CN114668369A - 一种诊疗一体化探头及诊疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种诊疗一体化探头及诊疗系统。所述诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜；所述第一二向色镜，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；所述第一振镜，用于对所述治疗光进行反射扫描；所述第二振镜，用于对所述成像光进行反射扫描；所述第二二向色镜，用于将所述治疗光和所述成像光重新耦合形成耦合输出光，以使所述耦合输出光到达待处理组织。本发明用以解决现有技术中光学成像设备与激光治疗设备结合使用时，诊断和治疗的匹配性差，以及监测误差大的缺陷。

Description

一种诊疗一体化探头及诊疗系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种诊疗一体化探头及诊疗系统。

背景技术

随着计算机辅助医疗和机器人技术的发展，微创手术在诸多外科领域得到了长足的进步。相比于传统开放式的肿瘤切除手术，微创手术能够减小创伤、缩短恢复期，减小对病人的生理及心理影响。同时，微创肿瘤手术也要求精准且无遗漏地定位病灶，并做到最大切除以防止复发。

目前，术前通过传统成像手段如计算机断层扫描、核磁共振成像对癌症做出初步诊断和病灶边界描画、术中在超声或荧光成像等实时成像模态的引导下进行肿瘤切除的诊疗流程在临床上被广泛使用，但是现有的术中成像不能精确地划分病灶边界，软组织形变也会影响到术前影像对手术的引导，手术切除仍然严重依赖于医生的经验判断。新兴的高分辨率实时光学成像模态如光相干断层成像、光声成像、高光谱成像和共聚焦激光显微内镜成像等，可以在术中提供快速而准确的诊断结果，而激光消融、光动力治疗、光热治疗等则是肿瘤治疗的高效精准的手段。通过结合光学成像和激光治疗，可以提升微创肿瘤手术的诊断治疗效率和预后。

现有技术中，将光学成像设备与激光治疗设备进行结合有多种技术途径。一种途径是，通过二向色镜或光纤合束器将成像光与治疗光整合到同一条光路中，该途中通过同一扫描组件同时实现成像和治疗。其中，成像光用于对病灶进行诊断，治疗光用于对病灶进行治疗。但是，该途径由于共用扫描组件，会导致进行定点治疗时无法进行成像监测，诊断和治疗的过程无法实时匹配，进而造成监测误差，影响治疗效果。另一种途径是，直接在内窥镜或腹腔镜的通道中放入独立的成像探头和治疗探头。但是该途径依赖于手动操作来对病灶进行激光消融等治疗，成像和治疗探头运动不同步等原因造成诊断和治疗的过程匹配性差，存在较大的监测误差，影响治疗效果。

发明内容

本发明提供一种诊疗一体化探头及诊疗系统，用以解决现有技术中光学成像设备与激光治疗设备结合使用时，诊断和治疗的匹配性差，以及监测误差大的缺陷。

本发明提供一种诊疗一体化探头，所述诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜；所述第一二向色镜，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；所述第一振镜，用于对所述治疗光进行反射扫描；所述第二振镜，用于对所述成像光进行反射扫描；所述第二二向色镜，用于将所述治疗光和所述成像光重新耦合形成耦合输出光，以使所述耦合输出光到达待处理组织。

根据本发明提供的一种诊疗一体化探头，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜的镜面平行；所述第一振镜和所述第二振镜的镜面平行；所述第一二向色镜与所述耦合输入光形成的角度为45°。

根据本发明提供的一种诊疗一体化探头，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜的参数相同；所述第二二向色镜，具体用于侧向输出所述耦合输出光，以使所述耦合输出光到达所述诊疗一体化探头侧面的所述待处理组织。

根据本发明提供的一种诊疗一体化探头，所述第一二向色镜为高通型，且所述第二二向色镜为低通型；或者，所述第一二向色镜为低通型，且所述第二二向色镜为高通型；所述第二二向色镜，具体用于前向输出所述耦合输出光，以使所述耦合输出光到达所述诊疗一体化探头前端的所述待处理组织。

本发明还提供一种诊疗系统，包括诊疗一体化探头、光学成像模块和医用激光器；所述医用激光器，用于发射治疗光，所述治疗光用于对待处理组织进行激光治疗；所述光学成像模块，用于发射成像光；所述诊疗一体化探头，用于接收所述治疗光和所述成像光形成的耦合输入光，并根据所述耦合输入光输出耦合输出光；所述光学成像模块，还用于接收所述诊疗一体化探头返回的光学成像源数据，并根据所述光学成像源数据获得所述待处理组织的组织图像。

根据本发明提供的一种诊疗系统，还包括处理控制模块；所述诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜；所述光学成像模块，还用于将所述组织图像传输给所述处理控制模块；所述处理控制模块，用于根据所述组织图像获取所述第一偏转角和第二偏转角，并将所述第一偏转角传输给所述第一振镜，将所述第二偏转角传输给所述第二振镜；所述第一振镜，用于根据所述第一偏转角进行角度调整；所述第二振镜，用于根据所述第二偏转角进行角度调整。

根据本发明提供的一种诊疗系统，包括：所述处理控制模块，还用于根据所述组织图像确定所述治疗光的参数值，并将所述参数值传输给所述医用激光器；所述医用激光器，还用于根据所述参数值调整所述治疗光的输出参数。

根据本发明提供的一种诊疗系统，包括：所述处理控制模块，具体用于根据所述组织图像确定所述诊疗一体化探头和所述待处理组织之间的距离，根据所述距离确定所述第一偏转角和所述第二偏转角。

根据本发明提供的一种诊疗系统，包括：所述处理控制模块，具体用于根据所述组织图像确定所述待处理组织中的病灶区域，根据所述病灶区域确定所述第一偏转角和所述第二偏转角。

根据本发明提供的一种诊疗系统，还包括机械臂模块，所述诊疗一体化探头安装于所述机械臂模块；所述处理控制模块，用于获取术前图像，其中，所述术前图像中包含至少一个待分析区域；所述处理控制模块，用于根据所述术前图像和所述组织图像，确定治疗路径，并将所述治疗路径传输给所述机械臂，其中，所述治疗路径连接每一个所述待分析区域；所述机械臂模块，用于根据所述治疗路径进行移动，使所述诊疗一体化探头依次移动至每一个所述待分析区域对应的组织区域。

本发明提供的一种诊疗一体化探头及诊疗系统，诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜。第一二向色镜，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；第一振镜，用于对治疗光进行反射扫描；第二振镜，用于对成像光进行反射扫描；第二二向色镜，用于将治疗光和成像光重新耦合形成耦合输出光，以使耦合输出光到达待处理组织。该诊疗一体化探头内的治疗光和成像光耦合在一起，治疗光和成像光同步运动，解决了使用两个探头，分别通过成像光进行诊断，通过治疗光进行治疗，导致的诊断和治疗匹配性差的问题，实现诊断与治疗一体化，大大提高了诊断和治疗的匹配性。同时，通过该诊疗一体化探头中的第一振镜和第二振镜，能够分别对治疗光和成像光进行反射扫描，在通过第一振镜进行治疗的同时，能够通过第二振镜进行实时监测，诊疗和成像监测的过程互不影响，降低监测误差，提高通过诊疗一体化探头进行诊疗过程的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的诊疗一体化探头的结构示意图；

图2是本发明提供的诊疗一体化探头侧向扫描光路结构示意图；

图3是本发明提供的诊疗一体化探头侧向扫描中二向色镜透光率与波长关系的示意图；

图4是本发明提供的诊疗一体化探头前向扫描光路结构示意图；

图5是本发明提供的诊疗一体化探头前向扫描中二向色镜透光率与波长关系的示意图；

图6是本发明提供的诊疗系统结构示意图；

图7是本发明提供的振镜角度调整后的诊疗一体化探头前向扫描光路结构示意图；

图8是本发明提供的处理控制模块校准流程示意图；

图9是本发明提供的处理控制模块进行图像处理和治疗控制流程示意图；

图10是本发明提供的诊疗系统使用流程示意图；

图11是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1-图11描述本发明的一种诊疗一体化探头及诊疗系统。

一个实施例中，如图1所示，本发明提供的诊疗一体化探头包括第一二向色镜101、第二二向色镜102、第一振镜103和第二振镜104。

第一二向色镜101，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；第一振镜103，用于对治疗光进行反射扫描；第二振镜104，用于对成像光进行反射扫描；第二二向色镜102，用于将治疗光和成像光重新耦合形成耦合输出光，以使耦合输出光到达待处理组织。

本实施例中，治疗光和成像光耦合形成的耦合输入光，由同一光纤送入输入至诊疗一体化探头中，经过诊疗一体化探头中的第一二向色镜101。治疗光和成像光的波长不同，经准直聚焦后被第一特定参数的第一二向色镜101分离，形成治疗光和成像光两条光路，分别为治疗光路和成像光路。其中，二向色镜又称为双色镜，其特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。根据治疗光和成像光的不同波长，预先确定第一特定参数，选用第一特定参数的第一二向色镜101，当耦合输入光经过第一二向色镜101时，即可将耦合输入光分离为治疗光和成像光。

分离出的治疗光由第一二向色镜101折射到第一振镜103上，由第一振镜103对治疗光进行反射扫描。分理出的成像光由第一二向色镜101折射到第二振镜104上，由第二振镜104对成像光进行反射扫描。具体的，第一振镜104和第二振镜104可以分别采用基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术制作而成的微小可驱动反射镜。MEMS振镜作为扫描机构，通过微电路控制输入振镜的微电流的大小可以改变其二维偏转角度，从而反射激光光束使其到达一定范围内的组织表面，进行成像或治疗。

经过第一振镜103反射的治疗光，与经过第二振镜104反射的成像光，同时反射至第二二向色镜102上时，重新耦合成耦合输出光。当耦合输出光到达待处理组织时，能够同时实现治疗和成像。其中，第二二向色镜102的第二特定参数，也是根据治疗光和成像光预先设定的。

一个实施例中，布置诊疗探针的内部结构时，第一二向色镜101 和第二二向色镜102的镜面平行；第一振镜103和第二振镜104的镜面平行；第一二向色镜101与耦合输入光形成的角度为45°。

本实施例中提供的对第一二向色镜101、第二二向色镜102、第一振镜103和第二振镜104的设置方式，能够保证治疗光和成像光的分离和耦合。第一振镜103的初始设置角度可以设置为与第一二向色镜101镜面平行。当然，第一振镜103和第二振镜104的设置角度是可以根据实际情况和需要进行调整，以实现对待处理组织的治疗和成像。

一个实施例中，诊疗一体化探头中第一二向色镜101和第二二向色镜102的具体参数不同时，可以实现从不同角度输出耦合输出光。具体的，当第一二向色镜101和第二二向色镜102的参数相同时，第二二向色镜102，具体用于侧向输出耦合输出光，以使耦合输出光到达诊疗一体化探头侧面的待处理组织。

如图2所示，成像光与治疗光以共光路输入，即成像光和治疗光形成的耦合输入光通过同一光纤输入至诊疗一体化探头，经二向色镜 1(即第一二向色镜)分光后，分别由振镜1(即第一振镜)和振镜2 (即第二振镜)进行反射扫描，并照射到二向色镜2(即第二二向色镜)上；二向色镜2与二向色镜1参数一致，因此从二向色镜1透射的光可以被二向色镜2透过，到达组织表面；而由二向色镜1反射的光同样由二向色镜2反射到达组织表面，实现侧向的光学成像与光学治疗。

治疗光和成像光分别对应的波段是不同的，如图3所示，诊疗一体化探头侧向扫描中二向色镜透光率与波长关系的示意图。一个例子中，当二向色镜1和二向色镜2(简称二向色镜1/2)均为高通，即透光率所在波段位于图3(a)的右侧波段时。由于成像光与治疗光的波长不同，治疗光的波长较短，位于左侧阴影部分对应的波段，成像光的波长较长，位于右侧阴影部分对应的波段。对于波长较短的治疗光而言，如图2中的光路1，当治疗光到达二向色镜1时，治疗光被反射至振镜1，振镜1又将治疗光反射至二向色镜2，由于二向色镜2 和二项色镜1均为高通，则治疗光被二向色镜2反射至诊疗一体化探头侧面的组织表面。而对于波长较长的成像光而言，如图2中的光路 2，当成像光达到二向色镜1时，成像光透射过二向色镜1，到达振镜 2，振镜2将成像光反射至二向色镜2，由于二向色镜2和二项色镜1 均为高通，则成像光透射经过二向色镜2后，到达诊疗一体化探头侧面的组织表面。

又一个例子中，当二向色镜1和二向色镜2(简称二向色镜1/2) 均为低通，即透光率所在波段位于图3(b)的右侧波段时。由于成像光与治疗光的波长不同，治疗光的波长较短，位于左侧阴影部分对应的波段，成像光的波长较长，位于右侧阴影部分对应的波段。对于波长较短的治疗光而言，当治疗光到达二向色镜1时，治疗光透射过二向色镜1，到达振镜1，振镜1将治疗光反射至二向色镜2，由于二向色镜2和二项色镜1均为低通，则治疗光透射经过二向色镜2后，到达诊疗一体化探头侧面的组织表面。而对于波长较长的成像光而言，当成像光到达二向色镜1时，成像光被反射至振镜2，振镜2又将成像光反射至二向色镜2，由于二向色镜2和二向色镜1均为低通，则成像光被二向色镜2反射至诊疗一体化探头侧面的组织表面。

上述实施例中，第一二向色镜和第二二向色镜的参数一致时，不论同时为高通，还是同时为低通，治疗光和成像光均可以同时达到诊疗一体化探头侧面的组织表面，实现对同一区域的待处理组织同时进行治疗和成像，提高诊疗效果。

一个实施例中，第一二向色镜101和第二二向色镜102的透过率与波长的关系呈互补，可以实现诊疗一体化探头的前向扫描。具体的，第一二向色镜为高通型，且第二二向色镜为低通型；或者，第一二向色镜为低通型，且第二二向色镜为高通型；第二二向色镜，具体用于前向输出耦合输出光，以使耦合输出光到达诊疗一体化探头前端的待处理组织。

如图4所示，两个二向色镜分别为高通与低通型。因此被二向色镜1反射的光会由二向色镜2透射，被二向色镜1透射的光会由二向色镜2反射，到达组织表面，实现前向的光学成像与光学治疗。

如图5所示，为诊疗一体化探头前向扫描中二向色镜透光率与波长关系的示意图。一个例子中，图5(a)中二向色镜1为高通型，二向色镜2为低通型。由于成像光与治疗光的波长不同，治疗光的波长较短，位于左侧阴影部分对应的波段，成像光的波长较长，位于右侧阴影部分对应的波段。对于波长较短的治疗光而言，如图4中的光路 1，当治疗光到达二向色镜1时，治疗光被反射至振镜1，振镜1又将治疗光反射至二向色镜2，由于二向色镜2为互补的低通型，则治疗光透射经过二向色镜2，到达诊疗一体化探头前向的组织表面。而对于波长较长的成像光而言，如图4中的光路2，当成像光达到二向色镜1时，成像光透射过二向色镜1，到达振镜2，振镜2将成像光反射至二向色镜2，由于二向色镜2为互补的低通型，则成像光被二向色镜2反射至诊疗一体化探头前向的组织表面。

又一个例子中，如图5(b)所示，二向色镜1为低通型，二向色镜2为高通型。由于成像光与治疗光的波长不同，治疗光的波长较短，位于左侧阴影部分对应的波段，成像光的波长较长，位于右侧阴影部分对应的波段。对于波长较短的治疗光而言，当治疗光到达二向色镜 1时，治疗光透射过二向色镜1，达到振镜1，振镜1将治疗光反射至二向色镜2，由于二向色镜2为互补的高通型，则治疗光被二向色镜 2反射至诊疗一体化探头前向的组织表面。而对于波长较长的成像光而言，当成像光到达二向色镜1时，成像光被反射至振镜2，振镜2 又将成像光反射至二向色镜2，由于二向色镜2为互补的高通型，则成像光透射经过二向色镜2，到达诊疗一体化探头前向的组织表面。

上述实施例中，第一二向色镜和第二二向色镜互补时，治疗光和成像光均可以同时达到诊疗一体化探头前向的组织表面，实现对同一区域的待处理组织同时进行治疗和成像，提高诊疗效果。

上述诊疗一体化探头的结构，能够使治疗光和成像光分别对应的两个光路最终达到耦合，成像与治疗的光路完全匹配。上述实施例均以短波长治疗、长波长成像为组合实现，需要指出的是，使用短波长成像、长波长治疗进行组合，与长波长成像、短波长治疗组合，都可以基于上述诊疗一体化探头的光路结构实现。

一个实施例中，上述实施例提到的诊疗一体化探头应用于诊疗系统。具体的，如图6所示，诊疗系统包括诊疗一体化探头601、光学成像模块602和医用激光器603。

医用激光器603，用于发射治疗光，治疗光用于对待处理组织进行激光治疗；光学成像模块602，用于发射成像光；诊疗一体化探头 601，用于接收治疗光和成像光形成的耦合输入光，并根据耦合输入光输出耦合输出光；光学成像模块602，还用于接收诊疗一体化探头返回的光学成像源数据，并根据光学成像源数据获得待处理组织的组织图像。

本实施例中，医用激光器603提供的治疗光，和光学成像模块602 提供的成像光，耦合后形成耦合输入光。该耦合输入光输入至诊疗一体化探头601中，具体的，治疗光和成像光通过同一光纤以耦合输入光的形式，输入至诊疗一体化探头601，实现治疗和成像的同步进行。

而光学成像模块602，除提供成像光之外，还用于将诊疗一体化探头返回的光学成像源数据处理为组织图像，便于医护人员查看和分析。

一个实施例中，诊疗系统还包括处理控制模块604。而诊疗一体化探头601包括第一二向色镜101、第二二向色镜102、第一振镜103 和第二振镜104。则光学成像模块602，还用于将组织图像传输给处理控制模块604；处理控制模块604，用于根据组织图像获取第一偏转角和第二偏转角，并将第一偏转角传输给第一振镜103，将第二偏转角传输给第二振镜104；第一振镜103，用于根据第一偏转角进行角度调整；第二振镜104，用于根据第二偏转角进行角度调整。

本实施例中，振镜可以为MEMS振镜，而MEMS振镜作为扫描机构，通过微电路控制输入振镜的微电流的大小可以改变其二维偏转角度。光学成像模块将组织图像传输给处理控制模块后，处理控制模块根据组织图像确定是否需要调整第一振镜和第二振镜的角度，若选需要，则根据组织图像确定第一偏转角和第二偏转角，通过第一偏转角调整第一振镜的角度，进而调整治疗光照射的位置或角度；通过第二偏转角调整第二振镜的角度，进而调整成像光照射的位置或角度。

一个实施例中，第一偏转角和第二偏转角可以通过诊疗一体化探头和待处理组织之间的距离来确定。具体的，处理控制模块604，具体用于根据组织图像确定诊疗一体化探头和待处理组织之间的距离，根据距离确定第一偏转角和第二偏转角。

如图7所示，假设耦合输出光从诊疗一体化探头前向输出，则在诊疗一体化探头的前端会设置一个成像透镜，用于获得组织图像。为了避免成像透镜对不同波长的光折射率不一而造成的治疗位点偏差，如图8所示，处理控制模块可以在通过组织图像获取组织表面与探头的距离之后，则可以获取待处理组织的带治疗位置，根据成像透镜的折射率与波长之间的先验关系，校准折射角偏差，校正治疗光路中的振镜角度，从而使得不同波长的治疗激光能够精准到达规划的治疗位点，对待处理组织进行治疗。同时，通过组织图像获得组织表面与探头的距离后，可以确定第二偏转角，来调整振镜2的角度，以使后续得到的组织图像展示的内容更加清晰，帮助用户看到范围更加合适、更加情绪的组织图像。

当然，根据距离确定偏转角时，可以根据实际情况和需要只针对第一振镜和第二振镜中的一个，进行角度的调整。例如，当只需要调整治疗光的角度时，则确定第一偏转角为相应的角度，而第二偏转角可以为零。这时，则第一振镜进行角度调整，而由于第二偏转角为零，则不需要调整第二振镜的角度。

一个实施例中，还可以根据组织图像确定治疗光的参数。具体的，处理控制模块604，还用于根据组织图像确定治疗光的参数值，并将参数值传输给医用激光器；医用激光器603，还用于根据参数值调整治疗光的输出参数。

本实施例中，如图9所示，处理控制模块604在获取组织图像后，针对组织图像(即通过成像光得到的光学影像)进行图像分析，例如，对组织图像的灰度特征、纹理特征、语义特征和/或光谱特征等进行分析，基于人工智能构建的图像分类及分割算法，获得分析结论，例如，判断病灶是否存在、获取病灶类型(即组织病变分类)、确定病灶的位置和边界(即病灶边界分割)和/或解析病灶内部的光学特征等。其中，光学特征包括光衰减、光吸收、光散射和/或双散射等。根据病灶的位置规划需要进行激光治疗的位点；根据病灶的光学性质，通过预设的激光-组织作用模型(即组织光学模型)，从而确定激光治疗的功率、脉宽、频率与时长等参数的值，处理控制模块604将得到的参数值传输给医用激光器603后，医用激光器603根据参数值发射激光，该激光即为治疗光，以控制对病灶的最大化清除。

上述过程通过组织图像确定治疗光的参数值，即完成了激光治疗规划，第一振镜通过角度调整实现激光(即治疗光)扫描控制，实现在治疗过程中的实时监测，完成对待处理组织的治疗监测评估。

一个实施例中，实现激光治疗规划时，具体的，处理控制模块604，具体用于根据组织图像确定待处理组织中的病灶区域，根据病灶区域确定第一偏转角和第二偏转角。也就是说，处理控制模块604对组织图像进行分析后，获得待处理组织中的病灶区域，该病灶区域指的是出现病灶的部分区域，一个待处理组织中可能包含一个或一个以上的病灶区域。确定病灶区域后，通过调整第一振镜和第二振镜的角度，逐个对每个病灶区域进行治疗，即通过第一振镜控制治疗光对病灶区域进行扫描，完成治疗。同时，为了便于用户观察治疗光的具体情况，通过第二振镜控制成像光对病灶区域进行针对性扫描，完成对病灶区域的针对性监测。

上述实施例中，诊疗一体化探头具有多光路耦合结构，两个光路分别用于光学成像与激光治疗；光学成像模块，用于接收来自诊疗一体化探头中的光学成像源数据，经变换处理得到术中组织图像；医用激光器，用于发射激光传输至诊疗一体化探头对组织进行激光治疗，如激光消融；处理控制模块，用于量化分析术中获取的光学图像，获得病灶的位置、边界和内部异质性等信息，并规划激光治疗的路径和激光参数，控制治疗通道中双轴振镜的角度以及医用激光的照射时间。

通过在同一探头内设计光学成像组件及激光治疗组件，可以完成病灶区域的识别、定位、治疗及监测。光学成像与激光治疗的远端扫描机构呈分离设计、互不影响，通过计算机辅助诊断、治疗规划与控制算法实现了智能型的探头控制流程，同时也可由医生实时监控，兼顾了智能化、精准性、实时性和安全性。诊疗一体化探头结构设计简洁紧凑，可应用于复杂的组织结构和临床场景。

一个实施例中，可以通过智能器械，例如机械臂模块，实现诊疗一体化探头的自动移动。具体的，诊疗系统还包括机械臂模块605，诊疗一体化探头601安装于机械臂模块605。处理控制模块604，用于获取术前图像，其中，术前图像中包含至少一个待分析区域；处理控制模块604，用于根据术前图像和组织图像，确定治疗路径，并将治疗路径传输给机械臂，其中，治疗路径连接每一个待分析区域；机械臂模块605，用于根据治疗路径进行移动，使诊疗一体化探头依次移动至每一个待分析区域对应的组织区域。

本实施例中，患者在进行激光手术前，会进行一系列检查，然后得到患者的术前图像，而术前图像展示的组织范围，比诊疗一体化探头得到的组织图像大。但术前图像中显示的病灶并不准确，术前图像只能展示可能存在病灶的待分析区域，通过待分析区域为医护人员的治疗提供参考。处理控制模块可以依据术前图像，预先进行大范围的路径规划，确定治疗路径。然后机械臂模块带动诊疗一体化探头逐个移动至每一个待分析区域，对每一个待分析区域进行处理。机械臂模块既起到了固定诊疗一体化探头的作用，又能够带动诊疗一体化探头自动移动。当然，医护人员可以根据实际情况，通过机械臂模块手动调整诊疗一体化探头的具体位置。

如图10所示，诊疗系统使用的过程如下：

步骤1001，诊疗探头(即诊疗一体化探头)在术前图像引导下到达感兴趣位置(即一个待分析区域)。

处理控制模块根据术前图像，预先规划了治疗路径。机械臂模块根据该治疗路径，带动治疗探头移动至一个待分析区域的位置。

步骤1002，对组织区域进行光学成像。

通过诊疗一体化探头中的成像光，对待分析区域中的待处理组织进行扫描成像，获得待处理组织的组织图像。

步骤1003，光学图像量化分析。

处理控制模块得到光学图像(组织图像)后，对组织图像进行量化分析。

步骤1004，判断是否存在病灶，若是，执行步骤1005，若否，执行步骤1001；

根据量化分析的结果，判断待分析区域中是否真实存在病灶，若存在，表明待分析区域中的组织为待处理组织，需要进行治疗，启动通过治疗光进行治疗的过程，若不存在，表明该待分析区域的组织正常，则机械臂模块带动诊疗一体化探头移动至下一个待分析区域。

在上述还未确定病灶是否真实存在，或者未确定病灶的实际边界时，医用激光器可以先不启动，也就是说，诊疗一体化探头中只有成像光。确定病灶区域后，再启动医用激光器发射激光(治疗光)。这样，一方面可以避免激光对正常组织照射，另一方面，可以节约能源。

步骤1005，图像处理提取病灶边界，规划激光治疗参数和路径。

处理控制模块对组织图像进行量化分析，确定待分析区域存在病灶后，计算待治疗位点在所述诊疗一体化探头空间中的坐标，确定激光治疗的路径和参数，该路径指的是激光扫描的路径。

步骤1006，计算微型振镜偏转角，按照规划参数控制激光治疗，执行步骤1001。

处理控制模块还需要根据待治疗点的坐标以及治疗光路、成像光路之间的关系，计算诊疗一体化探头中振镜的偏转角，校正不同波长带来的误差，使得激光光束经振镜反射后能够到达待规划位点，随后控制高功率激光器(即医用激光器)按照规划参数开启，并在当前位点治疗结束后驱动微型振镜(即第一振镜和/或第二振镜)偏转，使治疗激光照射下一个待治疗位点，直到当前组织图像中的病灶都被治疗完毕。

上述过程完成对一个待处理组织的处理后，再次执行步骤1001，对下一个待分析区域进行处理，将诊疗一体化探头移动到下一个位置，直到所有提前规划的感兴趣区域都被覆盖扫描。

一个实施例中，在手术过程中，诊疗一体化探头安装在手术机器人上或由支撑臂模块夹持，在术前图像的规划引导下自动或手动到达疑似病灶的组织区域，获取组织的光学图像并进行量化处理分析，判定病灶是否存在以及获取病灶区域的位置、病灶的光学模型，在此基础上计算治疗光路中的微型振镜的偏转角，控制高功率激光器按照规划参数开启，对当前光学图像中所确认的病灶区域进行逐点扫描治疗；随后将诊疗一体化探头移动到下一个可疑的组织区域，直到术前图像上所有规划的疑似病灶区域都被治疗完毕。在治疗过程中，可以通过光学成像模块控制成像光一直独立开启，用于监测病灶组织的变化情况，同时，可以通过医用激光器控制治疗光在需要的时候间歇性开启。利用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)等技术，设计体积小的诊疗一体化探头，并辅以智能诊断、规划算法，在保证光学诊断与光学治疗互不影响的同时也实现诊疗的精准耦合(即诊断和治疗高精度匹配)和自动化控制。

本发明提供的一种诊疗一体化探头及诊疗系统，诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜。第一二向色镜，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；第一振镜，用于对治疗光进行反射扫描；第二振镜，用于对成像光进行反射扫描；第二二向色镜，用于将治疗光和成像光重新耦合形成耦合输出光，以使耦合输出光到达待处理组织。该诊疗一体化探头内的治疗光和成像光耦合在一起，治疗光和成像光同步运动，解决了使用两个探头，分别通过成像光进行诊断，通过治疗光进行治疗，导致的诊断和治疗匹配性差的问题，实现诊断与治疗一体化，大大提高了诊断和治疗的匹配性。同时，通过该诊疗一体化探头中的第一振镜和第二振镜，能够分别对治疗光和成像光进行反射扫描，在通过第一振镜进行治疗的同时，能够通过第二振镜进行实时监测，诊疗和成像监测的过程互不影响，降低监测误差，提高通过诊疗一体化探头进行诊疗过程的精确性。

图11示例了一种电子设备的实体结构示意图，该电子设备为处理控制模块的一种具体实现形式，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1101、通信接口(Communications Interface)1102、存储器(memory)1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信。处理器1101可以调用存储器1103中的逻辑指令，以实现处理控制模块的具体图像和/或数据处理过程。

此外，上述的存储器1103中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read- Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种诊疗一体化探头，其特征在于，所述诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜；

所述第一二向色镜，用于将耦合输入光分离为治疗光和成像光；

所述第一振镜，用于对所述治疗光进行反射扫描；

所述第二振镜，用于对所述成像光进行反射扫描；

所述第二二向色镜，用于将所述治疗光和所述成像光重新耦合形成耦合输出光，以使所述耦合输出光到达待处理组织。

2.根据权利要求1所述的诊疗一体化探头，其特征在于，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜的镜面平行；

所述第一振镜和所述第二振镜的镜面平行；

所述第一二向色镜与所述耦合输入光形成的角度为45°。

3.根据权利要求1所述的诊疗一体化探头，其特征在于，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜的参数相同；

所述第二二向色镜，具体用于侧向输出所述耦合输出光，以使所述耦合输出光到达所述诊疗一体化探头侧面的所述待处理组织。

4.根据权利要求1所述的诊疗一体化探头，其特征在于，所述第一二向色镜为高通型，且所述第二二向色镜为低通型；或者，所述第一二向色镜为低通型，且所述第二二向色镜为高通型；

所述第二二向色镜，具体用于前向输出所述耦合输出光，以使所述耦合输出光到达所述诊疗一体化探头前端的所述待处理组织。

5.一种诊疗系统，其特征在于，包括诊疗一体化探头、光学成像模块和医用激光器；

所述医用激光器，用于发射治疗光，所述治疗光用于对待处理组织进行激光治疗；

所述光学成像模块，用于发射成像光；

所述诊疗一体化探头，用于接收所述治疗光和所述成像光形成的耦合输入光，并根据所述耦合输入光输出耦合输出光；

所述光学成像模块，还用于接收所述诊疗一体化探头返回的光学成像源数据，并根据所述光学成像源数据获得所述待处理组织的组织图像。

6.根据权利要求5所述的诊疗系统，其特征在于，还包括处理控制模块；所述诊疗一体化探头包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一振镜和第二振镜；

所述光学成像模块，还用于将所述组织图像传输给所述处理控制模块；

所述处理控制模块，用于根据所述组织图像获取所述第一偏转角和第二偏转角，并将所述第一偏转角传输给所述第一振镜，将所述第二偏转角传输给所述第二振镜；

所述第一振镜，用于根据所述第一偏转角进行角度调整；

所述第二振镜，用于根据所述第二偏转角进行角度调整。

7.根据权利要求6所述的诊疗系统，其特征在于，包括：

所述处理控制模块，还用于根据所述组织图像确定所述治疗光的参数值，并将所述参数值传输给所述医用激光器；

所述医用激光器，还用于根据所述参数值调整所述治疗光的输出参数。

8.根据权利要求6所述的诊疗系统，其特征在于，包括：

所述处理控制模块，具体用于根据所述组织图像确定所述诊疗一体化探头和所述待处理组织之间的距离，根据所述距离确定所述第一偏转角和所述第二偏转角。

9.根据权利要求6所述的诊疗系统，其特征在于，包括：

所述处理控制模块，具体用于根据所述组织图像确定所述待处理组织中的病灶区域，根据所述病灶区域确定所述第一偏转角和所述第二偏转角。

10.根据权利要求6所述的诊疗系统，其特征在于，还包括机械臂模块，所述诊疗一体化探头安装于所述机械臂模块；

所述处理控制模块，用于获取术前图像，其中，所述术前图像中包含至少一个待分析区域；

所述处理控制模块，用于根据所述术前图像和所述组织图像，确定治疗路径，并将所述治疗路径传输给所述机械臂，其中，所述治疗路径连接每一个所述待分析区域；

所述机械臂模块，用于根据所述治疗路径进行移动，使所述诊疗一体化探头依次移动至每一个所述待分析区域对应的组织区域。

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