荧光探头、耦合光纤，用于体内深组织荧光信号采集；

近红外区荧光检测器，采用红外波段高响应的InGaAs电荷耦合体件检测器，用于近红外区荧光的超灵敏探测；

所述视频图像监测系统，将检测器信号进行处理形成图片或视频图像信号；所述视频图像监测系统包括:

图像处理器，用于图像或视频信号从CCD的实时传输及采集记录；

高分辨率监视器，用于医师实时监测；

所述阴道镜探测系统，用于辅助深入荧光探头。

2.根据权利要求1所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，针对不同的荧光造影剂体系，选择合适波长的激光器，包括固体激光器和半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，所述荧光探头为带有准直器的激发激光导入探头和带有可拆卸滤光片的信号探测探头的复合探头，耦合光纤根据所选的造影剂体系选择其使用波段及模式。

4.根据权利要求1所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，所述阴道镜探测系统包括:镜体及探头光纤耦合装置，主要作为近红外区荧光激发及检测系统的辅助器械。

5.根据权利要求1所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，将近红外荧光激发及检测系统的荧光探头与传统探头结构进行耦合，实现近红外光纤荧光探头经阴道深入待测部位，实现阴道内环形旋转扫查。

6.根据权利要求5所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，对于生理结构条件有限制的患者，待诊卵巢无法进入信号采集区域，则采用阴道后穹窿探测镜头，在局麻条件进行后穹窿穿刺，在腹腔内对卵巢进行直接观测。

7.根据权利要求1所述的阴道镜辅助卵巢近红外荧光成像检测系统，其特征在于，所述视频图像监测系统，根据与近红外区荧光检测器连接要求进行配备，采用商业计算机实现，利用其图像采集、上传、分析及记录功能，对检测数据进行监控、诊断；计算机配备有高分辨显示器，其分辨率应大于信号采集系统的分辨率；同时利用计算机高速的数据处理能力及云端技术，进行疾病样本大数据图书馆的建立。

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