CN113573630A - 用于疾病的可视化的模块化内窥镜系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种内窥镜成像装置。该装置包括配置为保持在用户的手中的主体部分和配置为将光引导到目标上的内窥镜部分。至少一个激发光源配置为激发组织细胞的自发荧光发射和目标的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射。白光源配置为在目标的白光成像期间照射手术边缘。该装置还包括成像传感器和滤光器，该滤光器配置为过滤响应于用激发光照射而由目标发射的光学信号，并且允许组织细胞的自发荧光发射和组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射通过到达成像传感器。内窥镜成像装置可以包括底座主体部分，该底座主体部分以可互换的方式可释放地接收一个或多个内窥镜光学壳体部分。

Description

用于疾病的可视化的模块化内窥镜系统

相关申请的交叉引证

本申请要求标题为“用于疾病的可视化的内窥镜系统”的美国临时申请第62/793,846号(2019年1月17日提交)和标题为“用于疾病的可视化的模块化内窥镜系统”的美国临时申请第62/857,183号(2019年6月4日提交)的优先权，其各自的全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本公开涉及用于疾病的可视化和包括例如肿瘤的疾病的去除的装置、系统和方法。所公开的装置、系统和方法还可以用于对肿瘤进行分期和评估手术边缘(例如切除肿瘤上的组织边缘和已从其去除肿瘤和/或组织的手术腔内的组织床/手术床上的边缘)。所公开的装置、系统和方法还可以用于识别残余癌细胞、癌前细胞和卫星病变中的一种或多种，并提供用于去除和/或治疗残余癌细胞、癌前细胞和卫星病变的指导。所公开的系统还可以用于使伤口可视化，特别是在诸如体腔、手术期间的中空器官等的有限解剖空间中的那些伤口。该装置和系统可以用于评估和量化被显像的区域中存在的成分，例如细菌、疾病、感染等。该系统和方法可以适合于收集关于生物化学、生物学和/或非生物物质的数据。该数据可以包括例如用于人类和动物应用、例如在伤口护理中的白光数据、荧光数据、热数据、红外数据中的一种或多种。

背景技术

手术是最古老的癌症疗法类型之一，并且是许多类型的癌症的有效治疗手段。肿瘤学手术可以根据手术的目标采用不同的形式。例如，肿瘤外科手术可以包括诊断或确定癌症类型或阶段的活检、去除一些或全部肿瘤或癌组织的肿瘤去除、定位或识别肿瘤或癌组织的探查手术、在不负面影响其他身体结构的情况下尽可能多地减小肿瘤的尺寸或去除肿瘤的体积的减除手术，以及解决由肿瘤引起的状况(例如身体器官上的疼痛或压力)的姑息手术。

在目标是去除肿瘤或癌组织的外科手术中，外科医生在确定是否已经去除所有癌症时经常面临不确定性。从其中去除肿瘤的手术床或组织床可能包含残余癌细胞，即，保留在去除肿瘤区域的手术边缘中的癌细胞。如果这些残留的癌细胞保留在体内，则复发和转移的可能性增加。通常，基于在肿瘤的病理分析期间对切除组织的手术边缘的检查而怀疑存在残余癌细胞，会导致二次手术以从手术边缘去除额外的组织。

例如，乳腺癌，妇女中最普遍的癌症，通常通过乳房保留手术(BCS)来治疗，例如乳房肿瘤切除术，其去除肿瘤同时留下尽可能多的健康乳房组织。BCS的治疗功效取决于恶性组织的完全去除，同时留下足够健康的乳房组织以确保充分的乳房重建，如果去除了太多的乳房组织，则乳房重建可能是效果差的。在标准白光(WL)手术室条件下可视化肿瘤边缘是具有挑战性的，这是由于较低的肿瘤与正常组织的对比度，导致大约23％的早期侵袭性乳腺癌患者和36％的原位导管癌患者的再次手术(即，二次手术)。再切除与更大的复发风险、更差的患者结果相关，包括减少乳房美容术和增加医疗保健费用。BCS后的阳性手术边缘(即，含有癌细胞的边缘)也与疾病特异性存活降低相关。

BCS中的当前最佳实践包括触诊和/或样本射线照相，并且很少包括术中组织病理学，以用于指导切除。样本射线照相术使用X射线图像来评估切除的组织边缘，并且术中组织病理学(触摸制备或冷冻)评估样本组织的小样本的癌细胞，这两者都受到其引起的时间延迟(～20分钟)和切除组织上的阳性边缘与手术床的不准确共定位的限制。因此，临床上迫切需要实时的术中成像技术来评估切除样本和手术床边缘，并且提供用于去除残余癌细胞、癌前细胞和卫星病变中的一种或多种的指导。

另外，急性和慢性伤口的常规临床评估方法仍然是次优的。其通常基于完整的患者历史、使用环境白光和“裸眼”的具有简单视觉评价的定性和主观临床评估，并且有时可涉及使用彩色摄影以捕获白光照明下的伤口的一般外观[Perednia(1991)J Am AcadDermal.25:89-108]。还必须定期重新评估朝向愈合的进展和适当修改介入。伤口评估术语是不统一的，伤口评估周边的许多问题仍然未得到回答，在临床实践中对于要测量的关键伤口参数尚未达成一致，并且可用的伤口评估技术的准确性和可靠性变化。视觉评估经常与用于诊断的细菌培养的擦拭和/或组织活检相结合。在伤口检查时收集细菌拭子，并且该细菌拭子具有提供特定细菌/微生物种类的识别的显著优点[Bowler,2001；Cutting,1994；Dow,1999；Dow G.In:Krasner等人，慢性伤口护理(Chronic Wound Care)：用于医疗保健专业人员的临床源卷，第三版。Wayne Pa.:HMP通信。2001:343-356]。然而，通常，从伤口部位随机收集多个拭子和/或活检，并且一些擦拭技术实际上可能在收集过程期间将微生物散布在伤口周围，从而影响患者愈合时间和发病率[Dow，1999]。这可能是一个问题，特别是对于大的慢性(不愈合)伤口，其中使用当前的擦拭和活检方案的细菌存在的检测产率是次优的(诊断上不敏感)，尽管收集了许多拭子。因此，目前用于从伤口部位获得拭子或组织活检以用于随后的细菌培养的方法是基于非靶向或“盲”擦拭或穿孔活检方法的，并且尚未被优化以使伤口的创伤最小化或使细菌学测试的诊断产量最大化。

发明内容

本公开可以解决一个或多个上述问题和/或可以展示一个或多个上述期望特征。其他特征和/或优点可以从以下描述中变得显而易见。

根据本公开的一个方面，提供了一种内窥镜成像装置。该装置包括配置为抓握在用户的手中的主体部分和配置为将光引导到目标上的内窥镜部分。至少一个激发光源配置为激发组织细胞的自发荧光发射和目标的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射。白光源配置为在目标的白光成像期间照射手术边缘。该装置还包括成像传感器和第一滤光器，该第一滤光器配置为过滤响应于用激发光照射而由目标发射的光学信号，并且允许组织细胞的自发荧光发射和组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射通过到达成像传感器。第二滤光器配置为过滤响应于用白光照射而由手术边缘发射的光学信号，并且允许手术边缘中的组织的白光发射通过到达成像传感器。

根据本公开的另一方面，提供了一种对目标处的组织进行成像的方法。该方法包括用配置为发射具有第一波长的激发光的第一激发光源照射目标处的组织，通过成像装置的内窥镜光学壳体中的第一滤光器接收由目标处的组织发射的光学信号，用配置为发射具有第二波长的激发光的第二激发光源照射目标处的组织，以及通过成像装置的内窥镜光学壳体中的第二滤光器接收由手术边缘处的组织发射的光学信号。

根据本公开的另一方面，提供了一种便携式手持内窥镜成像系统。该系统包括至少一个激发光源，其配置为在荧光成像期间发射激发光。第一滤光器配置为检测响应于用激发光照射目标表面并具有对应于细菌荧光、细菌自身荧光、组织荧光和组织自身荧光中的一个或多个的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达定位在系统的内窥镜部分中的图像传感器。白光源配置为在白光成像期间发射白光。第二滤光器配置为检测响应于用白光照射目标表面并具有在可见光范围内的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达定位在系统的内窥镜部分中的图像传感器。处理器配置为接收检测到的荧光光学信号和白光光学信号，并且基于检测到的光学信号向显示器输出目标表面的表示。

根据本公开的又一方面，提供了一种便携式模块化内窥镜手持成像系统。该系统包括内窥镜壳体部分。内窥镜壳体部分包括：至少一个激发光源，其配置为在荧光成像期间发射激发光；第一滤光器，其配置为检测响应于用激发光照射目标表面并具有对应于细菌荧光、细菌自身荧光、组织荧光和组织自身荧光中的一个或多个的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达图像传感器；白光源，其配置为在白光成像期间发射白光；以及第二滤光器，其配置为检测响应于用白光照射目标表面并具有在可见光范围内的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达图像传感器。该系统还包括底座部分，其配置为可释放地接收内窥镜壳体部分。底座部分包括显示器和处理器，该处理器配置为接收检测到的荧光光学信号和白光光学信号，并且基于检测到的光学信号将目标表面的表示输出到显示器。

附图说明

本公开可以单独地或与附图一起从以下详细描述中理解。包括附图以提供进一步的理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的一个或多个示例性实施方式，并且与该描述一起用于解释各种原理和操作。

图1A是肿瘤细胞中的ALA向PpIX转化的示意图；

图1B示出了PpIX的峰值吸收和发射；

图2是根据本公开的用于疾病可视化的内窥镜手持成像装置的面向用户的视图(前视图)。

图3是图2的用于疾病可视化的内窥镜手持成像装置的前透视图。

图4是图2的用于疾病可视化的内窥镜手持成像装置的后透视图。

图5是图2的手持成像装置的后视图(面向患者的视图)。

图6是图2的手持成像装置的侧视图。

图7示出了根据本公开的处于断开构造的内窥镜成像装置的模块化实施方式的内窥镜壳体部分和底座主体部分。

图8是图7的模块化内窥镜手持成像装置的剖视图。

图9是图7的模块化内窥镜成像装置的透视图。

图10是处于第一位置的图7的模块化装置的内窥镜的端视图。

图11是处于第二位置的图7的模块化装置的内窥镜的另一端视图。

图12是图7的模块化装置的内窥镜的端视图，其识别出内窥镜端部的可见部件。

图13是用于手持成像装置的内窥镜的PCB板的视图。

图14是根据本公开的实施方式的内窥镜手持成像装置的原型的照片。

图15是根据本公开的具有手术单的图14的原型的照片。

图16是图14的原型的内窥镜端部的放大视图。

图17是根据本公开的内窥镜成像系统的电子装置配置的示例性示意图。

图18至图23是示出了配置为检测由激发光激发的发射并且结合到根据本公开的手持装置的实施方式中的各种滤光器的示例性带的图表。

图24示出了手持内窥镜成像系统的实施方式，其包括用于白光成像、荧光成像和红外成像的分离的内窥镜光学头。

图25示出了根据本公开的一个方面的与荧光成像相关的PpIX的吸收峰和发射峰。

图26A至图26C是与根据本公开的一个方面的用于荧光成像的荧光LED的实施方式的特性相关的图表。

图27A至图27C是与根据本公开的一个方面的用于荧光成像的荧光发射滤光器的实施方式的特性相关的图表。

图28示出了ICG染料的吸收峰和发射峰，其用于根据本公开的一个方面的红外成像。

图29A和图29B是与根据本公开的一个方面的用于红外成像的红外LED的实施方式的特性相关的图表。

图30A至图30C是与根据本公开的一个方面的用于红外成像的红外发射滤光器的实施方式的特性相关的图表。

图31示出了手持内窥镜成像装置的透镜的实施方式的透射特性。

图32A至图32C示出了用于根据本公开的一个方面的手持内窥镜成像装置的具有透镜盖的定制无菌帘布的实施方式的多个方面。

图33是根据本公开的示例性实施方式的搁置在对接站上的手持内窥镜成像装置的透视图。

图34是图33的手持内窥镜成像装置和对接站的透视图，其分开示出以说明对接站的其他特征。

图35是图33的对接站的前正交视图。

图36是示出了根据本公开的示例性实施方式的手持内窥镜成像装置的多种部件的示意图。

图37是根据本公开的示例性实施方式的互连电缆的透视图。

图38是根据本公开的示例性实施方式的包括互连端口的手持内窥镜成像装置的一部分的透视图。

图39是根据本公开的示例性实施方式的无菌帘布的透镜的透视图。

图40是根据本公开的示例性实施方式的具有包括图39的透镜的无菌帘布的手持内窥镜成像装置的侧剖视图。

图41是根据本公开的示例性实施方式的暗化帘布适配器的透视图。

图42是根据本公开的实施方式的具有包括图41的适配器的暗化帘布的手持内窥镜成像装置的透视图。

具体实施方式

现有的边缘评估技术集中在切除样本上以确定手术边缘是否包括残余癌细胞。这些技术受限于其不能准确地将在切除样本上检测到的阳性边缘在空间上共同定位到手术床，本公开通过直接对手术腔成像克服了限制。除了检查手术切缘之外，所公开的装置和方法可以用于使手术床可视化、使伤口可视化，以及进入任何有限的空间，例如器官、体腔等，以使除了癌症之外的疾病可视化。

用于减少再切除的其他非靶向技术包括将非靶向的边缘剔除与护理BCS的标准组合的研究。虽然这种技术可以减少再切除的总数，但是该方法包括几个潜在的缺点。例如，更大的切除与更差的美容结果相关，并且额外组织的非靶向去除与BCS的意图相矛盾。另外，使用这种技术的最终结果似乎与最近更新的ASTRO/SSO指南相冲突，该指南将阳性边缘定义为“墨处肿瘤(tumor at link)”，并且发现更宽边缘没有额外的益处。Moran MS，Schnitt SJ，Giuliano AE，Harris JR，Khan SA，Horton J等人，“外科肿瘤学协会-美国放射肿瘤学协会-在I期和II期侵袭性乳腺癌中进行全乳腺照射的乳房保存手术边缘的一致指导原则，”Ann Surg Oncol.2014.21(3):704-716。最近的回顾性研究发现，相对于标准BCS，在腔剃除后的再切除中没有显著差异。Pata G，Bartoli M，Bianchi A，Pasini M，Roncali S，Ragni F，“在乳房保存手术时额外的腔剔除提高了边缘状态检查的准确性，”Ann Surg Oncol.2016.23(9):2802-2808。如果最终发现边缘剔除有效，则FL引导的手术可以用于通过增加靶向用于剔除的手术边缘中的特定区域的能力来改进该过程，从而将无差别地去除额外组织的非靶向方法变成更符合BCS意图的靶向方法。

本申请公开了用于基于荧光的肿瘤可视化，包括肿瘤、多灶性疾病、手术床和手术边缘的离体、体内和体外可视化和/或评估，以及用于去除手术边缘中的残余肿瘤、卫星病变、癌前期细胞和/或癌细胞的术中指导的装置、系统和方法。在某些实施方式中，本文公开的装置是手持的并且配置为至少部分地定位在手术腔内。在其他实施方式中，该装置是便携的，没有有线连接。然而，在本公开的范围内，该装置可以大于手持装置，并且替代地可以包括手持部件。在这种实施方式中，可以设想手持部件可以通过有线连接连接到更大的装置壳体或系统。

还公开了使用该装置和/或系统进行术中、体内成像的方法。成像装置可以是多光谱的。还可以设想该装置可以是高光谱的。除了提供关于包含在手术切缘内的细胞的类型的信息之外，所公开的装置和系统还提供关于包含在手术边缘内的细胞的位置(即，解剖背景)的信息。另外，公开了使用该装置为手术边缘的术中治疗提供指导的方法，例如，手术边缘切除的基于荧光的图像指导。本文公开的装置、系统和方法可以用于包括人和动物的受体。

根据本公开的一个方面，一些公开的方法将所公开的装置和/或系统的使用与未活化的、非靶向的化合物的施用组合，该未活化的、非靶向的化合物配置为在肿瘤/癌细胞、癌前细胞和/或卫星病变中诱导卟啉。例如，可以给予受试者诊断剂量(即，非治疗剂量)的化合物(成像剂/造影剂)，例如前药氨基乙酰丙酸(ALA)。如本领域普通技术人员理解的，低于60mg/kg的ALA剂量通常被认为是诊断性的，而高于60mg/kg的剂量通常被认为是治疗性的。如本文公开的，ALA的诊断剂量可以大于0mg/kg并小于60kg/mg，在大约10mg/kg至大约50mg/kg之间，在大约20mg/kg至40mg/kg之间，并且可以以5mg/kg、10mg/kg、15kg/mg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、40mg/kg、45mg/kg、50mg/kg或55mg/kg的剂量对受试者施用。ALA可以口服、静脉内施用、经由气溶胶施用、经由浸泡施用、经由灌洗施用，和/或局部施用。尽管考虑了诊断剂量用于残余癌细胞、癌前细胞和卫星病变的可视化，但是使用所公开的装置、系统和方法在治疗和/或去除这些细胞和/或病变期间提供指导也在本公开的范围内。在这种情况下，外科医生的优选治疗方法可以基于各个外科医生的偏好而变化。这种治疗可以包括，例如，光动力疗法(PDT)。在PDT或其他基于光的治疗被认为是可能的情况下，可能需要施用更高剂量的ALA，即，治疗剂量而不是诊断剂量。在这些情况下，可以给受试者开高于60mg/kg剂量的ALA。

ALA在肿瘤/癌细胞中诱导卟啉形成(原卟啉IX(PpIX))，当用适当的激发光激发时，其导致从含有PpIX的细胞中发射红色荧光，这增强了用该装置成像的肿瘤/癌组织细胞和正常组织细胞(例如胶原)之间的红-绿荧光对比度。ALA本身是无荧光的，但是PpIX在大约630nm、680nm和710nm处是荧光的，其中630nm发射最强。图1B示出了当用具有405nm的波长的激发光激发时PpIX的荧光发射。或者，可以在没有成像剂/造影剂的情况下使用肿瘤/癌细胞或癌前细胞与正常/健康细胞之间的内源性荧光差异。

在示例性实施方式中，在手术前大约15分钟至大约6小时之间、在手术前大约1小时至大约5小时之间、在手术前大约2小时至大约4小时之间、或在手术前大约2.5小时至大约3.5小时之间，将配置为诱导肿瘤/癌细胞、癌前细胞和/或卫星病变中的卟啉的未活化的、非靶向的化合物施用于受试者。这些示例性的时间范围允许在肿瘤/癌细胞、癌前细胞和/或卫星病变中有足够的时间将ALA转化为卟啉。ALA或其他合适的化合物可以口服、静脉内施用、经由气溶胶施用、经由浸泡施用、经由灌洗施用，和/或局部施用。

在化合物的施用在所需或优选的时间范围之外的情况下，可能通过例如经由气溶胶组合物施用化合物，即，将其喷射到手术腔中或喷射到切除的组织上(在切片检查之前或之后)，来进一步诱导PpIX(或者如果在手术前不施用化合物，则进行第一次诱导)。另外地或替代地，化合物可以以液体形式施用，例如作为手术腔的灌洗液。另外地或替代地，对于移除的样本，如果在切除后几乎立即将其浸入液体化合物(例如液体ALA)中，则可以在切除的样本中诱导PpIX。切除的组织被浸入得越快，则越有机会在切除的组织中诱导PpIX或额外的PpIX。

在手术期间，如果可能的话，肿瘤由外科医生去除。然后，使用手持的基于荧光的成像装置来识别、定位和引导肿瘤已被去除的手术床中的任何残余癌细胞、癌前期细胞和/或卫星病变的治疗。该装置还可以用于检查切除的肿瘤/组织样本，以确定在切除样本的外边缘上是否存在任何肿瘤/癌细胞和/或癌前细胞。这种细胞的存在可以指示阳性边缘，外科医生在确定是否要执行手术床的进一步切除时要考虑该阳性边缘。在切除样本的外边缘上识别的任何肿瘤/癌细胞的位置可用于识别手术床上的对应位置，其可以作为进一步切除和/或治疗的目标。这在手术床本身的可视化不能识别任何残余肿瘤/癌细胞、癌前细胞或卫星病变的情况下可能特别有用。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于疾病的可视化的手持内窥镜的基于荧光的成像装置。此装置和方法可以适合于监测人和动物的伤口。

该装置可以是模块化手持成像装置。在这样的实施方式中，该装置包括底座主体部分，在此也称为底座部分或底座壳体。该装置还包括内窥镜光学部分，在本文中也称为内窥镜光学壳体。内窥镜光学部分由底座主体部分可释放地接收，并且可根据在给定情况下成像所需的能力与其他光学部分互换。

图2至图6示出了手持内窥镜成像装置100的示例性实施方式。如图2至图6所示，在一些示例性实施方式中，装置100的底座主体部分110可以具有大致正方形或矩形的形状。底座主体部分110的前侧或面向用户侧115包括用于显示由该装置捕获的图像和视频的显示屏120。在一个示例性实施方式中，触摸屏显示器在其顶部上方具有保护玻璃，该保护玻璃包括抗反射涂层。尽管被描绘为正方形或矩形，但是该装置可以采用将合理地支持诸如触摸屏的显示屏的任何形状。除了公开由成像装置100捕获的图像之外，显示屏还作为用户界面操作，允许用户经由触摸屏输入来控制装置的功能。电源按钮112可以位于显示屏120上方。在一个示例性实施方式中，一圈LED可以围绕电源按钮并且用于指示系统状态。在电源按钮112所处的相同区域中，可以提供电池状态LED 114。在装置的顶表面上，可以提供通用串行总线(USB)端口(未示出)以便于手持装置100连接到外部装置，例如计算机(例如PC工作站)、平板电脑、电话或用于多种任务(例如更新手持装置100上的软件或固件、下载保存在手持装置100的存储器上的图像等)的其他装置。USB端口(未示出)可以由盖116(见图7)保护。另外地或替代地，手持装置100的USB端口可以直接连接到存储装置(未示出)，例如USB棒、USB闪存驱动器或拇指闪存驱动器，以直接传输数据。例如，手持装置100可以将数据、图像和/或其他材料下载到存储装置。在另一实例中，存储装置可用于将新的软件或指令加载到手持装置上。或者，可以利用手持装置100与诸如计算机、平板电脑、电话或其他装置的外部装置之间的无线通信链路来完成这样的动作。在一些实施方式中，手持装置100可包括USB连接和无线通信(例如Wi-Fi、蓝牙等)功能。

在该装置的面向患者侧125上，位于装置的相对侧上的可以是手持区域130，其配置为便于用户在成像期间抓握该装置。如图4所示，手持区域可以包括凸起或区域，其充分延伸远离底座主体部分110，以允许用户的手指抓住或环绕凸起。可以使用各种其他类型的把手以及把手的定位。在这种把手的位置中的一个考虑是用户在使用装置进行成像时以及在经由触摸屏显示器输入命令时使装置平衡的能力。装置的重量分布也将是提供用户友好和人体工程学装置的考虑因素。该装置的面向患者侧125还可以结合用于装置的无线充电的触点135。

根据本公开的一个方面，装置100的面向患者侧125还包括内窥镜140。内窥镜140可以安装在内窥镜壳体部分145上和/或与其一体地形成。如图7的示例性实施方式所示，内窥镜壳体部分145可以从底座主体部分110拆卸。内窥镜壳体部分145包括支撑内窥镜140的底座150。虽然示出为矩形底座，但是可以设想底座150可以采用其他形状，例如正方形、圆形或椭圆形。底座150成形和配置为接收在底座主体部分110上的开口155中。开口155配置为可释放地接收内窥镜光学壳体145。当内窥镜壳体部150的底座150定位在开口155中时，其可以锁定在适当位置，使得内窥镜壳体部分145锁定到底座主体部分110。在此构造中，在底座主体部分110和包含在内窥镜壳体部分145中的光学部件之间形成电触点，并且内窥镜壳体部分中的部件由包含在底座主体部分110中的电源(例如电池)供电。电池组(未示出)可以位于底座主体部分110的底座区域中。在各种示例性实施方式中，底座主体部分110包括散热器以从装置电子器件散热。在一个示例性实施方式中，散热器132(图4)形成围绕底座主体部分110中的开口155的唇缘或壁，其配置为接收内窥镜光学壳体。另外，内窥镜壳体部分145可以由配置为将热量从存在于内窥镜部分的远侧末端上的光学器件带走的材料制成，例如铝。底座主体部分还可以包含Wi-Fi天线(未示出)，以允许手持装置100发送和/或接收无线通信。在一个示例性实施方式中，Wi-Fi天线定位在底座主体部分110的外壳或壳体附近，以保持Wi-Fi性能。

底座主体部分110包括配置为可释放地接收内窥镜光学壳体部分145的接口。内窥镜光学壳体包括配置为以如下方式接收到底座主体中的部分，使得提供内窥镜光学壳体中的部件与底座主体部分中的电池和处理器之间的电连接和电力连接，如下所述。

根据本公开的系统可包括诸如支架的对接站，当手持装置不使用时，手持装置可以搁置在该对接站上。对接站可包括一个或多个电连接区域，例如配置为向手持装置的电池提供充电电流的电触点。对接站还可包括数据连接，例如一个或多个端口(例如USB端口)，以将对接站连接到诸如计算机的工作站。

例如，现在参考图33，示出了手持装置3300和对接站3302的实施方式。在图33中，手持装置3300搁置在对接站3302上。对接站3302包括容器3304，其配置为接收手持装置3300的内窥镜部分3340。对接站3302可包括配置为提供手持装置3300在对接站3302上安全放置的各种特征。例如，在此实施方式中，对接站3302包括保持环3306，其定位为当手持装置3300放置在对接站3302上时至少部分地环绕内窥镜部分3340，并且确保抵靠手持装置3300的无意接触不会将手持装置3300从对接站3302中移出。对接站3302还可包括橡胶支脚(未示出)以确保对接站3302在诸如柜台或桌子的对接站所放置于其上的表面上具有足够的抓持力。

现在参考图34，手持装置3300和对接站3302示出为彼此分离。在图34中，一对电触点3308在对接站3302上可见。手持装置3300可包括对应的触点3310(在图36中示意性地示出)，当手持装置3300放置在对接站3302上时，该触点接触触点3308以在手持装置3300和对接站3302之间形成电连接，从而提供用于对手持装置的电池充电的电通路。可选地，触点3308和3310(图36)可形成接口，通过该接口可以向手持装置传输数据或从手持装置传输数据。

现在参考图35，示出了对接站3302的前正交视图。在图35的视图中，通用串行总线(USB)端口3503是可见的。USB端口3503可用于将对接站3302连接到电源，以便例如通过将对接站3302连接到计算机或AC电源适配器来对手持装置3300(图33)的电池充电。USB端口3503可以是或包括但不限于迷你USB、微型USB、USB type-C或其他标准USB连接器构造。在其他实施方式中，用于将对接站3302连接到电源的其他类型的连接器装置被认为在本公开的范围内，例如其他类型的AC/DC转换器或其他类型的电源。或者，对接站可包括内置AC/DC转换器，并且设置有配置为插入到AC干线(例如，提供交流电力的传统壁装电源插座)中的电源电缆。

内窥镜光学壳体可以包括配置为便于从被可视化的目标收集光学信号的各种光学部件。可以从一个光学壳体到另一个光学壳体变化的性质包括以下非限制性实例，其可以以任何组合包括在每个光学壳体中：图像传感器的数量、配置为用于白光成像(即，与用于白光成像的滤光器组合)的图像传感器的数量；配置为用于荧光成像的图像传感器的数量，其中，用于荧光成像的不同图像传感器可以与不同的滤光器配对以允许不同范围的荧光发射通过，其中，每个范围配置为捕获目标(例如，脉管系统或微脉管、胶原、弹性蛋白、血液、骨骼、细菌、恶性肿瘤、健康或患病的软骨、韧带、肌腱、结缔组织、淋巴管、神经、肌肉等)的特定特性。

在图8至图13所示的示例性实施方式中，位于内窥镜140的远侧末端处的电气部件可以包括：一个或多个荧光激发光源(FL LED 160)；白光源(WL LED 165)；红外光源(IRLED 170)；数字温度传感器180、数字测距仪175，以及数字环境光传感器185。荧光激发光源和白光源可以实施为LED，并且具有到LED阴极和阳极端子的导线。数字传感器可以由位于底座主体中的直流调节器供电。底座主体110中的微控制器单元(MCU)通过I2C(工业标准通信方案)与传感器通信。在内窥镜140的远侧末端142中还设置了摄像头传感器190。摄像头传感器190使用MIPI CSI(工业标准摄像头接口方案)连接到位于底座主体110中的MCU。虽然图8至图13的示例性实施方式示出为具有单个摄像头传感器190，但是其他示例性实施方式可以可选地包括两个或更多个摄像头传感器，如下所述。内窥镜还可以包括用于反射和荧光偏振成像的内置偏振光学器件。

图像传感器配置为捕获静止图像或视频。虽然本文公开了包含单个图像传感器，但是可以设想，不同的内窥镜设计可以包括多于一个的图像传感器。作为非限制性实例，根据本公开的装置可以包括配置为用于白光和红外成像的第一摄像头传感器，以及配置为用于荧光成像的第二摄像头传感器。

如本领域技术人员将理解的，成像装置的远端中的部件的布置可以采用许多构造。这种构造可以由装置的尺寸、装置的覆盖区和所使用的部件的数量来驱动。然而，当布置这些部件时，还应当考虑功能因素。例如，诸如来自装置的光源的光泄漏和/或在远端处进入光学壳体的环境光的问题可能干扰装置的适当或最佳的操作，并且可能例如导致不太期望的输出，例如图像伪影。图8至图13所示的布置是一种可能的布置，其中摄像头传感器被隔离以便防止来自光源和环境光的光泄漏。

根据要进行的成像的类型或在成像期间要捕获的特性的类型，可能期望在内窥镜中具有不同的部件。因此，可能提供几种不同形式的内窥镜光学壳体以与单个底座主体110一起使用。每个不同的内窥镜壳体可以包含光学部件的不同组合，每个特定组合都被定制以产生描述所成像部位的特定特性的图像。根据包括在内窥镜140的远侧末端142中的部件的类型的数量以及特定内窥镜的预期用途，内窥镜的尺寸、形状或材料可以改变。因此，可以设想，底座主体部分110可以可互换地接收若干不同的内窥镜部分，每个内窥镜部分具有不同的特性。

例如，根据一个示例性实施方式，每种类型的光源和/或成像模式可以设置在单独的内窥镜壳体中。例如，如图24所示，手持内窥镜成像装置200包括底座主体210和三个内窥镜光学头(成像头)245a、245b和245c。每个内窥镜成像头配置为用于特定的成像模式。在所示的实施方式中，白光内窥镜光学头245a配置为用于白光成像模式。内窥镜240a的远侧末端252a包括一个或多个白光LED和配置为接收白光图像的光学传感器。白光内窥镜光学头245a被接收在底座主体210的开口255中，并且当白光内窥镜光学头245a可操作地连接到底座主体210时，手持内窥镜成像装置200配置为用于WL成像模式。WL成像照射整个视场(FOV)，以用于在标准照明条件下观察和捕获乳房组织的图像，类似于手术室设置中所呈现的。在一个示例性实施方式中，WL内窥镜壳体包括多个白光LED和图像传感器，例如OmniVision传感器OV8865，其具有8MP的分辨率、2-15cm的聚焦范围、3.05mm的焦距、2.2的光圈值、85°的视角，以及＜1.0％的TV失真。在另一示例性实施方式中，WL内窥镜壳体包括多个白光LED和图像传感器，例如Sony传感器IMX219，其具有8MP的分辨率、2-15cm的焦点范围、2.5mm的焦距、2.2的光圈值、84°的视角，以及＜1.5％的TV失真。白光成像内窥镜光学头245a还可以包括附加的部件，例如温度传感器、光传感器和/或测距仪。

图24进一步显示了荧光成像内窥镜光学头245b，其配置为用于荧光成像模式。内窥镜240b的远侧末端252b包括一个或多个荧光LED和光学传感器，该一个或多个荧光LED配置为发射激发光并照射目标，光学传感器配置为接收响应于用激发光照射目标的光学信号。荧光内窥镜光学头245b被接收在底座主体210的开口255中，并且当荧光成像内窥镜光学头245b可操作地连接到底座主体210时，手持内窥镜成像装置200配置为用于荧光(FL)成像模式。在一个示例性实施方式中，荧光成像内窥镜光学头包括多个蓝色/紫色LED和图像传感器，例如Omni Vision传感器OV8865，其具有8MP的分辨率、2-15cm的聚焦范围、3.05mm的焦距、2.2的光圈值、85°的视角，以及＜1.0％的TV失真。在另一示例性实施方式中，荧光成像内窥镜光学头包括多个蓝色/紫色LED和图像传感器，例如Sony传感器IMX219，其具有8MP的分辨率、2-15cm的焦点范围、2.5mm的焦距、2.2的光圈值、84°的视角，以及＜1.5％的TV失真。FL成像的目的是使乳房组织中的癌可视化。通过用紫光(405nm)照射乳房组织以激发在患者摄入5-氨基乙酰丙酸(ALA)后在癌细胞内积累的原卟啉(PpIX)，使乳房组织中的癌可视化。癌肿瘤内的局部PpIX吸收激发光(405nm)，然后发射更长波长的光(635nm处达到峰值)，从而允许乳房组织中的癌的可视化。例如，参见图25。

在一个示例性实施方式中，与手持内窥镜成像装置200一起使用的荧光成像内窥镜光学头245b具有两个紫色LED照明源，其发射在FWHM具有405nm±15nm带宽的激发光，用于诱导PpIX荧光。参见图26A至图26C。用于与手持内窥镜成像装置200一起使用的荧光成像内窥镜光学头245b可以具有4种不同的用于荧光照明源的功率设置：低、低-中、高-中和高。在一个示例性实施方式中，当内窥镜成像装置的远端245B远离成像目标时，四个设置的辐照度是，低：大约2.3mW/cm²，低-中：大约5.2mW/cm²，高-中：大约8.1mW/cm²，以及高：大约11.0mW/cm²。

用于与手持内窥镜成像装置200一起使用的荧光成像内窥镜光学头245b还包括滤光器，其配置为允许响应于FL激发光对目标的照射的信号通过到达光学传感器(摄像头)。在一个实例中，荧光成像内窥镜光学头具有固定的双带通发射滤光器，用于使PpIX发射光(635nm)和来自结缔组织的绿色自发荧光(500-550nm)可视化。在一个示例性实施方式中，双带通发射滤光器具有以下特性：直径：6mm(+/0.1mm)，厚度：1mm(+/-0.1mm)，对于以下发射范围平均透射率大于95％：502nm-543nm和600nm-660nm。双带通发射滤光器还配置为完全阻挡(绝对阻挡)以下波长的光：300nm-492nm和553nm-589nm。双带通发射滤光器还配置为阻挡平均675nm-1000nm和1000-1200nm的波长的光。此示例性固定双带通发射滤光器的特性在图27A、图27B和图27C中示出。

荧光成像内窥镜光学头245b还可以包括附加的部件，例如温度传感器、环境光传感器，和/或测距仪。

图24进一步示出了配置为用于红外成像模式的红外(IR)成像内窥镜光学头245c。内窥镜240c的远侧末端252c包括一个或多个红外LED和光学传感器，该一个或多个红外LED配置为发射激发光并照射目标，光学传感器配置为接收响应于用激发光照射目标的光学信号。红外内窥镜光学头245c被接收在底座主体210的开口255中，并且当红外成像内窥镜光学头245c可操作地连接到底座主体210时，手持内窥镜成像装置200配置为用于红外(IR)成像模式。在一个示例性实施方式中，红外成像内窥镜光学头包括一个或多个红外LED和图像传感器，例如Omni Vision传感器OV8865，其具有8MP的分辨率、2-15cm的聚焦范围、3.05mm的焦距、2.2的光圈值、85°的视角，以及＜1.0％的TV失真。在另一示例性实施方式中，红外成像内窥镜光学头包括一个或多个红外LED和图像传感器，例如Sony传感器IMX219，其具有8MP的分辨率、2-15cm的聚焦范围、2.5mm的焦距、2.2的光圈值、84°的视角，以及＜1.5％的TV失真。

红外成像与吲哚菁绿(ICG)染料的使用相结合允许在乳房保存手术期间可视化生物结构，例如淋巴结或血管。ICG是一种通过静脉内施用于患者的花青染料，其与β-脂蛋白，特别是白蛋白紧密结合。白蛋白是球状蛋白家族，其通常在血浆和循环系统中发现。另外，由于淋巴结的高蛋白质含量，ICG在淋巴通路和淋巴结中积累。ICG的积累使得使用红外成像可视化淋巴结和脉管系统成为可能。ICG是一种染料，其在近红外光下激发后发荧光，如在60μM水溶液中测量的，在763nm处有吸收峰，在817nm处有发射峰。参见图28。

在一个示例性实施方式中，用于与手持内窥镜成像装置200一起使用的红外成像内窥镜光学头245c具有两个LED照明源，其发射在FWHM具有760nm±15nm带宽的激发光，用于诱导荧光。参见图29A和图29B。

用于与手持内窥镜成像装置200一起使用的红外成像内窥镜光学头245c还包括滤光器，其配置为允许响应于用红外激发光照射目标的信号通过到达光学传感器(摄像头)。在一个实例中，红外成像内窥镜光学头具有用于阻挡760nm激发光并且捕获所产生的光发射的双带通发射滤光器。在一个示例性实施方式中，双带通发射滤光器具有以下特性：直径：6mm(+/0.1mm)，厚度：1mm(+/0.1mm)，对于以下发射范围平均透射率大于95％：420nm-700nm和815nm-895nm。双带通发射滤光器还配置为完全阻挡(绝对阻挡)以下波长的光：300nm-412nm、707nm-804nm、912nm-1100nm。此示例性固定双带通发射滤光器的特性在图30A、图30B和图30C中示出。在此实施方式中，红外通带不以发射光的峰值为中心。这是为了确保所有激发光都被发射滤光器阻挡。

红外成像内窥镜光学头245c还可以包括附加的部件，例如温度传感器、环境光传感器和/或测距仪。

尽管本文讨论的是关于在乳房保存手术期间的使用，但是装置200也可以用于对伤口成像，例如包含在有限空间中的伤口，例如在身体管道或器官中，其中在没有内窥镜附接的情况下可以部分或完全阻挡视野。此外，尽管本文描述了具有3个用于成像的内窥镜光学头，每一个用于白光成像、荧光成像和红外成像中的一种，但是可以设想，可以提供另外的内窥镜光学头用于荧光成像和/或用于红外成像。三个内窥镜光学头245a、245b和245c可以作为用于与底座主体210一起使用的套件一起提供，或者与底座主体210一起作为系统出售。另外地或替代地，可以提供包含多于一个荧光成像内窥镜光学头245b的套件，其中，每个荧光成像内窥镜光学头245b具有配置为发射具有不同波长的激发光的激发光源。这种附加的荧光成像内窥镜光学头245b也可以作为补充部件或替换部件而单独出售。类似地，可以提供包含多于一个红外成像内窥镜光学头245c的套件，其中，每个红外成像内窥镜光学头245c具有配置为发射具有不同波长的激发光的激发光源。这种附加的红外成像内窥镜光学头245c也可以作为补充部件或替换部件而单独出售。也能够设想了包含白光成像内窥镜光学头245a、多于一个荧光成像内窥镜光学头245b和/或多于一个红外成像内窥镜光学头245c的套件或系统。

在另一示例性实施方式中，代替提供用于白光成像、荧光成像和红外成像的三个单独的光学头，可以提供三件式或三叉式成像内窥镜光学头，其中三个部件或叉状件中的每个包括不同的用于成像的光源。例如，第一部件或叉状件可以包括用于白光成像的白光源和用于在白光成像期间接收响应于用白光照射目标的信号的光学传感器；第二部件或叉状件可以包括用于荧光成像的荧光激发光源、用于过滤响应于用荧光激发光照射目标的信号的荧光发射滤光器，以及用于过滤响应于在荧光成像期间用荧光激发光照射目标的过滤信号的光学传感器；并且第三部件或第三叉状件可以包括用于红外成像的红外激发光源、过滤响应于用红外激发光照射目标的信号的红外发射滤光器，以及用于接收在红外成像期间响应于用红外激发光照射目标的过滤信号的光学传感器。荧光和红外光部件(叉状件)中的每个可以分别配置为发射荧光和红外激发光的一个或多个波长的激发光。这三个部件/叉状件可以在单个安装结构上彼此接合，并且该安装结构可以可旋转地连接到内窥镜光学头的内窥镜部分。以这种方式，可以使部件/叉状件相对于内窥镜旋转，以选择期望成像模式的期望光源。该旋转可以是机动的或手动的。光源旋转到“使用中”位置可以可操作地将光源连接到包含在底座主体中的电池组以对光源供电。

在替代实施方式中，光学传感器可以包含在手持内窥镜成像装置的内窥镜部分或底座主体部分中，其中在每个叉状件中仅包括适当的光源和滤光器。在任一实施方式中，叉状件可以包括附加部件，例如温度传感器、环境光传感器和/或测距仪。

还设想可以仅提供两个叉状件，其中白光源和红外光源包含在同一个叉状件上。

在另一实例中，代替单独的成像头或单独的叉状件，手持内窥镜成像装置的内窥镜部分的远侧末端可以是可去除的，并且可以与其他远侧末端互换，每个远侧末端具有不同的特性，例如用于白光成像、荧光成像和/或红外成像。如上面关于单独的内窥镜光学头所讨论的，可以提供多于一个的荧光和/或红外成像末端，每个荧光和/或红外成像末端具有配置为发射预定波长的激发光的相应光源。远侧末端的套件可以与手持内窥镜成像装置一起出售以产生系统，或者作为补充或替换部件而单独出售。

包括在内窥镜光学壳体中的激发光源的数量和类型可以变化。激发光源配置为发射具有大约350nm-大约400nm、大约400nm-大约450nm、大约450nm-大约500nm、大约500nm-大约550nm、大约550nm-大约600nm、大约600nm-大约650nm、大约650nm-大约700nm、大约700nm-大约750nm、大约750nm-大约800nm、大约800nm-大约850nm、大约850nm-大约900nm和/或其组合的波长的激发光。光学壳体的形状也可以根据具体应用而从一个壳体到另一个壳体而变化。特别地，光学壳体的内窥镜部可以是柔性的、刚性的、可铰接的、长的、短的等。例如，专门的形状可以用于特定的应用，例如，进入诸如凹部、口腔、鼻腔、耳朵等的受限解剖空间。内窥镜光学壳体的尺寸可以根据其中包含的部件的尺寸和数量而变化。光学壳体的各种示例性实施方式还可以以任何组合包括诸如环境光传感器、测距仪、热成像传感器、用于三维成像的红外辐射源、用于进行测量的激光器等的特征。

手持内窥镜成像装置具有覆盖内窥透镜中的光学部件的保护窗。在一个示例性实施方式中，窗可以由Corning-Fusion Silica 7980制成，并且具有大约1.1mm的厚度。图31中示出了窗的透射特性。除了保护窗之外，还可以在定制的无菌帘布上设置光学透明的透镜，该无菌帘布配置为与装置一起使用，如下面进一步讨论的。所有的激发光和所得到的发射光都必须通过帘布的光学透明透镜。

内窥镜光学壳体的内窥镜部分配置为在肿瘤被切除时将光引导到手术部位上、引导到切除肿瘤的外表面上的手术边缘上、引导到切除肿瘤的一个或多个部分上、引导到肿瘤/组织已被切除的手术腔中、引导到伤口上，或者引导到受限解剖空间中。内窥镜端部还可以配置为定位在包含手术边缘的手术腔中。装置的底座主体部分可以包括一种或多种适合于灭菌的材料，使得装置的主体可经受灭菌，例如在高压灭菌器中。合适材料的一个实例是聚丙烯。本领域普通技术人员将熟悉其他合适的材料。装置主体内的可能不能承受高压灭菌器的条件的部件，例如电子器件，可以被固定或以其他方式包含在壳体中以进行保护，例如金属或陶瓷壳体。

该装置可以配置为与手术帘布或手术护罩一起使用。关于这种帘布的另外的细节可以在2019年5月9日国际申请的标题为“成像帘布、用于帘布的包装、成像帘布的使用方法，以及展开帘布的方法”的PCT/CA2019/000061和2019年1月15日申请的标题为“用于支撑暗化帘布的适配器”的美国设计申请第29/676,893号中找到，其各自的全部内容通过引证结合于此。除了上述参考申请中公开的暗化帘布之外，用于与本申请的成像装置一起使用的帘布可以配置为保持手术区无菌和/或保持内窥镜的远侧末端不被体液污染。帘布的这两个特性——暗化和无菌性，可以组合在单个帘布中，或者采用如下所述的两个不同帘布部件的形式。帘布的一个示例性实施方式在图15中示出。

在一个实施方式中，如图32A至图32C所示，定制的无菌帘布安装在内窥透镜上方，并且封闭整个手持内窥镜成像装置。参见图32A和图32C。无菌帘布将在使用时保持装置无菌。在一个示例性实施方式中，定制的无菌帘布包括在定制的无菌帘布的远侧末端上发现的透镜。透镜可以是光学透明的，并且例如由Sabic 9440颜色112(透明)制成，其具有1.8mm的厚度、在AOI 0°下为92％的透射率，以及在AOI 45°下为88％的透射率。定制的无菌帘布可以具有透镜支架，以将帘布牢固地附接到手持内窥镜成像装置的内窥镜部分的远侧末端。一旦附接，去除透镜支架和帘布的唯一方法就是破坏支架。图32B中示出了透镜支架的示例性实施方式。光学壳体可以配置为使得单个适配器将配合所有内窥镜光学壳体以附接暗化帘布。或者，可以提供单独的适配器以接合每种类型的内窥镜光学壳体。

例如，发明人已经发现，当在成像区域中减少环境光和人造光时，图像质量提高。这可以通过减少或消除使用中的环境和/或人工光源来实现。或者，帘布或护罩可以用于阻挡至少一部分环境光和/或人造光进入成像发生的手术部位。在一个示例性实施方式中，护罩可以配置为安装在装置的内窥镜端部上，并且在装置上朝向和远离手术腔移动，以改变可进入手术腔的环境光和/或人造光的量。护罩可以是锥形或伞形的。或者，装置本身可以被封闭在帘布中，其中覆盖装置的端部的透明护套部分配置为用激发光照射手术部位。手术帘布可以包括光学透明或透明的窗，其安装在内窥镜140的远侧末端142上，以便不干扰成像。帘布可以为手持装置提供保护，以使得手持装置能够被消毒，例如通过高压灭菌器或其他消毒方法。帘布可以覆盖手持装置并且还提供暗化护罩，该暗化护罩从远端延伸并且覆盖邻近手术腔的区域以保护手术腔区域免于来自除了手持装置之外的光源的光渗透。帘布还可包括硬光学窗或与硬光学窗联接，该硬光学窗例如是透镜盖，透镜盖覆盖手持装置的远端以确保从光源发射的光的准确传输以及光返回到成像装置的对应传输。帘布的主体可包括聚合物材料，例如聚乙烯、聚氨酯或其他聚合物材料。可选地，透镜盖可包括不同的材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其他刚性的、光学透明的聚合物、玻璃或其他材料。

图39中示出了用于无菌帘布的透镜的另一示例性实施方式。透镜3980包括配置为与内窥镜140的远侧末端142联接的形状。透镜3980可包括这样的材料，其被选择为当透镜定位在远侧末端142上方时最小化(例如消除)由内窥镜产生的图像中的光学伪影。透镜3980还可包括配置为将透镜3980联接到远侧末端142的特征。例如，透镜3980可包括一个或多个将透镜3980联接到内窥镜140的远侧末端142的卡扣配合臂3982。

透镜3980可包括光学透明材料，例如Sabic 9440颜色112(透明的)，或其他光学透明的聚合物或玻璃材料。透镜3980可联接到无菌帘布，该无菌帘布覆盖手持装置并且在手持装置和手术区之间形成无菌屏障。例如，现在参考图40，手持装置100的剖视图具有在远侧末端142上方的适当位置的透镜3980和围绕手持装置100的无菌帘布4084。无菌帘布4084可包括柔性聚合物片材，并且可通过例如粘合剂、基于热的粘合(例如激光焊接)、机械粘合或任何其他类型的足以将透镜3980联接到无菌帘布4084的粘合方式而粘合到透镜3980上。

如上所述，手持装置可与配置为限制环境光进入手术区的暗化帘布一起使用。这种帘布可包括多个部件，例如将帘布联接到手持装置的暗化帘布适配器部分，以及包括帘布材料的帘布部分。例如，图41提供了暗化帘布适配器部分4186的示例性实施方式。适配器部分4186包括配置为接收手持装置的内窥镜140的孔口4188和在孔口4188中配置为与内窥镜140接合并将适配器部分4186保持在内窥镜140上的联接特征4190。联接特征4190可包括配置为将适配器部分4186保持在内窥镜140上的卡扣配合特征或其他接合特征。

适配器部分4186还包括一个或多个臂4192，其配置为将暗化帘布材料围绕手术区展开，使得内窥镜140可以在手术区内定位和移动，而帘布材料不干扰内窥镜140。例如，现在参考图42，示出的适配器部分4186安装在手持装置100上。适配器部分4186的臂4192将帘布材料4294围绕内窥镜140展开，使得帘布材料4294不干扰内窥镜140在由暗化帘布材料4294围绕的区域内使用。

在图42中，示出的无菌帘布4084也安装在装置100上。如上所述，无菌帘布4084和相关联的透镜3980可安装在装置100上方，并且由透镜3980和无菌帘布4084覆盖的内窥镜部分140可插入穿过适配器部分4186的孔口4188，以将暗化帘布安装在装置100上方。装置100由此被无菌帘布覆盖，并且暗化帘布减少环境光侵入到手术区中。

如本领域普通技术人员将理解的，可以使用配置为减少或去除环境光和/或人造光的帘布上的其他变型。另外地或替代地，手持基于荧光的成像装置可以包括配置为识别光照条件是否满足成像的传感器(例如，环境光传感器185)。该装置还可以与手术帘布一起使用，以保持手术区的无菌性和/或保护装置的末端免受体液的影响。手术帘布和环境光减少帘布可以组合成单个帘布设计。或者，手术帘布可以包封装置，并且环境光减少帘布或护罩可以定位在手术帘布上方。

内窥镜光学壳体在装置的末端处包含多个部件，其便于白光、组织自发荧光、PpIX荧光和红外成像。这些部件包括白光LED、405nm LED、红外LED(750和800nm之间)、散热器、至少一个由图像传感器和透镜组件组成的摄像头模块、至少一个便于荧光成像的成像滤光器、环境光传感器、温度传感器和测距仪。温度传感器用于确保装置在安全温度范围内操作。温度传感器用于向控制回路提供反馈，该控制回路调制LED设定电流以补偿LED中的温度引起的效率变化。恒定驱动电流下的LED辐射通量随着LED温度而变化。

该装置的底座主体部分110具有内置显示器，但是也可能能够向外部显示器无线传输图像/数据。其还能够自动存储数字数据。内窥镜附接装置的光学部件也可能容纳在底座主体附近(即，不在远侧末端处)，并且结合光纤以提供成像能力。在这种实施方式中，内窥镜可以永久地或可以不永久地附接到底座主体。

如上所述，内窥镜光学壳体可以包括至少一个激发光源，其配置为激发组织细胞的自发荧光发射和手术边缘的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射。该至少一个激发光源可以定位在装置的远端上、周围和/或附近。每个光源可以包括例如一个或多个LED，其配置为发射所选波长的光。

激发光源可以提供单个波长的激发光，其被选择为激发组织自发荧光发射以及在包含在切除的肿瘤/组织的手术边缘中和/或在肿瘤/组织细胞已经从手术床切除的手术床的手术边缘中的肿瘤/癌细胞中的诱导卟啉的荧光发射。在一个实例中，激发光可以具有在大约350nm-大约600nm、或350nm-大约450nm和550nm-大约600nm的范围内的波长，或例如405nm，或例如572nm。

或者，激发光源可以配置为提供两个或更多个波长的激发光。如本领域技术人员将理解的，可以针对不同目的选择激发光的波长。例如，通过改变激发光的波长，可能改变激发光穿透手术床的深度。当穿透深度随着波长的相应增加而增加时，可能使用不同波长的光来激发手术床/手术边缘的表面下的组织。在一个实例中，具有350nm-450nm范围内的波长，例如405nm的激发光，和具有550nm至600nm范围内的波长，例如572nm的激发光，可以穿透形成手术床/手术边缘的组织至不同深度，例如分别为大约500μm-大约1mm和大约2.5mm。这将允许装置的用户，例如外科医生或病理学家，使在手术床/手术边缘的表面和手术床/手术边缘的表面下的肿瘤/癌细胞可视化。另外地或替代地，可以使用具有近红外/红外范围内的波长的激发光，例如，可以使用具有大约750nm和大约800nm之间的波长的激发光，例如760nm或780nm。另外，为了将组织穿透到更深的水平，这种类型的光源的使用可以与第二种类型的成像剂/造影剂结合使用，例如红外染料(例如，IRDye 800，ICG)。这将使得例如能够可视化手术边缘/手术床内的血管形成、血管灌注和血液汇集，并且此信息可以由外科医生用于确定残余肿瘤/癌细胞留在手术床中的可能性。另外，可视化血管灌注的效用是改善重建期间的吻合。

该装置可以包括附加光源，例如用于手术边缘/手术床的白光(WL)成像的白光源。在至少一些情况下，例如在诸如乳房肿瘤切除术的BCS期间，肿瘤的去除将产生包含手术床/手术边缘的空腔。WL成像可用于获得空腔内部和/或手术边缘的图像或视频，并且提供空腔的可视化。白光源可以包括一个或多个白光LED。可以适当地使用其他的白光源。如本领域普通技术人员将理解的，白光源应当是稳定且可靠的，并且在长期使用期间不产生过多的热量。

装置100的底座主体部分110可以包括允许在白光成像和荧光成像之间切换/转换的控制器。控制器还可以使得能够一起或单独地、以各种组合和/或顺序地使用各种激发光源。控制器可以循环通过各种不同的光源组合，可以顺序地控制光源，可以选通光源或以其他方式控制光源使用的定时和持续时间。如本领域普通技术人员将理解的，控制器可以是自动的、手动的或其组合。如上所述，底座主体部分110的触摸屏显示器120可以用作用户界面，以允许控制装置100。或者，可以设想，代替触摸屏控制器或除了触摸屏控制器之外，可以使用单独的控制器，例如手致动按钮。这种手致动按钮可以例如定位在把手上，以允许用户在抓握和使用装置的同时容易致动控制器。

装置100的内窥镜光学壳体部分145还可以包含一个或多个光学成像滤光器，其配置为防止反射的激发光通过，并且允许具有对应于组织细胞的自发荧光发射和组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射的波长的发射通过。在一个示例性实施方式中，该装置包括一个用于白光(WL)成像和红外(IR)成像的滤光器，以及另一个用于荧光(FL)成像的滤光器。该装置可以配置为基于期望的成像模式和由手持装置发射的激发光在不同的成像滤光器之间切换。

内窥镜光学壳体可以通过使用以合理方式附接到激发/照明光源和成像传感器的光学或可变定向的偏振滤光器(例如，结合使用光学波片的线性或圆形)来修改。这样，该装置可以用于以偏振光照明和非偏振光检测对组织表面成像，或反之亦然，或者以白光反射和/或荧光成像来进行偏振光照明和偏振光检测。这可以允许以最小化的镜面反射(例如，来自白光成像的眩光)对组织进行成像，以及使得能够对组织内的结缔组织(例如，胶原和弹性蛋白)中的荧光偏振和/或各向异性依赖性变化进行成像。在内窥镜光学壳体中使用偏振光学器件的能力使得能够偏振来自目标的反射光或荧光。这可能提供改善的图像对比度，其中肿瘤相对于正常组织不同地反射405nm激发光，或者发射与500-550nm和600-660nm发射的荧光不同的偏振信息。

手持基于荧光的成像装置还包括在装置的内窥镜光学壳体中的成像透镜和图像传感器。成像透镜或透镜组件可以配置为将过滤的自发荧光发射和荧光发射聚焦在图像传感器上。广角成像透镜或鱼眼成像透镜是合适的透镜的实例。广角透镜可以提供180度的视野。该透镜还可以提供光学放大。对于成像装置来说，非常高的分辨率是所期望的，使得可能在非常小的细胞组之间进行区分。这是实现最大化手术期间保留的健康组织的量同时最大化去除基本上所有残留的癌细胞、癌前细胞、卫星病变的潜力的目标所期望的。图像传感器配置为检测组织细胞的过滤的自发荧光发射和手术边缘的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射。图像传感器可以具有4K视频能力以及自动聚焦和光学或数字变焦能力。可以使用CCD或CMOS成像传感器。在一个实例中，可以使用与滤光器组合的CMOS传感器，即，高光谱图像传感器，例如由Ximea公司出售的那些。示例性滤光器包括可见光滤光器(https://www.ximea.com/en/products/hyperspectral-cameras-based-on-usb3-xispec/mq022hg-im-sm4x4-vis)和红外滤光器(https://www.ximea.com/en/products/hyperspectral-based-on-usb3-xispec/mq022hg-im-sm5x5-nir)。手持装置还可以包含处理器，其配置为接收检测到的发射并且输出关于组织细胞的检测到的过滤的自发荧光发射和手术边缘的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射的数据。处理器可以具有无缝地运行同时程序的能力(包括但不限于，无线信号监测、电池监测和控制、温度监测、图像接受/压缩，以及按钮按压监测)。处理器与内部存储器、按钮、光学器件和无线模块连接。处理器还具有读取模拟信号的能力。

该装置还可以包括无线模块，并且配置为用于完全无线操作。其可以利用高吞吐量无线信号，并且具有以最小等待时间发送高清晰度视频的能力。该装置可以是用于数据传输的Wi-Fi和支持蓝牙的Wi-Fi，用于快速连接的蓝牙。该设备可以利用5GFIz无线传输频带操作来与其他装置隔离。此外，该装置可能能够作为软接入点运行，这消除了对到因特网的连接的需要，并且保持该装置和模块与其他装置隔离地连接，这与患者数据安全性相关。该装置可以配置为用于无线充电并且包括感应充电线圈。另外地或替代地，该装置可以包括配置为接收充电连接的端口。

根据本公开的一个方面，内窥镜手持装置可以用于获得目标的三维荧光图像。在2019年1月17日提交的标题为“用于伤口和组织样本的三维成像、测量和显示的系统、方法和装置(Systems Methods,and Devices for Three-Dimensional Imaging,Measurement,and Display of Wounds and Tissue Specimens)”的美国临时申请第62/793,837号中公开了用于获得这种三维图像的系统和方法，其全部内容通过引证结合于此。

关于本文所述的示例性装置的构造、功能和操作的其他细节可在标题为“用于肿瘤可视化和去除的装置、系统和方法(Devices,Systems,and Methods for TumorVisualization and Removal)”的美国临时申请62/625,983(2018年2月3日提交)和标题为“用于肿瘤可视化和去除的装置、系统和方法(Devices,Systems,and Methods for TumorVisualization and Removal)”的62/625,967(2018年2月2日提交)中找到，其各自的全部内容通过引证结合于此。

如在一个实例中所体现的(参见图9至图12)，内窥镜的远端包括一个或多个光源，例如配置为发射具有特定波长的光的发光二极管(LED)。例如，该一个或多个光源可以配置为发射405nm、760nm、780nm的波长或其他波长。远端还包括成像装置，例如配置为捕获由该一个或多个光源照射的手术腔的图像的摄像头组件。远端还包括一个或多个光谱滤光器，其定位成过滤进入成像装置的光，如下面更详细讨论的。

在一些示例性实施方式中，手持装置可包括形成在远端的侧壁中的通道。当手持装置100在手术部位内的适当位置时，该通道可用于促进插入附加工具，例如用于辅助光源或辅助成像传感器的光纤、烧灼工具、活检钳、标记工具(用于用夹具、光学标签、染料或涂料等标记组织)或其他工具。替代地或另外地，一些实施方式可包括在装置的远侧末端内形成的通道，即，在装置内的内部通道，用于在手持装置使用时将任何上述工具引入到手术部位中。

如下面更详细讨论的，手持装置包括各种电气子系统，这些电气子系统包括一个或多个成像装置，例如一个或多个摄像头传感器、一个或多个荧光灯LED、一个或多个红外LED、一个或多个白光LED，以及各种传感器，例如温度传感器、环境光传感器和测距传感器。在一些示例性实施方式中，手持装置包括两个摄像头传感器，每个摄像头传感器配置为支持基于不同波长范围的图像捕获。其他部件可包括一个或多个生成驱动电压以根据需要驱动LED以实现设定点驱动电流的LED驱动器、一个或多个允许视频流用手持装置的位置来标记以例如提供手术腔内的特征的空间定向的加速计和陀螺仪、提供视频和静止图像的本地存储的闪存、提供用于软件的工厂加载、测试和手持装置的校准的接口的USB集线器、感应电池充电系统、提供如下所述的滤光器的自动切换的电机驱动电子器件、Wi-Fi无线电子系统、向用户提供关于装置模式的信息的用户界面、可再充电电池(例如锂离子电池)、用于向用户提供系统状态的可听反馈的音频装置(例如扬声器)、音频记录装置，以及其他部件。这些部件可以与一个或多个容纳在手持装置内的控制器(例如计算机处理器)可操作地联接。

例如，在一个实施方式中，手持装置包括应用处理器和微控制器单元中的一个或两个。应用处理器可执行以下功能，包括但不限于：将摄像头接口和视频流(例如，静止图像和运动视频)发送到无线传输功能以将数据传输到显示器或计算机终端；与加速计、陀螺仪和板载闪存连接；与微控制器单元连接；驱动扬声器以向用户提供可听反馈；以及管理无线通信子系统。

微控制器单元可提供诸如控制包括温度补偿回路的LED驱动电子器件、与温度传感器、环境光传感器和测距仪通信，以及与应用处理器连接以便传送和接收系统使用和情境状态的功能。微控制器单元还可监测系统的异常状况、控制指示器LED、监测按钮或其他用户界面装置、控制用于在滤光器之间切换的电机驱动器、监测无线电池充电和充电状态、控制功率管理，以及其他功能。

手持装置可包括一个或多个印刷电路板(PCB)部件，以便于手持装置的制造和组装。手持装置包括LED PCB，该LED PCB可包括一个或多个发光二极管(LED)和相关联的电气部件。LED PCB可以通过布线(例如总线)与手持装置中的其他电子系统可操作地联接，并且可连接到手持装置的控制系统，例如用于电源(例如电池等)的控制器。

远端PCB可邻近成像装置定位，并且可包括支撑成像装置的部件，例如将成像装置与手持装置的控制器和电源(例如电池)连接的部件。在一些实施方式中，手持装置的光源可包括在远端PCB上。

例如，远端PCB的示例性布局可以包括第一LED装置和第二LED装置。作为非限制性实例，第一LED装置和第二LED装置可包括配置为发射具有405nm的波长的光的LED，而第二LED装置可包括配置为发射具有760nm的波长、780nm的波长或其他波长的光的LED。PCB还可包括白光LED，其配置为向要成像的区域提供视觉照明。

远端PCB可包括其他部件，这些部件与手持装置的控制系统可操作地联接并且配置为向控制系统提供其他信息以支持手持装置的有效操作。例如，远端PCB可包括温度传感器，其用于向LED设定点温度补偿回路提供反馈，以确保系统在安全温度范围内操作。除了确保系统在安全温度范围内操作之外，温度传感器向LED设定点温度补偿回路提供反馈以最小化LED辐射通量随着温度变化的变化。测距仪可测量摄像头传感器与所成像目标之间的距离，并且可用于向用户提供反馈以指导用户在正确的距离处成像。所测量的目标距离的改变可以可选地用于发起摄像头传感器重新聚焦动作。环境光传感器可以向用户提供关于环境光水平的反馈，因为荧光成像仅在足够暗的环境中有效。在白光成像模式期间，所测量的环境光水平也可以用于启用白光LED或控制其强度。远端PCB可以与手持装置的其他部分可操作地联接，例如控制器、诸如电池的电源、一个或多个诸如微控制器单元和应用处理器的处理器，或其他部件。

LED装置可以由闭环系统使用来自温度传感器的信息作为到调节LED驱动电流设定点的控制环的输入来控制。在一些实施方式中，对于不同的应用可以支持低范围和高范围LED强度模式。实例包括在手术腔内近距离处的成像和在病理套件中远距离处的乳房肿瘤切除术成像。

图36提供了根据本公开的各种实施方式的装置的硬件部件的实例布局。参考图36，根据本公开的示例性实施方式的手持装置的硬件部件被分组在光学印刷电路板(PCB)3600(其可以对应于本文讨论的远端PCB)和电子系统3602中。光学PCB 3600包括荧光LED3604、红外LED 3606和白光LED 3608。光学PCB 3600还可包括环境光传感器3610、诸如激光测距仪3612的测距仪，以及温度传感器3614。

光学PCB 3600可操作地联接到电子系统3602。电子系统可包括电子控制部件，例如应用处理器模块3616、实时微控制器单元(MCU)3618，以及功率管理子系统3620。电子系统3602还可包括与手持成像装置的其他电子部件连接的部件和系统。例如，电子系统3602可包括CMOS摄像头接口3622和用于荧光、红外和白光LED的LED驱动器3624。

电子系统3602的其他支持电子系统和部件可包括存储器，例如闪存装置3626，空间和运动传感器3628，例如磁力计、加速计和陀螺仪中的一个或多个，Wi-Fi无线电子系统3630和USB集线器3632。当手持装置3300放置在对接站3302上时，触点3310配置为接触对接站3302的触点3308(图34)，如以上结合图34所讨论的。

电子系统3602可包括各种连接和/或相关联的连接器，以便于电子系统3602与手持装置的其他部件的联接。例如，电子系统3602可包括配置为将荧光摄像头3635与电子系统3602可操作地联接的荧光摄像头连接器3634、配置为将白光/红外摄像头3637与电子系统3602可操作地联接的白光/红外摄像头连接器3636、显示器连接器3638、扬声器连接器3640、Wi-Fi天线连接器3642和电池组连接器3644中的一个或多个。各种连接器可提供从电子系统3602到手持装置的相应部件的电联接，例如，如本文所讨论的各种摄像头装置、显示器、扬声器或其他听觉装置、Wi-Fi天线和电池组。

电子系统3602可包括各种用户控制器和相关指示器。例如，电子系统3602可包括用户控制器，例如电源开关3646和相关联的指示器3648、充电状态指示器3650、图像捕获开关3652、视频捕获开关3654，以及分别为荧光成像模式开关3656、白光成像模式开关3658和红外成像模式开关3660。

电子系统还可以包括一个或多个连接器，以便于将手持装置联接到计算机，例如通用串行总线(USB)连接器。在图36的示例性实施方式中，连接器是USB C型(USB-C)连接器3662。由USB连接器提供的USB连接可以提供对通过Wi-Fi或诸如蓝牙的其他无线协议的数据的无线传输的替代，由于对一些手术室中的无线装置的限制，这可能是必要的。此外，USB连接可用于软件和/或固件更新、电池充电和其他功能。

电子系统3602可以通过可去除的USB连接电缆，例如图37所示的电缆3764，可操作地联接到计算机。电缆3764可包括配置为确保电缆不干扰手术区并确保电缆在使用期间不从手持装置无意地去除的各种特征。虽然本文的描述可以涉及通用串行总线(USB)类型的连接，但是应理解，本公开不限于任何特定的连接协议，并且除了各种类型的USB接口之外的连接协议也在本公开的范围内。

电缆3764可以包括应变消除特征3766，其模制成便于防止电缆干扰手术区。例如，在图37的实施方式中，电缆3764配置为插入到根据本公开的手持装置的背面上的连接端口中。应变消除特征3766模制成当处于无应力状态时在电缆3764中产生大致90度的曲率。电缆3764的曲率便于电缆3764远离手术区的布线。电缆的曲率可以小于或大于90度。作为示例性范围，电缆的曲率可以是，但不限于，从70度到110度。小于70度或大于110度的曲率也在本公开的范围内。由应变消除特征3766赋予的电缆的特定形状可取决于手持装置上的连接端口的位置。例如，对于在侧面具有连接端口的手持装置，应变消除特征可以是直的，以将缆线布线远离手术区。

电缆3764还可包括配置为将电缆3764电气地和机械地联接到手持装置的连接接口3768。连接接口3768可包括锁定环3770，其提供电缆3764和手持装置之间的可靠机械接合，以防止电缆3764在使用期间从手持装置被无意地拉出。

例如，现在参考图38，示出了壳体3872的一部分，其包括配置为接收电缆3764的连接接口3768的连接端口3874。连接端口3874包括周围部分，该周围部分包括配置为接收锁定环3770的对应凸片3780的狭槽3878。在锁定环3770被插入使得锁定环3770的凸片3780被接收在狭槽3878中之后，锁定环3770旋转使得凸片3780旋转到狭槽3878的周向延伸部分3879中，并且锁定环3770将连接接口3768保持在连接端口3874内。

锁定环3770和周围部分可包括具有足够机械强度的材料，以承受在使用中可能施加到连接接口3768的力。例如，锁定环3770和连接端口3874的周围部分中的一个或两个可包括金属(例如铝合金)、高强度聚合物、复合材料，或其他材料。

因为应变消除特征3766将电缆布线远离手持装置，所以由于应变消除特征3766用作力矩臂，因此将力施加到电缆3764和/或应变消除特征3766可在连接接口3768处产生相对大的扭矩。电缆3764的连接接口3768和手持装置的外壳上的对应连接端口可包括配置为承受这种扭矩和其他力而不将这些力施加到连接接口3768和对应连接端口的更灵敏的电触点部件的特征。

例如，连接端口3874可包括从端口3874的面延伸的销3876。电缆3764的连接接口3768包括其中接收销3876的凹部3778(在图37中仅示出了其中一个)。销3876和凹部3778形成连接端口3874和连接接口3768之间的机械接口，该机械接口具有足以承受电缆3764和连接端口3874在使用期间所经受的典型力的机械强度，并且防止过度应力被置于连接端口3874和连接接口3768的电连接部件上。

另外，在一些示例性实施方式中，连接端口3874和连接接口3768中的一个或两个可包括密封件，以防止诸如生物或治疗液体或物质的各种污染物侵入到连接端口3874和连接接口3768的电触点中。例如，在图38的实施方式中，连接端口3874包括垫圈3880，当连接接口3768通过锁定环3770固定在连接端口3874中时，该垫圈形成抵靠连接接口3768的密封件。另外，在一些实施方式中，垫圈或其他密封件可配置为在连接端口3874和连接接口3768之间提供预加载力，该预加载力用于在连接接口3768的联接状态下将锁定环3770保持固定在连接端口3874中。当处于联接状态时，电缆3764可为待附接到计算机的手持装置提供数据和/或电力传输通道，如上所述。此外，电缆3764可设置有无菌护套，该无菌护套配置为附接到无菌帘布4084(图40)，以在电缆3764联接到连接端口3874时保持手持装置100和手术区之间的无菌屏障。

如上所述，手持装置可包括一个或多个滤光器，其配置为允许特定光波长或波长带通过而阻挡其他波长。通过将这种滤光器定位在成像装置520(图6)和要成像的区域之间，特定波长或波长带在图像中被隔离，并且允许发射该波长或波长带的光的区域的可视化。例如，手持装置可包括一个或多个陷波滤波器，其配置为通过特定的波长，mCherry滤光器(如本文所使用的mCherry滤光器可以指传输绿光(大约500-550nm的波长的发射光)和红光(大约600-660nm的波长的发射光)的滤光器，或者其他类型的光谱滤光器。在图20中示出了mCherry滤光器的光谱，并且在https://www.chroma.com/products/parts/59022m可以找到更多信息。

该一个或多个滤光器可以配置为使得用户可在使用不同的光源、不同的化合物或染料等时在该一个或多个滤光器之间切换。可以基于手持装置的其他用户定义的设置，例如用户选择的模式，来自动执行滤光器的这种切换。

手持装置可包括配置为使得滤光器能够以手动或自动方式快速切换的部件。例如，示出了根据本公开的实施方式的滤光轮。滤光轮可定位在手持装置上的成像装置(例如，成像装置)与要成像的区域之间。例如，滤光轮可以在成像装置的远侧，位于手持装置的远端。例如，如图10和图11所示，滤光器195可以在第一构造和第二位置之间旋转，在第一构造中，滤光器位于荧光激发光源160上方，在第二位置中，滤光器195位于摄像头传感器190上方。

滤光轮包括配置为支持白光和红外(WL/IR)成像的第一滤光器，以及配置为支持荧光(FL)成像的第二滤光器。第一滤光器和第二滤光器穿过滤光轮的旋转轴线A_R彼此相对地定位，滤光轮可围绕该旋转轴线A_R旋转。如上所述，成像装置可处于偏移位置，使得第一滤光器和第二滤光器中的每个都可根据用户的需要交替地定位在成像装置的前面。滤光轮可以由用户手动旋转或者可以自动化。如下面结合图18至图23更详细讨论的，用户可基于所使用的化合物或染料和/或施加到手术腔的激发光的波长来选择第一滤光器和第二滤光器中的一个。另外地或替代地，滤光轮的旋转可手动地完成，例如通过在滤光轮上提供可由用户抓握的圆周表面。虽然滤光轮被描述为包括两个滤光器，但是滤光轮的其他实施方式可包括三个滤光器、四个滤光器，或者可安装在滤光轮上的任何期望数量的期望滤光器。

在示例性实施方式中，第一滤光器包括陷波滤波器，其配置为阻挡具有675nm至825nm的波长的光，同时允许小于675nm且大于825nm的波长通过。在不同的实施方式中，第一滤光器可包括陷波滤波器，其配置为阻挡具有690nm至840nm的波长的光，同时允许小于690nm且大于825nm的波长通过。第二滤光器可包括具有下面结合图18至图23讨论的特性的mCherry滤光器。

图18至图23提供了根据本公开的各种实施方式的手持装置的潜在使用场景的实例。现在参考图18，在这种使用场景中，用提供760nm的激发光波长的光源(例如手持装置的一个或多个LED)照射组织。用诸如ICG的红外染料处理组织。定位成过滤进入成像装置(例如成像装置)的光的滤光器包括760nm陷波滤波器，其过滤激发光以免被成像传感器捕获。该滤光器具有675nm和825nm之间的陷波(notch)。如在图18的图表中看到的，从ICG治疗组织发射的光具有835nm的发射波长，因此通过陷波滤波器并被图像传感器捕获，从而产生显示ICG治疗组织的图像。

现在参考图19，用具有780nm的波长的光源照射组织。使用具有690nm的短通波长和840nm的长通波长的陷波滤波器来过滤返回到成像装置的光。用诸如ICG的红外染料处理组织，当被780nm光源激发时，发射峰值强度波长为835nm的光，并且通过陷波滤波器以被成像装置捕获，再次在所得图像中显示ICG处理的组织。

图20至图23是其中手持装置用于荧光成像以改进肿瘤与正常对比度的实例使用场景。现在参考图20，可以给予受试者诊断剂量的氨基乙酰丙酸(ALA)以诱导PpIX在肿瘤组织中的形成。用具有405nm的波长的光源照射组织。色度mCherry滤光器用于过滤由成像装置捕获的光。如图20所示，PpIX发射波长为635nm的光，该波长在mCherry滤光器的红色传输带内，因此可以被成像装置捕获，在所得图像中显示了其中诱导PpIX形成的组织。

图21至图23呈现了与图20的实例类似的实例，其中对mCherry滤光器进行各种修改以提高肿瘤与正常对比度。在图21中，mCherry滤光器被修改以减少绿带传输。传输量可以减少，例如，减少大约10％到大约60％之间，并且在所示的实例中可以减少大约50％。在图22中，mCherry滤光器被修改以将红色传输带加宽到600-725nm(从图20和图21所示的大约600-675nm)。在图23中，mCherry滤光器被修改以将绿带传输降低50％并将红带传输加宽到725nm。

根据本公开的实施方式，从结合图18和图19讨论的白光和红外成像模式到结合图20至图23讨论的荧光成像模式的改变可以通过旋转滤光轮195来实现，使得期望的滤光器(例如，陷波滤波器或mCherry滤光器)位于成像装置的前面以过滤返回到手持装置的光波长。手持装置上的控制器，例如控制器，可包括开关、按钮等，以将光源从760nm或780nm LED切换到405nm LED或切换到白光LED。在本公开的一些实施方式中，滤光轮可配置为基于手持装置的所选模式(例如，用户在控制器处的输入)从一个滤光器自动旋转到另一个滤光器。

除了上述那些之外，手持装置还可配置为提供成像模式。例如，手持装置可包括其中图像传感器、光源和滤光器配置为提供用于成像表面的地形绘图的3D成像的模式。关于3D成像的使用的另外的细节可以在2019年1月17日提交的标题为“用于伤口和组织样本的三维成像、测量和显示的系统、方法和装置(Systems Methods,and Devices for Three-Dimensional Imaging,Measurement,and Display of Wounds and Tissue Specimens)”的临时申请第62/793,837号中找到，其全部内容通过引证结合于此。

作为另一种成像模式的实例，手持装置可配置为提供组织的荧光寿命成像。诸如PpIX的荧光团具有荧光发射衰减曲线，其定义一旦去除激发源则可见荧光将多快地消失。因此，通过在去除或关闭激发源之后不久捕获图像，可以通过在去除激发特定荧光团的激发源之后定制每个独特荧光团的图像捕获时间来对不同荧光团进行隔离成像。例如，如果PpIX和另一荧光团分别具有9ns和5ns的衰减时间，则可以通过在去除激发源之后的5ns和9ns之间捕获图像来对PpIX进行隔离成像。以这种方式，荧光寿命成像可使得能够基于来自荧光团的荧光的指数衰减速率的差异，通过其各自的荧光寿命标记来检测多个独特的荧光团。这种时间分辨荧光成像方法可以通过脉冲调制各种激发波长LED和选通成像传感器以检测感兴趣的荧光团寿命来实现。组织的荧光寿命成像可用于识别和区分不同的组织成分，包括健康和患病的组织，以及其他生物成分，例如微生物和固有荧光化学试剂或药物。

其他可能的成像模式可包括白光成像、红外成像和荧光成像的各种组合。例如，在一种可能的成像模式中，白光和红外光源都用于照射组织。红外染料，例如ICG，可以被红外光源激发，并且所得的红外图像可以覆盖在白光图像上以示出解剖背景中的红外图像。

在另一种成像模式中，白光照明之后是405nm光照明。在白光照明期间使用用于WL/IR的成像滤光器，并且在405nm照明期间使用FL滤光器。白光和荧光的连续图像被捕获并且可以被叠置以提供用于肿瘤位置(FL图像)的解剖背景(白光图像)。

受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，本公开提供了用于术中和/或体外可视化手术切缘上的肿瘤和/或残余癌细胞的各种示例性装置、系统和方法。在阅读本说明书的基础上，本公开的各个方面的进一步修改和替代实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。

此外，该装置和方法可以包括为了清楚地说明和/或操作而从附图中省略的附加部件或步骤。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的，并且是为了教导本领域技术人员执行本公开的一般方式。应理解，本文示出和描述的各种实施方式应当被认为是示例性的。元件和材料以及这些元件和材料的布置可以代替本文所示出和描述的那些，部件和过程可以颠倒，并且本公开的某些特征可以独立地使用，所有这些对于受益于本文描述的本领域技术人员来说将是显而易见的。在不脱离本公开和所附权利要求书(包括其等同物)的精神和范围的情况下，可以对本文描述的元件进行改变。

应理解，本文所阐述的特定实例和实施方式是非限制性的，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下对结构、尺寸、材料和方法进行修改。

此外，本说明书的术语并非旨在限制本公开。例如，空间相对术语——例如“下方”、“下面”、“下”、“上方”、“上”、“底部”、“右”、“左”、“近侧”、“远侧”、“前”等——可以用于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征的关系。这些空间相对术语旨在包含除了附图所示的位置和取向之外的装置在使用或操作中的不同位置(即，位置)和取向(即，旋转放置)。

为了本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有说明，否则表示数量、百分比或比例的所有数字以及在说明书和权利要求书中使用的其他数值应被理解为在所有情况下如果其尚未被修饰，则都被术语“大约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本公开寻求获得的期望性质而变化。至少，并且不试图限制权利要求范围的等同原则的应用，每个数值参数应至少根据所报告的有效数字的数值并通过应用普通的舍入技术来解释。

尽管阐述本公开的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是尽可能精确地报告在具体实施方式中阐述的数值。然而，任何数值固有地包含某些误差，这些误差必然是由在其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的。此外，本文公开的所有范围应理解为包括其中纳入的任何和所有子范围。

应注意，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”以及任何词语的任何单数使用包括复数个参照物，除非明确地和毫不含糊地限于一个参照物。如本文使用的，术语“包括”及其语法变体旨在为非限制性的，使得列表中的项目的叙述不排除可被替代或添加到所列项目的其他类似项目。

应理解，尽管已经关于本公开的各种示例性实施方式详细描述了本公开，但是不应当认为本公开限于这些实施方式，因为在不脱离所附权利要求书的宽泛范围的情况下，包括其所包含的等同物的许多修改是可能的。

Claims (123)

1.一种内窥镜成像装置，包括：

主体部分和内窥镜部分，所述主体部分配置为被抓握在用户的手中，所述内窥镜部分配置为将光引导到手术边缘上；

至少一个激发光源，配置为激发组织细胞的自发荧光发射和所述手术边缘的组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射；

白光源，配置为在所述手术边缘的白光成像期间照射所述手术边缘；

成像传感器；

第一滤光器，配置为过滤响应于用激发光照射而由所述手术边缘发射的光学信号，并且允许组织细胞的自发荧光发射和组织细胞中的诱导卟啉的荧光发射通过到达所述成像传感器；以及

第二滤光器，配置为过滤响应于用白光照射而由所述手术边缘发射的光学信号，并且允许所述手术边缘中的组织的白光发射通过到达所述成像传感器。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一滤光器和所述第二滤光器配置为交替地定位，以过滤通过滤光器到达所述成像传感器的光学信号。

3.根据权利要求2所述的成像装置，其中，所述第一滤光器和所述第二滤光器定位在能相对于所述成像传感器旋转的滤光轮上。

4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，能旋转的所述滤光轮定位在所述成像传感器的远侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的成像装置，其中，所述激发光源包括第一激发光源和第二激发光源。

6.根据权利要求5所述的成像装置，其中，所述第一激发光源配置为发射具有大约350nm至大约400nm、大约400nm至大约450nm、大约450nm至大约500nm、大约500nm至大约550nm、大约550nm至大约600nm、大约600nm至大约650nm、大约650nm至大约700nm、大约700nm至大约750nm、大约750nm至大约800nm、大约800nm至大约850nm、大约850nm至大约900nm和/或其组合的波长的激发光。

7.根据权利要求6所述的成像装置，其中，所述第一激发光源配置为发射具有大约400nm到大约450nm的波长的激发光。

8.根据权利要求7所述的成像装置，其中，所述第一激发光源配置为发射具有大约405nm±10nm的波长的激发光。

9.根据权利要求6所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有大约350nm至大约400nm、大约400nm至大约450nm、大约450nm至大约500nm、大约500nm至大约550nm、大约550nm至大约600nm、大约600nm至大约650nm、大约650nm至大约700nm、大约700nm至大约750nm、大约750nm至大约800nm、大约800nm至大约850nm、大约850nm至大约900nm和/或其组合的波长的激发光。

10.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有大约750nm至800nm的波长的激发光。

11.根据权利要求10所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有在大约760nm至大约780nm之间的波长的激发光。

12.根据权利要求11所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有大约760nm±10nm的波长的激发光。

13.根据权利要求11所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有大约770nm±10nm的波长的激发光。

14.根据权利要求11所述的成像装置，其中，所述第二激发光源配置为发射具有大约780nm±10nm的波长的激发光。

15.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一滤光器配置为允许具有大约500nm至大约550nm、和/或大约600nm至大约675nm的波长的光学信号通过。

16.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一滤光器配置为允许具有大约500nm至大约550nm、和/或大约600nm至大约725nm的波长的光学信号通过。

17.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一滤光器配置为允许具有大约635nm的波长的光学信号通过。

18.根据权利要求16或17所述的成像装置，其中，所述第一滤光器配置为使具有大约500nm至大约550nm的波长的光学信号的通过衰减大约10％至大约90％。

19.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第二滤光器配置为允许具有低于大约675nm和高于大约825nm的波长的光学信号通过。

20.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第二滤光器配置为允许具有低于大约690nm和高于大约840nm的波长的光学信号通过。

21.根据权利要求19或20所述的成像装置，其中，所述第二滤光器配置为允许具有大约835nm的波长的光学信号通过。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的成像装置，其中，所述成像传感器包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的成像装置，还包括无菌帘布，所述无菌帘布配置为在所述成像装置和使用所述成像装置的环境之间形成无菌屏障。

24.根据权利要求23所述的成像装置，其中，所述无菌帘布包括第一部分和第二部分，所述第一部分配置为在所述成像装置和使用所述成像装置的环境之间形成无菌屏障，所述第二部分配置为使手术腔屏蔽环境光。

25.根据权利要求23或24所述的成像装置，其中，所述无菌帘布包括光学透明的透镜盖，当所述无菌帘布安装在所述成像装置上时，所述透镜盖定位在所述成像传感器上方。

26.根据权利要求25所述的成像装置，其中，所述透镜盖配置为接合所述成像装置的第二端部上的特征。

27.根据权利要求26所述的成像装置，其中，所述成像装置的第二端部上的所述特征包括周向凹槽。

28.一种内窥镜成像系统，包括：

根据权利要求1至22中任一项所述的内窥镜成像装置；以及

无菌帘布，配置为包封所述成像装置的主体。

29.根据权利要求28所述的内窥镜成像系统，其中，所述无菌帘布包括透镜，该透镜配置为连接到所述成像装置的内窥镜部分并且定位在所述成像传感器的前面。

30.根据权利要求28或29所述的内窥镜成像系统，其中，所述无菌帘布包括配置为提供到所述成像装置的主体中的连接端口的接近的部分。

31.根据权利要求28至30中任一项所述的内窥镜成像系统，还包括连接电缆，该连接电缆配置为接收在所述成像装置的主体的连接端口中，并且用于提供所述成像装置与外部装置之间的通信。

32.根据权利要求31所述的内窥镜成像系统，其中，所述连接电缆包括应变消除特征，该应变消除特征配置为在所述内窥镜成像系统的使用期间将所述连接电缆保持在手术区之外。

33.根据权利要求32所述的内窥镜成像系统，其中，所述应变消除特征包括所述连接电缆中的模制弯曲部。

34.根据权利要求33所述的内窥镜成像系统，其中，所述模制弯曲部形成大约70度至大约110度之间的角度。

35.根据权利要求33所述的内窥镜成像系统，其中，所述模制弯曲部形成大约90度的角度。

36.根据权利要求31所述的内窥镜成像系统，其中，所述连接电缆和所述连接端口包括互补特征，该互补特征配置为防止所述连接电缆和所述连接端口相对于彼此旋转。

37.根据权利要求31所述的内窥镜成像系统，其中，所述连接电缆包括保持环，该保持环配置为接合所述连接端口的一部分。

38.根据权利要求31至37中任一项所述的内窥镜成像系统，还包括无菌护套，该无菌护套配置为覆盖所述连接电缆并且将所述连接电缆与手术区屏蔽。

39.根据权利要求28至38中任一项所述的内窥镜成像系统，还包括暗化帘布，该暗化帘布配置为在用所述内窥镜成像装置对目标进行成像期间减少或消除环境光。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的内窥镜成像系统，其中，所述暗化帘布包括配置为将所述暗化帘布保持在所述成像装置的视场之外的部分。

41.根据权利要求28至40中任一项所述的内窥镜成像系统，还包括对接站，该对接站配置为支撑所述内窥镜成像装置。

42.根据权利要求41所述的内窥镜成像系统，其中，所述对接站配置为对所述内窥镜成像装置进行无线充电。

43.根据权利要求41或42所述的内窥镜成像系统，其中，所述对接站包括配置为保持所述内窥镜成像装置与所述对接站接触的特征。

44.根据权利要求43所述的内窥镜成像系统，其中，配置为保持所述内窥镜成像装置与所述对接站接触的所述特征是保持环，该保持环配置为接收所述成像装置的所述内窥镜部分。

45.一种对手术部位处的组织成像的方法，包括：

用配置为发射具有第一波长的激发光的第一激发光源照射所述手术部位处的所述组织；

通过成像装置的内窥镜光学壳体中的第一滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号；

用配置为发射具有第二波长的激发光的第二激发光源照射所述手术部位处的所述组织；以及

通过所述成像装置的所述内窥镜光学壳体中的第二滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号。

46.根据权利要求45所述的方法，还包括：

将所述第一滤光器移动远离所述手术部位处的所述组织和所述成像装置之间的位置；以及

将所述第二滤光器移动到所述手术部位处的所述组织和所述成像装置之间的位置。

47.根据权利要求45或46所述的方法，其中，用配置为发射具有第一波长的激发光的第一激发光源照射所述手术部位处的所述组织的步骤包括：用具有大约405nm±10nm的波长的第一激发光源照射所述组织。

48.根据权利要求45至47中任一项所述的方法，其中，用配置为发射具有第二波长的激发光的第二激发光源照射所述手术部位处的所述组织的步骤包括：用具有大约750nm至800nm的波长的第二激发光源照射所述组织。

49.根据权利要求45至48中任一项所述的方法，其中，通过第一滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号的步骤包括：通过滤光器过滤由所述组织发射的光学信号，该滤光器允许具有大约500nm至大约550nm和/或大约600nm至大约675nm的波长的光学信号通过。

50.根据权利要求45至49中任一项所述的方法，其中，通过第一滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号的步骤包括：通过滤光器过滤由所述组织发射的光学信号，该滤光器允许具有大约500nm至大约550nm和/或大约600nm至大约725nm的波长的光学信号通过。

51.根据权利要求45至50中任一项所述的方法，其中，通过第二滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号的步骤包括：通过滤光器过滤由所述组织发射的光学信号，该滤光器允许具有低于大约675nm和高于大约825nm的波长的光学信号通过。

52.根据权利要求45至51中任一项所述的方法，其中，通过第二滤光器接收由所述手术部位处的所述组织发射的光学信号的步骤包括：通过滤光器过滤由所述组织发射的光学信号，该滤光器允许具有低于大约690nm和高于大约840nm的波长的光学信号通过。

53.根据权利要求45至52中任一项所述的方法，还包括：在照射所述手术部位处的所述组织的步骤之前，将无菌帘布定位在所述成像装置周围。

54.根据权利要求53所述的方法，其中，将所述无菌帘布定位在所述成像装置周围的步骤包括：将透镜定位在所述成像装置的所述内窥镜部分上。

55.根据权利要求45至54中任一项所述的方法，还包括：减少或消除所述手术部位处的环境光。

56.根据权利要求55所述的方法，其中，减少或消除所述手术部位处的环境光的步骤包括：将连接到所述成像装置的暗化帘布定位在所述手术部位上方或周围。

57.根据权利要求56所述的方法，其中，将连接到所述成像装置的暗化帘定位在所述手术部位上方或周围的步骤包括：定位所述暗化帘布，使得所述手术部位能由所述成像装置的定位在所述暗化帘布的内部内的一部分观察到。

58.根据权利要求45所述的方法，还包括：将所述成像装置连接到连接电缆。

59.根据权利要求58所述的方法，还包括：通过所述连接电缆将数据从所述成像装置传送到计算机。

60.根据权利要求45至59中任一项所述的方法，其中，所述手术部位是乳腺癌手术部位。

61.根据权利要求45至60中任一项所述的方法，其中，所述手术部位是已经移除组织样本的手术部位的手术边缘。

62.一种便携手持内窥镜成像系统，包括：

至少一个激发光源，配置为在荧光成像期间发射激发光；

第一滤光器，配置为检测响应于用激发光照射目标表面并具有对应于细菌荧光、细菌自身荧光、组织荧光和组织自身荧光中的一个或多个的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达定位在所述系统的内窥镜部分中的图像传感器；

白光源，配置为在白光成像期间发射白光；

第二滤光器，配置为检测响应于用白光照射所述目标表面并具有在可见光范围内的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达定位在所述系统的所述内窥镜部分中的所述图像传感器；以及

处理器，配置为接收检测到的荧光光学信号和白光光学信号，并且基于检测到的光学信号向显示器输出所述目标表面的表示。

63.根据权利要求62所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约350nm至大约400nm、大约400nm至大约450nm、大约450nm至大约500nm、大约500nm至大约550nm、大约550nm至大约600nm、大约600nm至大约650nm、大约650nm至大约700nm、大约700nm至大约750nm、大约750nm至大约800nm、大约800nm至大约850nm、大约850nm至大约900nm和/或其组合的波长的激发光。

64.根据权利要求63所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约400nm到大约450nm的波长的激发光。

65.根据权利要求64所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约405nm±10nm的波长的激发光。

66.根据权利要求62所述的系统，其中，所述第一滤光器配置为允许具有在大约500nm和大约550nm之间的波长的光学信号和/或具有在大约600nm和大约660nm之间的波长的光学信号通过所述第一滤光器到达所述图像传感器。

67.根据权利要求62所述的系统，其中，所述至少一个激发光源包括第一紫光/蓝光LED和第二紫光/蓝光LED，每个LED配置为发射具有405nm±10nm的波长的光。

68.根据权利要求62所述的系统，还包括热传感器，该热传感器配置为检测关于所述目标表面的热信息。

69.根据权利要求62所述的系统，还包括环境光传感器，该环境光传感器配置为指示环境照明条件何时足以允许荧光成像。

70.根据权利要求62所述的系统，还包括测距仪。

71.根据权利要求62所述的系统，还包括第三滤光器，所述第三滤光器配置为检测响应于用白光照射所述目标表面并具有在可见光范围内的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达定位在所述系统的所述内窥镜部分中的所述图像传感器。

72.根据权利要求71所述的系统，其中，所述处理器还配置为从红外传感器接收数据并且输出三维图像。

73.根据权利要求62所述的系统，还包括Wi-Fi和/或蓝牙天线。

74.根据权利要求62所述的系统，其中，所述处理器配置为无线地发送和/或接收数据。

75.根据权利要求62所述的系统，还包括电源。

76.根据权利要求62所述的系统，还包括红外辐射源。

77.根据权利要求76所述的系统，其中，所述系统配置为将红外辐射投射到所述目标表面上并且检测从所述目标表面反射的红外辐射。

78.根据权利要求77所述的系统，其中，所述处理器还配置为基于检测到的反射的红外辐射来生成所述目标表面的三维图。

79.根据权利要求78所述的系统，其中，所述处理器还配置为基于所述三维图、所述目标表面的二维白光图像、和所述目标表面的二维荧光图像来生成所述目标表面的三维荧光图像。

80.一种便携模块化内窥镜手持成像系统，包括：

内窥镜壳体部分，包括：

至少一个激发光源，配置为在荧光成像期间发射激发光，

第一滤光器，配置为检测响应于用所述激发光照射目标表面并具有对应于细菌荧光、细菌自身荧光、组织荧光和组织自身荧光中的一个或多个的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达图像传感器，

白光源，配置为在白光成像期间发射白光，以及

第二滤光器，配置为检测响应于用白光照射所述目标表面并具有在可见光范围内的波长的光学信号，并允许该光学信号通过到达所述图像传感器；以及

底座主体部分，配置为能释放地接收所述内窥镜壳体部分，并且包括：

显示器，以及

处理器，配置为接收检测到的荧光光学信号和白光光学信号，并且基于检测到的光学信号向所述显示器输出所述目标表面的表示。

81.根据权利要求80所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约350nm至大约400nm、大约400nm至大约450nm、大约450nm至大约500nm、大约500nm至大约550nm、大约550nm至大约600nm、大约600nm至大约650nm、大约650nm至大约700nm、大约700nm至大约750nm、大约750nm至大约800nm、大约800nm至大约850nm、大约850nm至大约900nm和/或其组合的波长的激发光。

82.根据权利要求81所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约400nm至大约450nm的波长的激发光。

83.根据权利要求82所述的系统，其中，所述至少一个激发光源配置为发射具有大约405nm±10nm的波长的激发光。

84.根据权利要求80所述的系统，其中，所述第一滤光器还配置为阻挡具有405nm±10nm的波长的光学信号的通过。

85.根据权利要求80所述的系统，其中，所述第一滤光器配置为允许具有在大约500nm和大约550nm之间的波长的光学信号和/或具有在大约600nm和大约660nm之间的波长的光学信号通过所述第一滤光器到达所述图像传感器。

86.根据权利要求80的所述系统，其中，所述至少一个激发光源包括第一紫光/蓝光LED和第二紫光/蓝光LED，每个LED配置为发射具有405nm±10nm的波长的光。

87.根据权利要求80所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括电源。

88.根据权利要求87所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括具有用于对所述电源充电的触点的外表面。

89.根据权利要求80所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括散热器。

90.根据权利要求89所述的系统，其中，所述散热器在所述底座主体部分中限定开口，所述开口配置为能释放地接收所述内窥镜壳体部分。

91.根据权利要求80所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括热传感器，所述热传感器配置为检测关于所述目标表面的热信息。

92.根据权利要求80所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括环境光传感器，所述环境光传感器配置为指示环境照明条件何时足以允许荧光成像。

93.根据权利要求80所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括测距仪。

94.根据权利要求80所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括偏振滤光器。

95.根据权利要求80所述的系统，还包括无菌帘布，所述无菌帘布配置为包封所述内窥镜壳体部分和所述底座主体部分中的一个或两个。

96.根据权利要求80所述的系统，还包括：暗化帘布，配置为附接到所述内窥镜壳体部分并且用于在用所述手持成像系统对目标进行成像期间减少或消除环境光。

97.根据权利要求80所述的系统，还包括：对接站，配置为接收所述手持成像系统。

98.根据权利要求80所述的系统，还包括：连接电缆，配置为与所述手持成像系统操作地联接。

99.一种便携模块化内窥镜手持成像系统，包括：

第一内窥镜光学头，包括：

至少一个激发光源，配置为在荧光成像期间发射激发光，

荧光成像滤光器，配置为检测响应于用所述激发光照射目标表面并具有对应于细菌荧光、细菌自身荧光、组织荧光和组织自身荧光中的一个或多个的波长的光学信号，并允许该光学信号通过所述荧光成像滤光器，以及

荧光成像传感器，配置为检测过滤的荧光光学信号；

第二内窥镜光学头，包括：

至少一个白光源，配置为在白光成像期间发射白光，以及

白光成像传感器，配置为检测响应于用所述白光照射所述目标表面的白光光学信号；以及

底座主体部分，配置为一次一个地能释放地接收所述第一内窥镜光学头和所述第二内窥镜光学头中的每个，并且所述底座主体部分包括：

显示器，以及

处理器，配置为接收检测到的荧光光学信号和/或白光光学信号，并且基于检测到的光学信号向所述显示器输出所述目标表面的表示。

100.根据权利要求99所述的系统，还包括第三内窥镜光学头，其中，所述第三内窥镜光学头包括：

至少一个激发光源，配置为在红外成像期间发射激发光，

红外成像滤光器，配置为允许响应于用所述激发光照射目标表面并且对应于包括淋巴结、血管、淋巴通路和循环系统组成部分的生物结构的光学信号通过，以及

红外成像传感器，配置为检测过滤的红外光学信号。

101.根据权利要求99或100所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头的所述至少一个激发光源配置为发射具有大约350nm至大约400nm、大约400nm至大约450nm、大约450nm至大约500nm、大约500nm至大约550nm、大约550nm至大约600nm、大约600nm至大约650nm、大约650nm至大约700nm、大约700nm至大约750nm、大约750nm至大约800nm、大约800nm至大约850nm、大约850nm至大约900nm和/或其组合的波长的激发光。

102.根据权利要求101所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头的至少一个激发光源配置为发射具有大约400nm至大约450nm的波长的激发光。

103.根据权利要求102所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头的至少一个激发光源配置为发射具有大约405nm±10nm的波长的激发光。

104.根据权利要求99至103中任一项所述的系统，其中，所述荧光成像滤光器还配置为阻挡具有405nm±10nm的波长的光学信号的通过。

105.根据权利要求99至104中任一项所述的系统，其中，所述荧光成像滤光器配置为允许具有大约500nm和大约550nm之间的波长的光学信号和/或具有大约600nm和大约660nm之间的波长的光学信号通过所述荧光成像滤光器到达光学的所述荧光成像传感器。

106.根据权利要求99至105中任一项所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头的至少一个激发光源包括第一紫光/蓝光LED和第二紫光/蓝光LED，每个LED配置为发射具有405nm±10nm的波长的光。

107.根据权利要求99至106中任一项所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括电源。

108.根据权利要求99至107中任一项所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括具有用于对所述电源充电的触点的外表面。

109.根据权利要求99至108中任一项所述的系统，其中，所述底座主体部分还包括散热器。

110.根据权利要求109所述的系统，其中，所述散热器在所述底座主体部分中限定开口，所述开口配置为能释放地接收所述内窥镜光学头中的每个。

111.根据权利要求100至110中任一项所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头、所述第二内窥镜光学头和所述第三内窥镜光学头中的一个或多个还包括热传感器，该热传感器配置为检测关于所述目标表面的热信息。

112.根据权利要求100至111中任一项所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头还包括：环境光传感器，配置为指示环境照明条件何时足以允许荧光成像。

113.根据权利要求100至112中任一项所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头、所述第二内窥镜光学头和所述第三内窥镜光学头中的一个或多个还包括测距仪。

114.根据权利要求100至113中任一项所述的系统，其中，所述第一内窥镜光学头、所述第二内窥镜光学头和所述第三内窥镜光学头中的一个或多个还包括偏振滤光器。

115.根据权利要求99至114中任一项所述的系统，还包括红外辐射源。

116.根据权利要求115所述的系统，其中，所述系统配置为将红外辐射投射到所述目标表面上并且检测从所述目标表面反射的红外辐射。

117.根据权利要求80所述的系统，其中，所述处理器还配置为基于检测到的反射的红外辐射来生成所述目标表面的三维图。

118.根据权利要求117所述的系统，其中，所述处理器还配置为基于所述三维图、所述目标表面的二维白光图像和所述目标表面的二维荧光图像来生成所述目标表面的三维荧光图像。

119.根据权利要求99所述的系统，还包括：对接站，配置为接收所述手持成像系统。

120.根据权利要求99所述的系统，还包括：连接电缆，配置为将所述手持成像系统操作地联接到计算机。

121.根据权利要求99所述的系统，还包括：无菌帘布，配置为包封所述手持成像系统。

122.根据权利要求99所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括测距仪。

123.根据权利要求99所述的系统，其中，所述内窥镜壳体部分还包括偏振滤光器。

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