CN116138744A - 用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统 - Google Patents

用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统 Download PDF

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CN116138744A CN202310430217.5A CN202310430217A CN116138744A CN 116138744 A CN116138744 A CN 116138744A CN 202310430217 A CN202310430217 A CN 202310430217A CN 116138744 A CN116138744 A CN 116138744A
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Abstract

本发明涉及一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统。自发荧光检测探头包括壳体、激发光纤、第一光纤滤光片、探测光纤和第二光纤滤光片，其中第一光纤滤光片设置在激发光纤的输出端并基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜，第二光纤滤光片设置在探测光纤的输入端并基于介质镀膜形成为长通膜，其截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定。本发明的自发荧光检测探头及系统利用增透明膜增强输出到目标对象中具有自发荧光物质的组织的激发光的透射率，并利用长通膜对接收到的该组织响应于激发光而产生的自发荧光进行过滤，使得检测到的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，从而实现在体准确地检测甲状旁腺组织。

Description

用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统。
背景技术
甲状旁腺（又称甲状腺旁腺）是人体十分重要的内分泌腺之一，其与甲状腺的位置非常接近，分别位于左右两叶甲状腺背面（或埋在其中）的中部和下部。在可见光的范围内，甲状旁腺与其周围组织颜色接近，通过常规的在体识别的手段通常难以进行区分。因此，在甲状腺切除手术中经常会发生误切除甲状旁腺的情况。然而，甲状旁腺的主要功能为调节机体内钙、磷的代谢，误切除甲状旁腺可能导致低血钙性抽搐，甚至死亡。因此，有必要探索如何避免误切除甲状旁腺。
在早期的技术方案中，在手术中会将目标组织切除，采用离体检测的方式来辨识其中是否存在甲状旁腺，然后再将误切除的甲状旁腺重新移植回人体。这种方法存在移植后的甲状旁腺存活率低的问题。因此，如何在体准确地识别和分辨甲状旁腺对于医学领域极为重要。
为了解决上述技术问题，现有技术中期望基于在受到近红外光（785nm左右）激发时，具有自发荧光物质的甲状旁腺组织产生的自发荧光与周围其他组织产生的自发荧光存在区别的特性来准确地识别和分辨甲状腺旁腺与其周围的组织。例如，通过使用自发荧光内窥镜，对目标对象（例如，患者）的感兴趣的组织（包括甲状旁腺以及周围的其他组织）接触，从而通过反馈后的光源波长确定感兴趣组织的组织类型。
现有技术提出了三种技术方案。
第一种现有技术方案提出了基于传统滤光片光路耦合集成的荧光内窥镜探头，如图1A所示。在该技术方案中，使用精密制造的光学透镜对激发光和探测光进行过滤，从而有效地去除光纤本身的自发荧光和拉曼光所产生的光纤背景信号，提高来自目标组织的荧光光谱信号的信噪比，从而实现对甲状旁腺进行识别。然而在此种方案中，能够实现较高信噪比的光学透镜不仅造价昂贵，并且由于通常采用玻璃等材质而致使其尺寸较大，进而导致探头的尺寸也较大（通常探头的直径大于10 mm）。因此，该技术方案仅能用于离体检测，无法实际应用于在体识别甲状旁腺。
第二种现有技术方案提出了基于单光纤与滤光片集成的荧光内窥镜探头，如图1B所示。在该技术方案中，在使用滤光片对激发光进行过滤后，通过单根光纤向目标对象的感兴趣组织输出激发光，并且通过同一光纤接收目标对象的感兴趣组织响应于激发光所产生的自发荧光，然后在经过另一滤光片将接收到的自发荧光输出。此种荧光内窥镜探头实现了较小的探头直径（约200 μm），但是光纤本身的自发荧光和拉曼光所产生的光纤背景信号较强，探测到的感兴趣组织的荧光光谱信号和光纤背景信号加在一起会使探测器（例如，光谱仪）饱和，信噪比非常低，无法准确地识别甲状旁腺组织。
第三种现有技术方案提出了基于光纤介质镀膜作为滤光片的荧光内窥镜探头。由于目前介质镀膜的光学性能远低于诸如第一种技术方案种的传统的光学透镜，其无法有效消除光纤本身的自发荧光和拉曼光所形成的光纤背景信号，因而基于感兴趣的组织所产生的自发荧光确定的荧光光谱信号的信噪比较低，无法实现准确在体检测甲状旁腺组织。
因此，目前需要一种能够准确地进行在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头及系统。本发明所描述的自发荧光检测探头及系统在探头的激发光纤和探测光纤上分别设置基于介质镀膜形成为的增透明膜以及长通膜作为滤光片，通过介质镀膜减小了探头尺寸，并且利用增透明膜增强光的透射率以及利用长通膜对接收到的自发荧光进行过滤，使得输出的自发荧光的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，从而可以实现在体准确地检测甲状旁腺组织。
根据本发明的一方面，提供了一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头，包括：壳体；激发光纤，所述激发光纤具有第一输入端和第一输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述激发光纤被配置为从所述第一输入端接收来自光源的激发光，并且从所述第一输出端将所述激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织；第一光纤滤光片，所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜；探测光纤，所述探测光纤具有第二输入端和第二输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述探测光纤被配置为从所述第二输入端接收所述组织响应于所述激发光而产生的自发荧光，并且从所述第二输出端将接收的自发荧光输出到检测装置；第二光纤滤光片，所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端，并且基于介质镀膜形成为长通膜，所述长通膜的截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定。
根据本发明的一些实施例，其中，来自所述光源的所述激发光的波长为785nm，所述长通膜的截止波长的范围为817nm-827nm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述长通膜的截止波长为822nm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述具有自发荧光物质的组织包括甲状腺组织、甲状旁腺组织、脂肪组织、肌肉组织中的一个或多个。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端的端面上并且在所述第一输出端的端面上基于介质镀膜形成所述增透明膜，以及所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端的端面并且在所述第二输入端的端面上基于介质镀膜形成所述长通膜。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一输出端与所述第二输入端并置地包裹在所述壳体的一端中，以及所述第一输出端的端面与所述第二输入端的端面位于所述壳体的开口处。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一输入端与所述第二输出端分离。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一输入端与所述第二输出端不包裹在所述壳体中。
根据本发明的一些实施例，其中，所述壳体具有Y字形结构，以及所述激发光纤和所述探测光纤的至少一部分分离地包裹在所述壳体中。
根据本发明的一些实施例，其中，所述激发光纤的直径小于等于200µm，并且所述探测光纤的直径小于等于400µm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一输出端与所述第二输入端之间的距离小于等于100µm。
根据本发明的一些实施例，其中，包裹所述第一输出端和所述第二输入端的所述壳体的一端的直径小于等于3mm。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测系统，包括：自发荧光检测探头，所述自发荧光检测探头包括壳体、激发光纤、第一光纤滤光片、探测光纤以及第二光纤滤光片，其中，所述激发光纤具有第一输入端和第一输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述激发光纤被配置为从所述第一输入端接收来自光源的激发光，并且从所述第一输出端将所述激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织，所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜，所述探测光纤具有第二输入端和第二输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述探测光纤被配置为从所述第二输入端接收所述组织响应于所述激发光而产生的自发荧光，并且从所述第二输出端将接收的自发荧光输出到荧光检测单元，以及所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端，并且基于介质镀膜形成为长通膜，所述长通膜的截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定；荧光检测单元，所述荧光检测单元耦合到所述第二输出端，并且被配置为检测来自所述第二输出端的自发荧光以确定所述目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号；以及处理单元，所述处理单元耦合到所述荧光检测单元，并且被配置为分析所述荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织，并且根据所述自发荧光检测探头确定识别的甲状旁腺组织的位置。
根据本发明的一些实施例，其中，来自所述光源的所述激发光的波长为785nm，所述长通膜的截止波长的范围为817nm-827nm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述长通膜的截止波长为822nm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述具有自发荧光物质的组织包括甲状腺组织、甲状旁腺组织、脂肪组织、肌肉组织中的一个或多个。
根据本发明的一些实施例，其中，所述荧光检测单元被配置为：在预定波长范围内以预定频率检测来自所述第二输出端的自发荧光以确定目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号。
根据本发明的一些实施例，其中，所述预定频率为2-5 Hz。
根据本发明的一些实施例，其中，所述预定波长范围为800-1100 nm。
根据本发明的一些实施例，其中，所述处理单元被配置为：分析所述荧光光谱信号在预定波数范围内的强度；将与信号强度满足第一预定条件的第一荧光光谱信号相对应的第一组织识别为甲状旁腺组织，并且将所述自发荧光检测探头检测到所述第一荧光光谱信号的位置确定为甲状旁腺组织的位置。
根据本发明的一些实施例，其中，所述预定波数范围为400-1800 cm-1。
根据本发明的一些实施例，其中，所述预定波数范围为1000-1800 cm-1。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第一预定条件包括以下中的一个或多个：所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的平均强度大于第一阈值；所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的一个或多个特定波数上的强度大于第二阈值；在所述预定波数范围内，所述荧光光谱信号的平均强度高于其他荧光光谱信号的平均强度两倍；在所述预定波数范围内的一个或多个特定波数上，所述荧光光谱信号的强度均高于其他荧光光谱信号的强度两倍。
根据本发明的一些实施例，其中，所述处理单元还被配置为：基于检测分类算法将与信号强度不满足第一预定条件的第二荧光光谱信号相对应的第二组织识别为甲状腺组织、脂肪组织或肌肉组织。
根据本发明的一些实施例，其中，所述荧光检测单元还被配置为检测来自所述第二输出端的拉曼光以确定拉曼光谱信号，所述处理单元被配置为：分析所述拉曼光谱信号在所述预定波数范围内的强度；将与信号强度满足第二预定条件的拉曼光谱信号相对应的第三组织识别为脂肪组织或肌肉组织。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第二预定条件包括所述拉曼光谱信号在特定波数上呈现特异性。
根据本发明的一些实施例，其中，所述特定波数包括1296、1445或1655 cm-1中的一个或多个。
根据本发明的一些实施例，其中，所述处理单元还被配置为：分析所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的强度；将与信号强度满足第三预定条件的第三荧光光谱信号相对应的第四组织识别为甲状腺组织。
根据本发明的一些实施例，其中，所述第三预定条件包括所述第一荧光光谱信号的信号强度为所述第三荧光光谱信号的信号强度的2-3倍。
根据本发明的一些实施例，其中，所述处理单元还被配置为：对所述荧光光谱信号进行多项式拟合以消除所述激发光纤和探测光纤产生的背景信号；以及分析经多项式拟合的荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织。
根据本发明的一些实施例，其中，所述荧光检测单元包括光谱仪，所述光谱仪被配置为直接耦合到所述第二输出端。
根据本发明的一些实施例，其中，所述荧光检测单元包括光纤耦合器、一个或多个单点检测器以及与所述一个或多个单点检测器相对应的一个或多个滤光片，其中，所述光纤耦合器耦合在所述第二输出端与所述一个或多个滤光片之间，并且被配置为将来自所述第二输出端的荧光耦合到所述一个或多个滤光片；以及所述一个或多个单点检测器被配置为检测经由对应的所述一个或多个滤光片过滤的自发荧光以确定荧光光谱信号，其中，所述一个或多个滤光片被配置为具有用以透过不同波段的自发荧光的不同截止波长。
根据本发明的一些实施例，还包括：激发单元，所述激发单元包括激发光源和光纤耦合器，其中所述激发光源被配置为生成激发光；以及所述光纤耦合器耦合在所述激发光源与所述第一输入端之间，并且被配置为将来自所述激发光源的所述激发光耦合到所述第一输入端。
根据本发明的一些实施例，还包括成像单元，所述成像单元被配置为：基于所述荧光光谱信号生成显示图像，以及基于所述处理单元识别的结果在所述显示图像中标识识别的甲状旁腺组织。
因此，根据本发明的自发荧光检测探头通过在激发光纤和探测光纤的端部上分别设置基于介质镀膜形成为的增透明膜以及长通膜作为滤光片，利用增透明膜加强激发光的透射率并且利用长通膜对接收到的光进行过滤，使得基于探测光纤输出的自发荧光确定的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，从而使得本发明的自发荧光检测探头可以被用于在体准确地检测甲状旁腺组织。
此外，根据本发明的自发荧光检测系统采用本发明的自发荧光检测探头，使得基于由自发荧光检测探头检测到的自发荧光确定的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，进而可以在体准确地识别甲状旁腺组织并且确定所识别的甲状旁腺组织的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，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它的附图。
图1A是示出了第一种现有技术方案的示意图；
图1B是示出了第二种现有技术方案的示意图；
图2是示出了与用于激发光纤的带通膜和增透膜相对应的波长与透过率关系的示意图。
图3是示出了根据本发明实第一实施例的用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头的示意图；
图4是示出了与用于探测光纤的长通膜相对应的波长与透过率关系的示意图；
图5是示出了根据本发明第二实施例的自发荧光检测探头的结构图；
图6是示出了根据本发明第三实施例的用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测系统的示意图；
图7A是示出了本发明所公开的自发荧光检测系统在200-2400 cm-1波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系以及在1000-1800 cm-1局部波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系的示意图；
图7B是示出了采用光学透镜的现有技术在200-2400 cm-1波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系以及在1000-1800 cm-1局部波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系的示意图；
图8是示出了未经多项式拟合处理的原始检测到的自发荧光光谱信号以及经多项式拟合处理后的自发荧光光谱信号的示意图；
图9A-图9C示出了根据本发明第四实施例的自发荧光检测系统的结构图。
附图标记说明：
300：自发荧光检测探头
302：壳体
304：激发光纤
306：第一光纤滤光片
308： 探测光纤
310：第二光纤滤光片
312：第一输入端
314：第一输出端
316：第二输入端
318：第二输出端
600：自发荧光检测系统
602：荧光检测单元
604：处理单元
902：光谱仪
904：光纤耦合器
906、906 A-N：单点加测器
908、908 A-N：滤光片
910：激发单元
912：激发光源
914：光纤耦合器
具体实施方式
为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了部分已知功能和已知部件的详细说明。
本发明中使用了流程图用来说明根据本发明的实施例的方法的步骤。应当理解的是，前面或后面的步骤不一定按照顺序来精确的进行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步。
在本发明的说明书和附图中，根据实施例，元素以单数或复数的形式来描述。然而，单数和复数形式被适当地选择用于所提出的情况仅仅是为了方便解释而无意将本发明限制于此。因此，单数形式可以包括复数形式，并且复数形式也可以包括单数形式，除非上下文另有明确说明。
在现有技术中，已知可以使用对探头光纤的端部进行介质镀膜以形成滤光片，从而筛选出目标波长的光。然而，相较于传统的例如由玻璃制成的光学透镜，通过介质镀膜形成的滤光片的滤光效果较差，其并不能完全的消除光纤背景信号噪声，因此最后输出的检测到的自发荧光通常会被光纤背景噪声干扰，从而导致所识别的荧光光谱并不准确。为了尽可能的提升准确率，基于甲状旁腺响应于波长为785nm的激发光会产生最大的自发荧光信号，可以采用带通膜对激发光进行过滤，并且尽量使得带通膜的带宽足够窄，以过滤掉杂散光以及光纤背景信号，即带通膜仅对785nm波长的激发光具有高透过率（T），而对其他波长的激发光最好具有为0的透过率（如图2所示）。通过使用带通膜，使得输出到目标对象的组织上的激发光仅具有期望的波长（即，785nm）从而最大程度的激发甲状旁腺，以提高基于接收到的自发荧光确定的荧光光谱信号的信噪比。然而相较于采用光学透镜的技术方案而言，带通膜与长通膜的组合实际上检测到的荧光光谱信号的信噪比仍然较低，并不能满足在体检测甲状旁腺组织。
本发明注意到，采用增透明膜对激发光进行过滤以增强激发光的透射率（如图2所示）相较于使用带通膜具有意想不到的效果。经过实验验证，在经过增透明膜滤光后，尽管通过增透明膜输出到目标对象的组织上的激发光可能包括光纤背景噪声，但是在经过长通膜过滤后，基于接收到的自发荧光确定的荧光光谱信号具有较高的信噪比，其荧光光谱信号强度在探测波数范围内可以达到使用带通膜和长通膜的方式的20-30倍，与使用光学透镜的方式的信噪比基本一致，因此可以准确地辨识出甲状旁腺组织。因此，本发明提出了基于增透明膜和长通膜的用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头和系统。
下面将参照附图对上述本发明提供的用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头和系统的框图进行详细的说明。
第一实施例
图3示出了根据本发明第一实施例的用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头的示意图。如图3所示，自发荧光检测探头300可以包括壳体302、激发光纤304、用于激发光纤304的第一光纤滤光片306、探测光纤308以及用于探测光纤308的第二光纤滤光片310。
在一个示例中，自发荧光检测探头300可以是专门用于检测甲状旁腺组织的内窥镜的探头，也可以与例如光电监测探头、红外光谱探头等其他探头集成在同一内窥镜中。
在一个示例中，壳体302可以是硬质材料或柔性材料，用以包裹激发光纤304和探测光纤308的至少一部分，以保护激发光纤304和探测光纤308。在一个示例中，未被壳体302包裹的激发光纤304和探测光纤308的其他部分可以包裹在其他材料中。在一个示例中，壳体302还可以包裹其他探头的部件或者与包裹其他探头的壳体并置，并且一起被包裹在内窥镜的外部壳体中。
根据本发明的一个实施例，激发光纤304可以具有第一输入端312和第一输出端314并且至少一部分可以包裹在壳体302内，激发光纤304可以被配置为从第一输入端312接收来自光源的激发光，并且从第一输出端314将激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织。
在一个示例中，目标对象可以是正处于手术或在体检测中的患者。根据本发明的一个实施例，目标对象中具有自发荧光物质的组织可以包括甲状腺组织、甲状旁腺组织、脂肪组织、肌肉组织中的一个或多个。在受到近红外光（785nm左右）激发时，具有自发荧光物质的甲状旁腺组织能够产生在特定波段内相较于其他组织更强的自发荧光。因此，由光源发出的激发光的波长为适宜于激发甲状旁腺组织的自发荧光的785 nm，由此使得检测到的甲状旁腺组织的荧光光谱信号强度可以高于检测到的其他组织的荧光光谱信号强度。
根据本发明的一个实施例，用于激发光纤304的第一光纤滤光片306可以设置在第一输出端314，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜。根据本发明的一个实施例，用于激发光纤304的第一光纤滤光片306可以设置在第一输出端314的端面上并且在第一输出端314的端面上基于介质镀膜形成增透明膜。
在一个示例中，作为第一光纤滤光片306的增透明膜可以最大限度地保留激发光的功率。例如，增透明膜的透过率可以大于等于90%。优选地，增透明膜的透过率可以大于等于95%（如图2所示）。本领域技术人员基于现有技术应当知晓如何在光纤的端部实现介质镀膜（例如，增透明膜和长通膜），因此本发明不在此进行赘述。
根据本发明的一个实施例，探测光纤308可以具有第二输入端316和第二输出端318并且至少一部分可以包裹在壳体302内，探测光纤308可以被配置为从第二输入端316接收该组织响应于激发光而产生的自发荧光，并且从第二输出端318将接收的自发荧光输出到后续的检测装置以对接收到的自发荧光进行检测，从而基于检测的自发荧光所得到的荧光光谱信号来确定所检测的目标对象中的感兴趣组织是否为甲状旁腺组织。
根据本发明的一个实施例，用于探测光纤308的第二光纤滤光片310可以设置在第二输入端316，并且基于介质镀膜形成为长通膜，该长通膜的截止波长可以是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长来确定的。其中，长通膜是指可以通过较长波长（即，截止波长以上的波长）而过滤较短波长的介质镀膜。在本领域中，截至波长、截止频率等词语可以互换地使用。
根据本发明的一个实施例，用于探测光纤308的第二光纤滤光片310可以设置在第二输入端316的端面并且在第二输入端316的端面上基于介质镀膜形成所述长通膜。
在一个示例中，甲状旁腺响应于785nm激发波长所产生的自发荧光一般在800-1100nm之间。因此，长通膜的截止波长可以在800nm-1100nm的范围内。图4示出了与用于探测光纤的长通膜相对应的波长与透过率关系的示意图。如图4所示，不同截止波长的透过率在截止波长附近具有不同的振荡程度。在现有技术中，针对甲状旁腺组织所采用的长通膜通常采用较高的截止波长（优选地，842nm），以防止接收的自发荧光在截止波长附近的透过率产生震荡，从而影响检测效果。
本发明注意到，在使用增透明膜增强激发光的透过率的基础上，在甲状旁腺所产生的自发荧光的波长范围内，使用具有较高振荡程度的较小的截至波长使得检测到的荧光光谱信号具有更高的信噪比，从而可以更准确地在体识别甲状旁腺组织。经过实验验证，截止波长在817nm-827nm时，基于探测光纤接收的自发荧光确定的荧光光谱信号具有更高的信噪比。优选地，截至波长可以是822nm。
因此，根据本发明第一实施例的自发荧光检测探头通过在探头的激发光纤和探测光纤的端部上分别设置基于介质镀膜形成的增透明膜以及长通膜作为滤光片，利用增透明膜加强激发光的透射率以及利用长通膜对接收到的光进行过滤，使得基于探测光纤输出的自发荧光确定的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，从而使得本发明第一实施例的自发荧光检测探头可以被用于在体准确地检测甲状旁腺组织，进而提高了甲状腺手术的成功概率。在下文的第三实施例中，将结合本发明的自发荧光检测系统来具体描述本发明的自发荧光检测探头能够使得基于接收的自发荧光确定的荧光光谱信号具有足够高的信噪比。
第二实施例
本发明除了提供上述的自发荧光检测探头300之外，还提供了自发荧光检测探头300的结构，接下来将结合图5进行详细描述。图5中所示的部分组件与图3的自发荧光检测探头300的组件相同，因此在图5中以相同的附图标记示出并且不再进行赘述。
如图5所示，根据本发明的第二实施例，第一输出端314与第二输入端316可以并置地包裹在壳体302的一端中，以及第一输出端314的端面与第二输入端316的端面可以位于壳体302的开口处。在一个示例中，在第一输出端314形成的增透明膜以及在第二输入端316形成的长通膜也可以包裹在壳体302的开口处，以避免增透明膜以及长通膜在使用中受到磨损。
根据本发明的第二实施例，第一输入端312与第二输出端318可以分离，以形成Y字形结构，如图5所示。Y字形结构可以便于激发光纤304的第一输入端312与激光源相耦合，以及便于探测光纤308的第二输出端318与检测装置相耦合。在一个示例中，在第一输入端312与第二输出端318分离的情况下，第一输入端312与第二输出端318可以不包裹在壳体302中。替代地，在另一个示例中，壳体302自身可以具有Y字形结构，并且激发光纤304和探测光纤308的至少一部分可以分离地包裹在壳体302中。在一个示例中，第一输入端312与第二输出端318也可不以分离。
根据本发明的一个实施例，在第一输出端314与第二输入端316并置地包裹在壳体302的一端中以及第一输出端314的端面与第二输入端316的端面位于壳体302的开口处的情况下，激发光纤304的直径可以小于等于200µm，并且探测光纤308的直径可以小于等于400µm。由于使用介质镀膜形成的增透明膜和长通膜作为滤光片，探头的直径可以基本不受滤光片尺寸的影响，而仅与激发光纤和探测光纤的直径和距离相关，因此可以实现较小的探头尺寸。
根据本发明的一个实施例，第一输出端314与第二输入端316之间的距离可以小于等于100 µm。此外，由于第一输出端314与第二输入端316之间的距离不同可能会影响所检测到的自发荧光的荧光光谱信号强度，因此第一输出端314与第二输入端316之间的距离应当是固定的，从而确保在不同情况下所检测到的同一组织的自发荧光的荧光光谱信号强度是稳定的，进而可以实现基于本发明的自发荧光检测探头具有一致性，可以用于量产和标准化临床应用。
根据本发明的一个实施例，在激发光纤304的直径小于等于200µm，并且探测光纤308的直径小于等于400µm，以及第一输出端314与第二输入端316之间的距离可以小于等于100 µm的情况下，包裹第一输出端314与第二输入端316的壳体302的一端的直径可以小于等于3mm，从而实现较小的探头尺寸。
因此，根据本发明的自发荧光检测探头通过在探头的激发光纤和探测光纤的端部上分别设置基于介质镀膜形成为的增透明膜以及长通膜作为滤光片，一方面使得探头的直径可以基本不受滤光片尺寸的影响，而仅与激发光纤和探测光纤的直径和距离相关，因此可以实现较小的探头尺寸，从而应用于在体检测甲状旁腺；另一方面可以实现激发光纤和探测光纤之间的距离固定，从而使得探头的一致性较高，便于量产和标准化的临床应用。
第三实施例
本发明除了提供上述的自发荧光检测探头300外，还提供了一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测系统600，接下来将结合图6进行详细描述。自发荧光检测系统600可以包含如前第一实施例和/或第二实施例所述的自发荧光检测探头，其在图6中以相同的附图标记示出并且不再进行赘述。
如图6所示，根据本发明的第三实施例，自发荧光检测系统600可以包括自发荧光检测探头300、荧光检测单元602以及处理单元604。
根据本发明的一个实施例，自发荧光检测探头300可以包括壳体302、激发光纤304、用于激发光纤304的第一光纤滤光片306、探测光纤308以及用于探测光纤308的第二光纤滤光片310。
根据本发明的一个实施例，激发光纤304具有第一输入端312和第一输出端314并且至少一部分可以包裹在壳体302内，激发光纤304可以被配置为从第一输入端312接收来自光源的激发光，并且从第一输出端314将激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织。
根据本发明的一个实施例，用于激发光纤304的第一光纤滤光片306可以设置在第一输出端314，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜。
根据本发明的一个实施例，探测光纤308具有第二输入端316和第二输出端318并且至少一部分可以包裹在壳体302内，探测光纤308可以被配置为从第二输入端316接收该组织响应于激发光而产生的自发荧光，并且从第二输出端318将接收的自发荧光输出到后续的荧光监测单元602以及处理单元604以对接收到的自发荧光进行检测和识别。
根据本发明的一个实施例，用于探测光纤308的第二光纤滤光片310设置在第二输入端316，并且基于介质镀膜形成为长通膜，该长通膜的截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定。根据本发明的一个实施例，来自光源的激发光的波长可以是785nm，长通膜的截止波长的范围可以是817nm-827nm。优选地，长通膜的截止波长可以是822nm。
根据本发明的一个实施例，荧光检测单元602可以耦合到第二输出端318，并且被配置为检测来自第二输出端318的自发荧光以确定目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号。
根据本发明的一个实施例，荧光检测单元602可以被配置为在预定波长范围内以预定频率检测来自所述第二输出端的自发荧光以确定目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号。根据本发明的一个实施例，预定频率可以为2-5Hz。随着技术的发展，检测的频率也可以根据需要进行适当的调整。如前面讨论的，甲状旁腺响应于785nm激发波长所产生的自发荧光一般在800-1100nm之间。因此，根据本发明的一个实施例，预定波长范围可以为800-1100 nm。
根据本发明的一个实施例，处理单元604可以耦合到荧光检测单元602，并且被配置为分析该荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织，并且根据自发荧光检测探头300确定识别的甲状旁腺组织的位置。
根据本发明的一个实施例，处理单元604可以被配置为分析荧光光谱信号在预定波数范围内的强度，然后将与信号强度满足第一预定条件的第一荧光光谱信号相对应的第一组织识别为甲状旁腺组织，并且将自发荧光检测探头检测到第一荧光光谱信号的位置确定为甲状旁腺组织的位置。
图7A是示出了本发明所公开的自发荧光检测系统在200-2400 cm-1波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系以及在100-1800 cm-1局部波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系的示意图。
类似地，图7B是示出了采用光学透镜的现有技术在200-2400 cm-1波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系以及在100-1800 cm-1局部波数范围内检测到的不同组织的信号强度与波数关系的示意图。
如图7A和图7B所示，其中实线部分为检测装置（例如，本申请的荧光检测单元602）检测到的组织的荧光光谱信号，实线部分两侧的阴影部分为检测装置检测到的拉曼光谱信号。首先参考图7A，根据图7A所示的数据对比可以看出，在400-1800 cm-1波数范围内，甲状旁腺组织的荧光光谱信号强度明显强于其他组织的荧光光谱信号强度，并且二者的差异基本上与图7B所示的采用光学透镜的现有技术较为接近。也就是说，本发明所公开的自发荧光检测系统在检测性能上与采用光学透镜的现有技术基本一致。然而，相较于采用光学透镜的现有技术方案而言，本发明采用介质镀膜的方案在具有较高的信噪比的情况下，无需使用昂贵的光学透镜并且大大减小了探头的尺寸，从而可以满足例如在手术中进行在体检测甲状旁腺组织的需求。如图7A所示，根据本发明的一个实施例，为了准确地识别甲状旁腺组织，预定波数范围可以为400-1800 cm-1。
进一步地，如图7A和图7B的局部信号强度与波数关系示意图所示，本发明的自发荧光检测系统在1000-1800 cm-1的波数范围内检测到的不同组织的信号强度与图7B所示的采用光学透镜的现有技术在1000-1800 cm-1的波数范围内检测到的不同组织的信号强度基本一致，在该波数范围内可以在不借助其他辅助手段的情况下清楚地分辨出甲状旁腺组织的荧光光谱信号强度与其他组织的荧光光谱信号强度的区别，因此可以更准确地分辨甲状旁腺和其它组织。因此，如图7A的局部信号强度与波数关系示意图所示，根据本发明的一个实施例，预定波数范围可以为1000-1800 cm-1。
进一步参考图7A和图7B，在400-1800 cm-1的波数范围内，特别是在1000-1800 cm-1的波数范围内，不同组织的荧光光谱信号强度和拉曼光谱信号强度总和的顺序为甲状旁腺组织>甲状腺组织>肌肉组织>脂肪组织。其中，甲状旁腺组织的荧光光谱信号强度至少是甲状腺组织的荧光光谱信号强度的2-3倍。
基于如图7A所示的本发明的自发荧光检测系统能够检测到的不同组织的信号强度的之间的关系，用于识别甲状旁腺组织的第一预定条件可以包括以下中的一个或多个：荧光光谱信号在预定波数范围内的平均强度大于第一阈值；荧光光谱信号在预定波数范围内的一个或多个特定波数上的强度大于第二阈值；在预定波数范围内，荧光光谱信号的平均强度高于其他荧光光谱信号的平均强度两倍；在预定波数范围内的一个或多个特定波数上，荧光光谱信号的强度均高于针对目标对象中其它位置（例如，人体甲状腺及其附近的位置）所确定的其他荧光光谱信号的强度两倍。
在一个示例中，特定波数可以是根据实验数据预先确定的，在实现识别准确度地情况下减少处理单元604的运算量。在一个示例中，第一阈值和第二阈值也可以是根据实验数据预先确定的，以实现当荧光光谱信号强度在该阈值上时，可以确定该荧光光谱信号对应的组织为甲状旁腺组织。
附加地或替代地，根据本发明的一个实施例，基于图7A所示的本发明的自发荧光检测系统能够检测到的不同组织的信号强度的之间的关系，除了识别甲状旁腺组织以外，处理单元604还可以被配置为基于检测分类算法将与信号强度不满足第一预定条件的第二荧光光谱信号相对应的第二组织识别为甲状腺组织、脂肪组织或肌肉组织。其中，检测分类算法可以基于如图7A所示的确定的不同组织的信号强度的关系确定如何将组织分类不同类型。
具体地，如前所述，荧光检测单元602还可以被配置为检测来自第二输出端318的拉曼光谱信号。如图7A所示，部分组织的拉曼光谱信号在特定的波数处较为明显，例如脂肪组织的拉曼光谱信号的1296、1445以及1655波数特异。根据本发明的一个实施例，基于图7A所示的本发明的自发荧光检测系统能够检测到的不同组织的信号强度的之间的关系，处理单元604还可以被配置为分析拉曼光谱信号在预定波数范围内的强度；将与信号强度满足第二预定条件的拉曼光谱信号相对应的第三组织识别为脂肪组织或肌肉组织。在一个示例中，第二预定条件可以包括拉曼光谱信号在特定波数上呈现特异性。在一个示例中，特定波数可以包括1296、1445或1655 cm-1中的一个或多个。
附加地或替代地，根据本发明的一个实施例，处理单元604还可以被配置为分析荧光光谱信号在预定波数范围内的强度；将与信号强度满足第三预定条件的第三荧光光谱信号相对应的第四组织识别为甲状腺组织。在一个示例中，如图7A所示，在甲状旁腺组织的荧光光谱信号强度至少是甲状腺组织的荧光光谱信号强度的2-3倍的波数范围内，第三预定条件可以包括第一荧光光谱信号的信号强度为第三荧光光谱信号的信号强度的2-3倍，其中，第一荧光光谱信号是已经被识别为是由甲状旁腺组织产生的。
根据本发明的实施例，处理单元604还可以被配置为对荧光光谱信号进行多项式拟合以消除所述激发光纤和探测光纤产生的背景信号；以及分析经多项式拟合的荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织，通过消除背景信号来进一步地提高识别准确度。其中，多项式拟合基于检测到的荧光光谱信号在不同波数上的强度的拟合来抑制噪声。具体地，如图8所示，图8的左侧图示出了未经多项式拟合处理的原始检测到的自发荧光光谱信号。图8的右侧图示出了经多项式拟合处理后的自发荧光光谱信号。由对比可见，经过多项式拟合处理处理后的信号强度更平稳，并且在400-800 cm-1波数范围内可以基于不同组织的信号强度更清楚地区分甲状旁腺组织与其他组织。
因此，根据本发明第三实施例的自发荧光检测系统通过在探头的激发光纤和探测光纤的端部上分别设置基于介质镀膜形成为的增透明膜以及长通膜作为滤光片，利用增透明膜加强激发光的透射率以及利用长通膜对接收到的光进行过滤，使得基于探测光纤输出的自发荧光确定的荧光光谱信号具有足够高的信噪比，从而使得本发明第三实施例的自发荧光检测系统可以在体准确地检测甲状旁腺组织。例如在甲状腺肿瘤切除术中，根据本发明第三实施例的自发荧光检测系统可以对检测后的光信号进行光谱分析，在体、实时、无创地针对甲状腺旁腺、甲状腺、肌肉、脂肪、血管组织进行精准地识别，并显示甲状旁腺信息，因而能够在手术中在体快速、准确地找到和识别出甲状旁腺，有效防止误切。
第四实施例
本发明除了提供上述的自发荧光检测系统600外，还提供了自发荧光检测系统600的结构，接下来将结合图9A-图9C进行详细描述。自发荧光检测系统600的部分组件与图6的自发荧光检测系统600的组件相同，其在图9A-图9C中以相同的附图标记示出并且不再进行赘述。
根据本发明的一个实施例，如图9A所示，荧光检测单元602可以包括光谱仪902，光谱仪902可以被配置为直接耦合到第二输出端318。
替代地，根据本发明的一个实施例，如图9B所示，荧光检测单元602可以包括光纤耦合器904、单点检测器906以及滤光片908，其中，光纤耦合器904耦合在第二输出端318与滤光片908之间，并且被配置为将来自第二输出端318的荧光耦合到滤光片908N；以及单点检测器906被配置为检测经由滤光片908过滤的荧光以确定荧光光谱信号。其中，单点检测器906可以例如是光电倍增管（PMT）检测器、雪崩光电二极管（APD）检测器等类似的检测器。
替代地，根据本发明的一个实施例，如图9C所示，荧光检测单元602可以包括光纤耦合器904、一个或多个单点检测器906A-N以及与该一个或多个单点检测器906A-N相对应的一个或多个滤光片908A-N，其中，光纤耦合器904耦合在第二输出端318与一个或多个滤光片908A-N之间，并且被配置为将来自第二输出端318的荧光耦合到一个或多个滤光片908A-N；以及一个或多个单点检测器906A-N被配置为检测经由对应的一个或多个滤光片908A-N过滤的荧光以确定荧光光谱信号，其中，一个或多个滤光片908A-N被配置为具有用以透过不同波段（也称为波长范围）的荧光的不同截止波长。
此外，根据本发明的一个实施例，如图9A-图9C所示，自发荧光检测系统600还可以包括激发单元910。激发单元910可以包括激发光源912和光纤耦合器914，其中激发光源912被配置为生成激发光；以及光纤耦合器914耦合在激发光源912与第一输入端312之间，并且被配置为将来自激发光源912的激发光耦合到第一输入端312。
在一个示例中，处理单元604可以单独地或与其他组件相结合，在针对目标对象的图像中标识识别的甲状旁腺组织。
根据本发明的一个实施例，自发荧光检测系统还可以包括成像单元。成像单元（未示出）可以被配置为基于荧光光谱信号生成显示图像，以及基于处理单元602识别的结果在该显示图像中标识识别的甲状旁腺组织。在一个示例中，成像单元可以包括耦合到处理单元604的显示器。
在一个示例中，处理单元604也可以在确定当前检测到第一荧光光谱信号的位置为甲状旁腺组织的位置时，通过视听方式来提示所检测到的组织为甲状旁腺组织。例如，视听方式可以是灯光闪烁或蜂鸣等提示方式。
此外，根据本发明的实施方式的自发荧光检测系统的控制方法及识别方法可被记录在计算机可读记录介质中。具体地，根据本发明，可提供一种存储有计算机可执行指令的计算机可读记录介质，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，可促使处理器执行如上所述的控制方法。计算机可读记录介质的示例可包括磁介质(例如硬盘、软盘和磁带)；光学介质(例如CD-ROM和DVD)；磁光介质(例如，光盘)；以及特别配制用于存储并执行程序指令的硬件装置(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。此外，根据本发明，还可提供一种包括处理器和存储器的设备，所述存储器中存储有计算机可执行指令，其中，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，促使处理器执行如上所述的控制方法。计算机可执行指令的示例包括例如由编译器产生的机器码和包含可使用解释器由计算机执行的高级代码的文件。
需要说明的是，附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含至少一个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
一般而言，本发明的各种示例实施例或实施方式可以在硬件或专用电路、软件、固件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其它方面可以在可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行的固件或软件中实施。当本发明的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其它图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备，或其某些组合中实施。
在上面详细描述的本发明的示例实施方式仅仅是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例或其特征进行各种修改和组合，这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (34)

1.一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测探头，包括：
壳体；
激发光纤，所述激发光纤具有第一输入端和第一输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述激发光纤被配置为从所述第一输入端接收来自光源的激发光，并且从所述第一输出端将所述激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织；
第一光纤滤光片，所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜；
探测光纤，所述探测光纤具有第二输入端和第二输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述探测光纤被配置为从所述第二输入端接收所述组织响应于所述激发光而产生的自发荧光，并且从所述第二输出端将接收的自发荧光输出到检测装置；
第二光纤滤光片，所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端，并且基于介质镀膜形成为长通膜，所述长通膜的截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定。
2.根据权利要求1所述的自发荧光检测探头，其中，来自所述光源的所述激发光的波长为785nm，所述长通膜的截止波长的范围为817nm-827nm。
3.根据权利要求2所述的自发荧光检测探头，其中，所述长通膜的截止波长为822nm。
4.根据权利要求1所述的自发荧光检测探头，其中，所述具有自发荧光物质的组织包括甲状腺组织、甲状旁腺组织、脂肪组织、肌肉组织中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的自发荧光检测探头，其中，所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端的端面上并且在所述第一输出端的端面上基于介质镀膜形成所述增透明膜，以及所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端的端面并且在所述第二输入端的端面上基于介质镀膜形成所述长通膜。
6.根据权利要求5所述的自发荧光检测探头，其中，所述第一输出端与所述第二输入端并置地包裹在所述壳体的一端中，以及所述第一输出端的端面与所述第二输入端的端面位于所述壳体的开口处。
7.根据权利要求6所述的自发荧光检测探头，其中，所述第一输入端与所述第二输出端分离。
8.根据权利要求7所述的自发荧光检测探头，其中，所述第一输入端与所述第二输出端不包裹在所述壳体中。
9.根据权利要求7所述的自发荧光检测探头，其中，所述壳体具有Y字形结构，以及所述激发光纤和所述探测光纤的至少一部分分离地包裹在所述壳体中。
10.根据权利要求6所述的自发荧光检测探头，其中，所述激发光纤的直径小于等于200µm，并且所述探测光纤的直径小于等于400µm。
11.根据权利要求10所述的自发荧光检测探头，其中，所述第一输出端与所述第二输入端之间的距离小于等于100µm。
12.根据权利要求11所述的自发荧光检测探头，其中，包裹所述第一输出端和所述第二输入端的所述壳体的一端的直径小于等于3mm。
13.一种用于在体检测甲状旁腺组织的自发荧光检测系统，包括：
自发荧光检测探头，所述自发荧光检测探头包括壳体、激发光纤、第一光纤滤光片、探测光纤以及第二光纤滤光片，其中，
所述激发光纤具有第一输入端和第一输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述激发光纤被配置为从所述第一输入端接收来自光源的激发光，并且从所述第一输出端将所述激发光输出到目标对象中的具有自发荧光物质的组织，
所述第一光纤滤光片设置在所述第一输出端，并且基于介质镀膜形成为具有大于预定阈值的透过率的增透明膜，
所述探测光纤具有第二输入端和第二输出端并且至少一部分包裹在所述壳体内，所述探测光纤被配置为从所述第二输入端接收所述组织响应于所述激发光而产生的自发荧光，并且从所述第二输出端将接收的自发荧光输出到荧光检测单元，以及
所述第二光纤滤光片设置在所述第二输入端，并且基于介质镀膜形成为长通膜，所述长通膜的截止波长是基于甲状旁腺组织的自发荧光波长确定；
荧光检测单元，所述荧光检测单元耦合到所述第二输出端，并且被配置为检测来自所述第二输出端的自发荧光以确定所述目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号；以及
处理单元，所述处理单元耦合到所述荧光检测单元，并且被配置为分析所述荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织，并且根据所述自发荧光检测探头确定识别的甲状旁腺组织的位置。
14.根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，来自所述光源的所述激发光的波长为785nm，所述长通膜的截止波长的范围为817nm-827nm。
15.根据权利要求14所述的自发荧光检测系统，其中，所述长通膜的截止波长为822nm。
16.根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述具有自发荧光物质的组织包括甲状腺组织、甲状旁腺组织、脂肪组织、肌肉组织中的一个或多个。
17.根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述荧光检测单元被配置为：
在预定波长范围内以预定频率检测来自所述第二输出端的自发荧光以确定目标对象中的具有自发荧光物质的组织的荧光光谱信号。
18.根据权利要求17所述的自发荧光检测系统，其中，所述预定频率为2-5Hz。
19.根据权利要求17所述的自发荧光检测系统，其中，所述预定波长范围为800-1100nm。
20.根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述处理单元被配置为：
分析所述荧光光谱信号在预定波数范围内的强度；
将与信号强度满足第一预定条件的第一荧光光谱信号相对应的第一组织识别为甲状旁腺组织，并且将所述自发荧光检测探头检测到所述第一荧光光谱信号的位置确定为甲状旁腺组织的位置。
21. 根据权利要求20所述的自发荧光检测系统，其中，所述预定波数范围为400-1800cm-1。
22. 根据权利要求21所述的自发荧光检测系统，其中，所述预定波数范围为1000-1800cm-1。
23.根据权利要求20所述的自发荧光检测系统，其中，所述第一预定条件包括以下中的一个或多个：
所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的平均强度大于第一阈值；
所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的一个或多个特定波数上的强度大于第二阈值；
在所述预定波数范围内，所述荧光光谱信号的平均强度高于其他荧光光谱信号的平均强度两倍；以及
在所述预定波数范围内的一个或多个特定波数上，所述荧光光谱信号的强度均高于其他荧光光谱信号的强度两倍。
24.根据权利要求20所述的自发荧光检测系统，其中，所述处理单元还被配置为：
基于检测分类算法将与信号强度不满足第一预定条件的第二荧光光谱信号相对应的第二组织识别为甲状腺组织、脂肪组织或肌肉组织。
25.根据权利要求20所述的自发荧光检测系统，其中，所述荧光检测单元还被配置为检测来自所述第二输出端的拉曼光以确定拉曼光谱信号，所述处理单元被配置为：
分析所述拉曼光谱信号在所述预定波数范围内的强度；
将与信号强度满足第二预定条件的拉曼光谱信号相对应的第三组织识别为脂肪组织或肌肉组织。
26.根据权利要求25所述的自发荧光检测系统，其中，所述第二预定条件包括所述拉曼光谱信号在特定波数上呈现特异性。
27. 根据权利要求26所述的自发荧光检测系统，其中，所述特定波数包括1296、1445或1655 cm-1中的一个或多个。
28.根据权利要求20所述的自发荧光检测系统，其中，所述处理单元还被配置为：
分析所述荧光光谱信号在所述预定波数范围内的强度；
将与信号强度满足第三预定条件的第三荧光光谱信号相对应的第四组织识别为甲状腺组织。
29.根据权利要求28所述的自发荧光检测系统，其中，所述第三预定条件包括所述第一荧光光谱信号的信号强度为所述第三荧光光谱信号的信号强度的2-3倍。
30. 根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述处理单元还被配置为：
对所述荧光光谱信号进行多项式拟合以消除所述激发光纤和探测光纤产生的背景信号；以及
分析经多项式拟合的荧光光谱信号以识别甲状旁腺组织。
31.根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述荧光检测单元包括光谱仪，所述光谱仪被配置为直接耦合到所述第二输出端。
32. 根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，其中，所述荧光检测单元包括光纤耦合器、一个或多个单点检测器以及与所述一个或多个单点检测器相对应的一个或多个滤光片，其中，
所述光纤耦合器耦合在所述第二输出端与所述一个或多个滤光片之间，并且被配置为将来自所述第二输出端的荧光耦合到所述一个或多个滤光片；以及
所述一个或多个单点检测器被配置为检测经由对应的所述一个或多个滤光片过滤的自发荧光以确定荧光光谱信号，
其中，所述一个或多个滤光片被配置为具有用以透过不同波段的自发荧光的不同截止波长。
33. 根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，还包括：激发单元，所述激发单元包括激发光源和光纤耦合器，其中
所述激发光源被配置为生成激发光；以及
所述光纤耦合器耦合在所述激发光源与所述第一输入端之间，并且被配置为将来自所述激发光源的所述激发光耦合到所述第一输入端。
34. 根据权利要求13所述的自发荧光检测系统，还包括成像单元，所述成像单元被配置为：
基于所述荧光光谱信号生成显示图像，以及
基于所述处理单元识别的结果在所述显示图像中标识识别的甲状旁腺组织。
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