CN116548899B - 光学内窥诊疗系统和电子装置 - Google Patents

光学内窥诊疗系统和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116548899B
CN116548899B CN202310445319.4A CN202310445319A CN116548899B CN 116548899 B CN116548899 B CN 116548899B CN 202310445319 A CN202310445319 A CN 202310445319A CN 116548899 B CN116548899 B CN 116548899B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
imaging
light source
optical fiber
endoscopic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310445319.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116548899A (zh
Inventor
宋倩倩
杨青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Lab
Original Assignee
Zhejiang Lab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Lab filed Critical Zhejiang Lab
Priority to CN202310445319.4A priority Critical patent/CN116548899B/zh
Publication of CN116548899A publication Critical patent/CN116548899A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116548899B publication Critical patent/CN116548899B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A61B1/018—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor for receiving instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/062—Photodynamic therapy, i.e. excitation of an agent

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

本申请涉及一种光学内窥诊疗系统、电子装置和存储介质，其中，该光学内窥诊疗系统包括：多模态光学成像子系统、光动力治疗子系统和内窥探头；内窥探头包括第一光纤组件和探头模块；多模态光学成像子系统包括成像装置和至少两个多模态光源装置；多模态光源装置用于发射多模态成像光信号；成像装置用于接收探头模块基于多模态成像光信号返回的针对目标组织的成像数据，并根据成像数据获得目标组织对应的组织图像；光动力治疗子系统用于发射治疗光信号；探头模块用于基于组织图像移动至指定位姿，在指定位姿下对目标组织发送治疗光信号。通过本申请，解决了光学内窥诊疗系统的准确性低的问题。

Description

光学内窥诊疗系统和电子装置
技术领域
本申请涉及内窥诊疗技术领域，特别是涉及光学内窥诊疗系统和电子装置。
背景技术
光动力治疗是一种区别于传统治疗手段(如手术治疗、化疗、放疗及免疫治疗)的新型肿瘤治疗技术，是利用激光活化光敏剂治疗肿瘤疾病的一种全新技术。在相关技术中，将光学成像系统与光治疗系统进行结合有多种技术途径，例如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，且由于成像和治疗探头运动不同步等原因易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，进而导致光学内窥诊疗系统的准确性较低。
目前针对相关技术中光学内窥诊疗系统的准确性低的问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种光学内窥诊疗系统、电子装置和存储介质，以至少解决相关技术中光学内窥诊疗系统的准确性低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种光学内窥诊疗系统，所述光学内窥诊疗系统包括：多模态光学成像子系统、光动力治疗子系统和内窥探头；所述内窥探头包括第一光纤组件和探头模块；
所述多模态光学成像子系统包括成像装置和至少两个多模态光源装置；
所述多模态光源装置用于发射多模态成像光信号，所述多模态成像光信号经由所述第一光纤组件传输至所述探头模块；
所述成像装置，用于接收所述探头模块基于所述多模态成像光信号返回的针对目标组织的成像数据，并根据所述成像数据获得所述目标组织对应的组织图像；
所述光动力治疗子系统，连接所述内窥探头，用于发射治疗光信号，所述治疗光信号经由所述第一光纤组件传输至所述探头模块；
所述探头模块，用于基于所述组织图像移动至指定位姿，在所述指定位姿下对目标组织发送所述治疗光信号；其中，所述治疗光信号用于对所述目标组织进行激光治疗。
在其中一些实施例中，所述第一光纤组件包括多包层光纤；其中，所述多包层光纤，包括纤芯以及包围所述纤芯的至少两个包层结构。
在其中一些实施例中，所述第一光纤组件还包括聚焦光纤；其中，所述聚焦光纤，熔接所述多包层光纤，用于对所述第一光纤组件内传导的光信号进行聚焦处理。
在其中一些实施例中，所述第一光纤组件还包括过渡光纤；
所述多包层光纤熔接所述过渡光纤的一端，所述过渡光纤的另一端熔接所述聚焦光纤的一端，且所述聚焦光纤的另一端连接所述探头模块；其中，所述熔接处包括裸纤以及包覆于所述裸纤的涂覆层，所述涂覆层是由聚合物材料构成的。
在其中一些实施例中，所述光动力治疗子系统包括光动力光源装置和光调制器；
所述光动力光源装置，用于发射初始光信号；
所述光调制器，用于根据所述组织图像对所述初始光信号进行调制处理，并输出所述治疗光信号。
在其中一些实施例中，在至少两个所述多模态光源装置为干涉光源装置的情况下，所述光学内窥诊疗系统还包括分束器，所述多模态光学成像子系统还包括一个干涉设备，且所述干涉设备包括参考臂和样品臂；
所述干涉光源装置，包括探测光源子装置和脉冲光源子装置；所述探测光源子装置，分别连接所述参考臂和所述样品臂，用于发射探测光信号；所述脉冲光源子装置用于发射所述多模态成像光信号；
所述分束器，用于将所述探测光信号按照预设比例划分为参考臂光信号和样品臂光信号；
所述参考臂，包括光延迟线、光衰减器和环形干涉仪；所述光延迟线，用于对所述参考臂光信号进行光程调节处理，得到光程调节光信号；所述光衰减器，用于对所述光程调节光信号进行光强调节处理，得到目标调节光信号；其中，所述目标调节光信号经由所述环形干涉仪、所述光衰减器和所述光延迟线返回至所述分束器；
所述样品臂，用于将所述样品臂光信号发送至所述目标组织；其中，所述样品臂光信号和所述多模态成像光信号经由所述样品臂返回至所述分束器；
所述分束器还用于根据所述干涉光信号、所述样品臂光信号和所述多模态成像光信号进行信号干涉处理，并形成干涉光信号；
所述成像装置还用于针对所述干涉光信号进行处理并得到所述成像数据。
在其中一些实施例中，所述光延迟线的带宽根据所述探测光源子装置对应发射的所述探测光信号的波长确定。
在其中一些实施例中，所述多模态光源装置还包括非干涉光源装置；其中，所述非干涉光源装置用于发射所述多模态成像光信号。
在其中一些实施例中，所述多模态光学成像子系统还包括第二光纤组件和第三光纤组件；所述多模态光源装置包括长波长光源装置和短波长光源装置；其中，所述长波长光源装置连接所述第二光纤组件，所述短波长光源装置连接所述第三光纤组件；所述第二光纤组件的传输模数小于所述第三光纤组件的传输模数；
所述光学内窥诊疗系统还包括波分复用器；所述波分复用器的一端分别连接所述第二光纤组件和所述第三光纤组件，且所述波分复用器的另一端连接所述内窥探头。
在其中一些实施例中，所述光学内窥诊疗系统还包括旋转驱动件；所述旋转驱动件用于驱动所述内窥探头旋转或平移至所述指定位姿。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的光学内窥诊疗系统的工作。
第三方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的光学内窥诊疗系统的工作。
相比于相关技术，本申请实施例提供的光学内窥诊疗系统、电子装置和存储介质，该光学内窥诊疗系统包括：多模态光学成像子系统、光动力治疗子系统和内窥探头；内窥探头包括第一光纤组件和探头模块；多模态光学成像子系统包括成像装置和至少两个多模态光源装置；多模态光源装置用于发射多模态成像光信号，多模态成像光信号经由第一光纤组件传输至探头模块；成像装置，用于接收探头模块基于多模态成像光信号返回的针对目标组织的成像数据，并根据成像数据获得目标组织对应的组织图像；光动力治疗子系统，连接内窥探头，用于发射治疗光信号，治疗光信号经由第一光纤组件传输至探头模块；探头模块，用于基于组织图像移动至指定位姿，在指定位姿下对目标组织发送治疗光信号；其中，治疗光信号用于对目标组织进行激光治疗。其避免了诊断的病变位置与光学治疗位置之间存在错位导致的光学内窥诊疗系统的准确性低的现象，减少了监测误差，同时多模态光学成像子系统即能作诊断实用，在治疗过程中又可以作为监控治疗效果的系统与光动力治疗子系统同时进行工作，从而解决了光学内窥诊疗系统的准确性低的问题，实现了精确、高效的多模态光学内窥诊疗一体化系统。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构框图；
图2是根据本申请实施例的另一种光学内窥诊疗系统的结构框图；
图3是根据本申请实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构示意图；
图4是根据本申请实施例的另一种光学内窥诊疗系统的结构示意图；
图5是根据本申请优选实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构示意图；
图6是根据本申请优选实施例的一种内窥探头的结构示意图。
附图标记说明：
1、第一宽带扫频激光器；2、宽带保偏光纤环形器；3、第二宽带扫频激光器；10、偏振控制器；13、内窥探头；14、宽带荧光光源装置；121、光动力光源装置；122、空间光调制器；310、用于传输光动力光源光信号的多模光纤，311、用于传输荧光激发光信号的多模光纤，312、用于传输非接触PAI系统中的脉冲光信号的多模光纤，313-315、单模光纤；316、用于传输SS-OCT信号光的单模光纤；317、用于传输非接触PAI系统的探测光信号的单模光纤；31、宽带可调谐分束器；32、宽带可调谐光延迟线；33、宽带可调谐光衰减器；34、sagnac环；35、2×1合束器；36、波分器；361、第一宽带3dB耦合器；362、第二宽带3dB耦合器；37、第一合波器，用于合并SS-OCT光信号和非接触PAI探测光信号；38、第二合波器，用于合并激发荧光信号、非接触PAI脉冲光信号、经过空间光调制器调制后的光动力光信号、非接触PAI探测信号光和SS-OCT信号光；381、双包层光纤，用于传输从第二合波器输出的光信号；382-385、用于传输从第一宽带3dB耦合器和第二宽带3dB耦合器传输来的3dB光信号的单模光纤；382和383、用于传输SS-OCT光信号的单模光纤；384和385、用于传输非接触PAI的探测光信号的单模光纤；4、双包层光纤；41、双包层耦合器；5、光纤旋转连接器；51、直线平移操作；52、旋转操作；53、腔内器官组织；54、内窥探头出射光束；6、脉冲激光器；7、连接双包层耦合器41的多模光纤，70、光电倍增管，用于接收发射的荧光信号；71、第一平衡探测器，用于接收SS-OCT光信号；72、第二平衡探测器，用于接收非接触PAI的探测信号光；80、第三高速数据采集卡；81、第一高速数据采集卡；82、第二高速数据采集卡；9、数据处理器；60、渐变折射率多模光纤；61、双包层光纤；62、无芯光纤；63、烧结球磨抛后表面镀的一层Cr/Au膜；68、磨抛成的出光平面；64、带有切孔65的金属套管；66、透明的塑料套管；67、能传送扭矩的金属弹簧。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
本实施例提供了一种光学内窥诊疗系统，图1是根据本申请实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构框图，如图1所示，该光学内窥诊疗系统包括：多模态光学成像子系统11、光动力治疗子系统12和内窥探头13；该内窥探头13包括第一光纤组件131和探头模块132。
该多模态光学成像子系统11包括成像装置111和至少两个多模态光源装置112。该多模态光源装置112用于发射多模态成像光信号，该多模态成像光信号经由该第一光纤组件131传输至该探头模块132；其中，该多模态光学成像子系统11是指多个通过不同模态的光信号对目标组织进行探测成像的光学子系统；该多模态光学成像子系统11可以包括但不限于各种光学相干断层成像(optical coherence tomography，简称为OCT)成像子系统、光声成像(Photoacoustic Imaging，简称为PAI)成像子系统、荧光成像子系统、双光子成像子系统或多光子成像子系统、共聚焦成像子系统、自发荧光成像子系统、多光谱成像子系统，且各光学子系统各自对应至少一个多模态光源装置112；各多模态光源装置112用于出射不同模态的脉冲激光信号或探测光信号。
通过不同模态的光学成像子系统，可以综合各模态的成像特征以得到针对目标组织的全面的成像数据。例如，具有非接触、无损伤、高分辨率、断层成像、三维成像等特征的OCT成像子系统利用光信号对组织的散射特性，成像深度可达2～3mm，能够观测到黏膜表面以下的病变，提高疾病诊断准确率，但不具备分子特异性；而PAI成像子系统利用光信号对组织的吸收特性，通过将OCT与PAI结合，可以获得组织的全面信息。荧光成像子系统具有较高的分子特异性和较高的灵敏度，但成像深度有限，不能观测到藏匿于黏膜表皮以下的病灶。通过将OCT、PAI和荧光成像结合而成的多模态光学内窥成像不仅能够获得组织结构信息，也能够获得组织成分信息，进而提高了疾病诊断率；具体地，SS-OCT内窥成像技术利用组织对光信号的背向散射特性能够获得组织横截面或三维结构图像表征，非接触PAI内窥成像利用组织对光信号的吸收特性可以对组织结构特性和功能特性进行表征，荧光成像具有特异性强以及灵敏度高的优势，可以揭示成分的变化，具有靶向识别能力，三者结合的多模态内窥成像系统可以提高患者早期疾病的诊断率和治愈率以及患者的适应性。需要补充说明的是，上述各多模态光学成像子系统11的光信号波长与光动力治疗子系统12的光信号波长均没有交叠，光动力治疗子系统12的光源不影响成像效果，同时各多模态光学成像子系统11的光源对光动力治疗的光信号也没有影响，以确保能够集成多模态内窥成像子系统与光动力治疗系统到同一诊疗一体化系统。
上述成像装置111，用于接收该探头模块132基于该多模态成像光信号返回的针对目标组织的成像数据，并根据该成像数据获得该目标组织对应的组织图像。该目标组织是指待诊断或治疗的可能存在病灶的内腔器官组织。其中，该成像装置111可以是计算机设备、服务器或服务集群等用于处理成像数据的硬件装置；可以理解的是，上述每个多模态光源装置112可以各自配置一个对应的成像装置111，进而由各成像装置111分别处理不同的模态的光信号；或者，也可以由多个多模态光源装置112共用同一个成像装置111，即通过该成像装置111实现对多模态光信号的集中处理并生成组织图像，以提高数据处理的效率，同时进一步简化诊疗系统的结构。
上述光动力治疗子系统12，连接该内窥探头13，用于发射治疗光信号，该治疗光信号经由该第一光纤组件131传输至该探头模块132；因此，通过上述包括第一光纤组件131和探头模块132的内窥探头13结构，可以实现能同时传输多模态成像光信号和治疗光信号的诊疗一体化系统设计，使得多模态成像与光动力治疗相结合，且诊断和疗效监控系统、以及治疗系统共用一个内窥探头13，有效提高了诊断率和治愈率。
上述探头模块132，用于基于该组织图像移动至指定位姿，在该指定位姿下对目标组织发送该治疗光信号；其中，该治疗光信号用于对该目标组织进行激光治疗。具体地，该内窥探头13可以将多模态成像光信号、治疗光信号传输到腔内器官中，将对应的目标组织的吸收、反射、荧光等特性信息加载到光信号上，该内窥探头13收集并将能反映组织全部特征信息的光信号传输到成像装置111对光信号进行处理，还原出组织的全部信息，对目标组织进行诊断，确认出病变组织区域范围和组织病变性质，根据病变组织各个区域的参数，计算出光动力治疗所需要的光动力参数，启动光动力治疗模块，同时保持成像模块对光动力疗效在线实时监控并实时调控光动力参数，从而通过共用同一内窥探头13的多模态成像子系统与光动力治疗子系统12集成的系统结构设计，使得在利用多模态成像子系统确定目标组织的病变性质、病变区域和范围以进行光学成像诊断之后，无需拔出内窥探头13即可确定治疗区域，并通过切换子系统中光源装置开光直接进行光动力治疗，同时利用多模态内窥成像对光动力治疗的疗效进行监控，最终实现了光学内窥诊疗一体化。
需要补充说明的是，上述各装置之间可以通过光纤光路进行耦合，通过采用光纤光路取代空间光路，能够有效解决诊疗一体化系统的尺寸较大、损耗较大、系统结构复杂、稳定性差以及价格昂贵等问题。
上述各装置之间可以通过集成光波导光路进行耦合，通过采用光波导光路取代空间光路，能够有效解决诊疗一体化系统的尺寸较大、损耗较大、系统结构复杂、稳定性差以及价格昂贵等问题。
通过上述实施例，通过将多模态光学成像子系统11和光动力治疗子系统12共用同一个内窥探头13，并经由该内窥探头13的第一光纤组件131同时传输多模态成像光信号和治疗光信号，避免了诊断的病变位置与光学治疗位置之间存在错位导致的光学内窥诊疗系统的准确性低的现象，减少了监测误差，同时多模态光学成像子系统11既能作诊断使用，在治疗过程中又可以作为监控治疗效果的系统与光动力治疗子系统12同时进行工作，从而解决了光学内窥诊疗系统的准确性低的问题，实现了精确、高效的多模态光学内窥诊疗一体化系统。
在其中一些实施例中，上述第一光纤组件131包括多包层光纤；其中，该多包层光纤，包括纤芯以及包围所述纤芯的至少两个包层结构。优选地，上述多包层光纤可以采用双包层光纤。或者，在另一实施例中，上述第一光纤组件包括多包层光纤，此外还包括聚焦光纤；其中，该聚焦光纤，熔接该多包层光纤，用于对该第一光纤组件内传导的光信号进行聚焦处理；优选地，上述聚焦光纤可以采用一定长度的渐变折射率多模光纤。在另一实施例中，上述第一光纤组件131包括多包层光纤和聚焦光纤，此外还包括过渡光纤；优选地，上述过渡光纤可以采用一定长度的无芯光纤。该多包层光纤熔接该过渡光纤的一端，该过渡光纤的另一端熔接该聚焦光纤的一端，且该聚焦光纤的另一端连接该探头模块132。需要补充说明的是，上述全光纤内窥探头13中的无芯光纤和渐变折射率多模光纤的长度需精确控制，以确保该内窥探头13最终出射的光信号能够具备合适的工作距离以及光束斑径，同时具有较小的纵向焦偏。
上述第一光纤组件131中各光纤间熔接处包括裸纤以及包覆于该裸纤的涂覆层，该涂覆层是由聚合物材料构成的。具体地，上述多包层光纤、过渡光纤和聚焦光纤之间的熔接方式可以为：将各光纤的涂覆层剥去，然后利用光纤熔接机将多包层光纤与过渡光纤、聚焦光纤之间进行熔接，在熔接处涂紫外胶并紫外固化，并再次涂一层紫外胶和紫外固化，以增加光纤连接处的强度；在多包层光纤、过渡光纤和聚焦光纤间熔接结束后，在裸纤处加一层聚合物材料构成的涂覆层，以增强各光纤的强度。进一步地，一定长度的聚焦光纤的远端断面通过上述光纤熔接机烧成球状，并在烧结球的一侧磨抛成43°或47°等一定角度，以减少护套或样品表面的镜面反射，且为了进一步减少像差，该内窥探头13中的探头模块132出光面磨抛成平面。为了提高全反射效率可以在用于全反射的磨抛面上镀金属薄膜，用于全反射入射到磨抛面上的光信号，在镀的过程中，依次放在磁控溅射仪和热蒸发仪腔室中分别镀一层Cr膜和Au膜等金属薄膜，用于将入射到磨抛界面上的光信号实现全反射操作并将光信号传输到样品中以及用于接收从样品中散射或反射回来的光信号。为了增强光纤的强度，对除出光口以外的螺旋弹簧内部的光纤内窥探头13进行金属化。
具体地，上述探头模块132，用于实现光束的转向与收集，可以由多包层光纤、过渡光纤或聚焦光纤构成，并最终磨抛成全反射端面；或者，该探头模块132可以由多包层光纤、过渡光纤或聚焦光纤熔结成球状，并最终磨抛成全反射端面；该探头模块132与该第一光纤组件的1-3mm长度的多包层光纤、全部的过渡光纤和全部的聚焦光纤封装在玻璃毛细管中；该探头模块132和与该探头模块132连接的部分第一光纤组件通过玻璃毛细管及紫外胶固定，并磨抛成40°-50°的角度，用于改变光束方向。玻璃毛细管增加了该部分第一光纤组件131和该探头模块132的强度，以及有利于该探头模块132出光口方向的确定，便于封装；探头模块132和部分第一光纤组件131的毛细管被封装在金属保护装置中，并用紫外胶填充金属保护装置空余的空间，并用紫外光等照射；金属保护装置有通光孔和紫外光照射孔；除了被金属保护装置保护的部分，第一光纤组件的其余部分被金属扭矩线圈保护，金属扭矩线圈用于该内窥探头旋转时从近端向远端传递扭矩；金属保护装置末端与金属扭矩线圈之间，金属扭矩线圈与多包层光纤之间通过钎焊连接。
此外，上述全光纤内窥探头13与上述多模态光学成像子系统11之间可以通过连接器连接，连接器具有可重复且方便地使光信号接通或断开的功能，使该系统具有灵活性，更有助于更换内窥探头13，增加系统的实用性。需要补充说明的是，多模态光学成像子系统11的各个光源波长，与光动力治疗子系统12的光源波长均不相同，因此需要综合考虑各个波长的情况，根据不同波长光信号的光斑直径大小和焦距，对内窥探头13进行设计，最终确定过渡光纤、聚焦光纤排列组合和顺序。
上述多包层光纤，包括纤芯以及包围该纤芯的至少两个包层结构；其中，该纤芯主要用于传输该多模态成像光信号，和/或该包层结构主要用于传输该治疗光信号。上述多包层光纤用于同时传输成像光信号和治疗光信号，且该成像光信号和该治疗光信号在传输过程中互不干扰；优选地，该多包层光纤可以采用双包层光纤结构。
进一步地，上述探头模块132还包括全光纤内窥探头13远端的光学器件，该光学器件被封装在带有通光孔的金属保护装置中，该金属保护装置能够保护光纤不易被损坏以及使探头模块132具有灵活性。上述第一光纤组件131被封装在金属扭矩线圈中，且金属保护装置末端与该金属扭矩线圈通过钎焊连接，金属扭矩线圈与单模光纤通过钎焊连接。
通过上述实施例，通过采用双包层光纤与无芯光纤、多模光纤熔接构成上述全光纤内窥探头13，螺旋弹簧内部的光纤进行金属化，以增强光纤的强度，采用全光纤内窥探头使得本实施例中内窥探头13的直径能够小于或等于1mm，且该全光纤内窥探头13可以广泛应用于胃腔甚至胰腺管等腔内器官的探测和治疗，从而扩展了多模态光学内窥诊疗一体化系统的应用范围。
在其中一些实施例中，提供了一种光学内窥诊疗系统，图2是根据本申请实施例的另一种光学内窥诊疗系统的结构框图，如图2所示，上述光动力治疗子系统12包括光动力光源装置121和光调制器122；该光动力光源装置121，用于发射初始光信号；优选地，该光动力光源装置121可以发射波长为630nm的激光；该光调制器122，用于根据该组织图像对该初始光信号进行调制处理，并输出该治疗光信号，用于在确定治疗范围和参数后进行光动力治疗。具体地，上述光动力光源装置121输出的初始光信号传输至空间光调制器122；该空间光调制器122通过控制微镜旋转角度，对该光动力光源装置121出射光分布进行重新调制，不仅可以把光动力光源调制成不同幅值、频率和初相位的正弦调制光，又可以根据病变位置和病变程度将初始光信号调制为不同形状和不同强度的光分布，实现针对不同个体、不同部分、不同病变程度的精准化治疗光剂量的投放。
在其中一些实施例中，在至少两个该多模态光源装置112为干涉光源装置的情况下，该光学内窥诊疗系统还包括分束器，该多模态光学成像子系统11还包括一个干涉设备，且该干涉设备包括参考臂和样品臂。
该干涉光源装置，包括探测光源子装置和脉冲光源子装置；该探测光源子装置，分别连接该参考臂和该样品臂，用于发射探测光信号；该脉冲光源子装置用于发射该多模态成像光信号。具体地，以上述多模态光学成像子系统11包括SS-OCT成像子系统和非接触PAI成像子系统为例，此时该干涉光源装置中的探测光源子装置包括：用于SS-OCT成像子系统的第一宽带扫频激光器，以及用于非接触PAI成像子系统的第二宽带扫频光源；该干涉光源装置中的脉冲光源子装置包括用于非接触PAI成像子系统的脉冲激光器。优选地，该第一宽带扫描激光器的中心波长为1310nm，且该第一宽带扫描激光器的带宽大于130nm；该第二宽带扫频激光器的中心波长为1550nm。
该分束器，用于将该探测光信号按照预设比例划分为参考臂光信号和样品臂光信号。其中，上述分束器可以采用宽带可调谐分束器等设备。上述预设比例可以由工作人员根据实际情况预先进行设置，例如可以将该预设比例设置为95/5的分光比，即5％的光信号进入参考臂，95％的光信号进入样品臂。
该参考臂，包括光延迟线、光衰减器和环形干涉仪；该光延迟线，用于对该参考臂光信号进行光程调节处理，得到光程调节光信号；该光衰减器，用于对该光程调节光信号进行光强调节处理，得到目标调节光信号；其中，该目标调节光信号经由该环形干涉仪、该光衰减器和该光延迟线返回至该分束器。具体地，上述进入参考臂中的参考臂光信号依次进过宽带可调谐光延迟线、宽带可调谐光衰减器和sagnac环中；通过调谐参考臂中的宽带可调谐光延迟可以使得从参考臂返回的光信号与从样品臂中样品表面返回的光信号的光程一致，有利于干涉信号最大化。
该样品臂，用于将该样品臂光信号发送至该目标组织；其中，该样品臂光信号和该多模态成像光信号经由该样品臂返回至该分束器。上述分束器还用于根据该干涉光信号、该样品臂光信号和该多模态成像光信号进行信号干涉处理，并形成干涉光信号；上述成像装置111还用于针对该干涉光信号进行处理并得到该成像数据。
具体地，上述SS-OCT成像子系统还包括偏振控制器、宽带保偏光纤环形器、2×1合束器、双包层耦合器、第一宽带3dB耦合器、第一平衡探测器和第一高速数据采集卡。上述非接触式PAI成像子系统还包括偏振控制器、宽带保偏光纤环形器、双包层光纤、双包层耦合器、第二高速数据采集卡和连接器；该连接器用于连接系统与全光纤内窥探头13。其中，该宽带保偏光纤环形器具备三个端口，沿特定端口顺序传输，其一端口21与该偏振控制器的一端口相连，沿特定顺序的另一端口与宽带可调谐耦合器的输入端口313相连，最后一端口与2×1合束器的一输入端口相连；该保偏光纤环形器具有宽带宽、高隔离度(>40dB)、低插入损耗(～0.6dB)、低偏振相关损耗(0.15dB)、低通道串扰(>50dB)、高回波损耗(>50dB)、高稳定性和高可靠性的特点。该2×1合束器的两输入端口分别与宽带可调谐光耦合器以及宽带保偏光纤环形器相连；2×1合束器的输出通道与波分器相连。进一步地，上述第一平衡探测器和第二平衡探测器可采用基于InGaAs材料平台的两个平衡PIN型光电二极管和一个低噪高速互阻放大器，输出接口为FC/APC，监控的输出带宽为DC～3MHz，3dB带宽为30kHz-1.6GHz，PD损伤阈值为8mW，RF输出阻抗为50ohm。其工作原理为将两个平衡PIN结二极管探测到的信号做相减处理，作平衡接收器，消除共模噪声，进而从干扰噪声中获得信号电路中的微小变化。且上述平衡探测器的两输入端口与宽带3dB耦合器的两输出端口相连接。
通过上述实施例，通过设置各干涉光源装置共用同一干涉设备的系统结构，进一步简化了多模态内窥成像系统，使得光学内窥诊疗系统变得紧凑而简单，从而有效降低了光学内窥诊疗系统的结构尺寸以及成本。
在其中一些实施例中，上述光延迟线的带宽根据上述探测光源子装置对应发射的该探测光信号的波长确定。其中，以该光延迟线采用宽带可调谐光延迟线为例，该宽带可调谐光延迟线为连续可调谐延迟线，包括级联而成的离散可调谐部分和连续可调谐部分。该离散可调谐部分可以包括开关单元和延迟单元构成的N bit延迟线，且N为正整数；该开关单元和该延迟单元上均设置有电极；通过调谐光开关实现不同路径的延迟。该连续可调谐部分为1bit延迟线结构，该延迟线的最大延迟范围与该延迟线所级联的离散可调谐延迟线的延迟步长相等；其中的开关单元用作连续可调谐光耦合器，可调谐光耦合器结构由MZI构成，通过调谐MZI上的电极，可实现分光比连续可调，且通过设置两个开关单元合适的功率耦合比，实现连续可调谐延迟线的功能。以上述多模态光学成像子系统11包括SS-OCT成像子系统和非接触PAI成像子系统为例，这两个成像子系统共用的干涉设备中的可调谐光耦合器可以用以均衡从参考臂和样品臂返回的光信号的光场强度，能够同时实现在初始时SS-OCT成像子系统工作在相干长度以内和非接触PAI成像子系统工作在最大灵敏度处。
通过上述实施例，通过上述带宽覆盖多模态光学成像子系统11中各探测光源子装置出射的光信号波长的光延迟线，从而确保各多模态光源装置112在共用同一干涉设备的情况下能够精确工作，有利于干涉信号最大化，进一步提高了光学内窥诊疗系统的准确性，同时便于更换不同的内窥探头13。
在其中一些实施例中，上述多模态光源装置112还包括非干涉光源装置；其中，该非干涉光源装置用于发射该多模态成像光信号。上述非干涉光源装置是指所出射的光信号无需进行信号干涉的光源装置。以该非干涉光源装置为荧光光源装置为例，荧光光源装置用于出射宽带荧光光源；此外，该荧光光源装置用于多模态光学成像子系统11中的荧光成像子系统，该荧光成像子系统还包括双包层耦合器、光电倍增管和第三高速数据采集卡。具体地，该光电倍增管带有滤波器，能够滤掉反射的激发荧光信号以及PAI成像子系统的脉冲信号；发射的荧光信号被光电倍增管接收后，接着被传输至第三高速数据采集卡和计算机。
在其中一些实施例中，上述多模态光学成像子系统11还包括第二光纤组件和第三光纤组件；该多模态光源装置112包括长波长光源装置和短波长光源装置；其中，该长波长光源装置连接该第二光纤组件，该短波长光源装置连接该第三光纤组件；该第二光纤组件的传输模数小于该第三光纤组件的传输模数。可以理解的是，上述长波长光源装置是指出射光的波长为1310nm或1550nm等较长波长的光源出射装置，上述短波长光源装置是指出射光的波长为360nm或850nm等较短波长的光源出射装置。具体地，各多模态光学成像子系统11之间以及和光动力系统之间可以通过波分复用器集成复用，且短波长的光源的光信号采用多模光纤或双包层光纤等第三光纤组件传输，长波长光源的光信号采用单模光纤或双包层光纤等第二光纤组件传输。可以理解的是，上述第一光纤组件131、第二光纤组件和第三光纤组件之间为不同的光纤通路。
该光学内窥诊疗系统还包括波分复用器；该波分复用器的一端分别连接该第二光纤组件和该第三光纤组件，且该波分复用器的另一端连接该内窥探头13。其中，该波分复用器包括两个波分器以及一个合波器；以上述多模态光学成像子系统11包括SS-OCT成像子系统、非接触PAI成像子系统和荧光成像子系统为例，上述波分器用于分离SS-OCT成像子系统和非接触PAI成像子系统返回的光信号；第一合波器用于连接SS-OCT成像子系统的第一宽带扫频激光器出射的探测光信号，以及非接触PAI子系统的第二宽带扫频激光器出射的探测光信号，此时该第一合波器的两输入端口分别与上述第一宽带扫频激光器、第二宽带扫频激光器相连，且第一合波器的输出通道与偏振控制器相连；第二合波器用于连接非接触PAI成像子系统的脉冲激光信号、荧光成像子系统的宽带荧光光信号、进入样品臂中的OCT光信号和PAI光信号，以及经过上述空间光调制器122调制的光动力信号。
具体地，图3是根据本申请实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构示意图，如图3所示，该光学内窥诊疗系统包括多模态光学成像子系统11、光动力治疗子系统12、波分复用器18和内窥探头13。该波分复用器18的一端分别连接至该多模态光学成像子系统11、光动力治疗子系统12，该波分复用器18的另一端连接至内窥探头13。请参阅图3，虚线用于表征系统中光信号的传输方向，其中多模态光学成像子系统11、光动力治疗子系统12各自出射的成像光信号和治疗光信号均经由波分复用器18进行复用和解复用操作，并传输至内窥探头13，使得各子系统之间可以共用部分光路，简化了系统复杂性，有助于利用每个光学成像子系统分别得到目标组织的结构信息以及功能信息等全面组织信息。图4是根据本申请实施例的另一种光学内窥诊疗系统的结构示意图，如图4所示，此时该光学内窥诊疗系统增加了不同波长的光源装置；其中光信号的传输方向为：该内窥探头13返回的光信号经由双包层耦合器41进行光信号分离操作，所分离出的光信号按照不同波长传输至对应的波分复用器，其中长波长光信号经由第一波分复用器181进行复用和解复用并被相应的光学成像子系统接收到，短波长光信号经由第二波分复用器182并被相应的光学成像子系统接收到，从而使得上述多模态光学内窥诊疗一体化系统能够灵活增加或减少光学成像的模态数。
通过上述实施例，各子系统间通过波分复用器集成复用，从而有利于通过波分器和合波器来增加或减少光学成像的模态数，使得光学内窥诊疗系统更具有可扩展性。
在其中一些实施例中，上述光学内窥诊疗系统还包括旋转驱动件；该旋转驱动件用于驱动该内窥探头13旋转或平移至该指定位姿。其中，该旋转驱动件可以为驱动电机等专用于驱动该内窥探头13移动的设备。具体地，该内窥探头13近端设置有螺旋旋转台，该螺旋旋转台包括电机组、传送带和轴组件；该电机组包括旋转直流电机和直线电机；该旋转直流电机通过传送带驱动轴组件，进而带动内窥探头13进行旋转；该直线电机可以实现从探头远端到近端的线性平移，使内窥探头13执行往回拉的操作。旋转直流电机与直线电机组合而成的电机组带动内窥探头13进行螺旋式旋转。该轴组件包括导管和导管中的多包层光纤或双包层光纤；该导管用于保护双包层光纤以及带动导管中的双包层光纤旋转。通过上述实施例，通过旋转驱动件驱动内窥探头13旋转或平移，使得内窥探头13可以在腔内器官内部进行螺旋式旋转以及回拉等操作，内窥探头13成像视场范围大且能够在腔内组织器官中对病灶区域进行大规模的筛查，从而有利于扩展内窥探头13的工作空间，进一步提高了系统的灵活性。
下面结合实际应用场景对本申请的实施例进行详细说明，以上述多模态光学成像子系统11包括SS-OCT成像子系统、非接触PAI成像子系统和荧光成像子系统为例，图5是根据本申请优选实施例的一种光学内窥诊疗系统的结构示意图，如图5所示，该光学内窥诊疗系统包括SS-OCT成像子系统、非接触PAI成像子系统、荧光成像子系统、光动力治疗子系统12、全光纤内窥探头13和旋转驱动件。
其中，SS-OCT成像子系统包括第一宽带扫频光源1、合并SS-OCT光信号和非接触PAI探测光信号的第一合波器37、合并激发荧光信号、非接触PAI脉冲光信号、经过空间光调制器调制后的光动力光信号、非接触PAI探测信号光和SS-OCT信号光的第二合波器38、偏振控制器10、宽带保偏光纤环形器2、宽带可调谐分束器31、2×1合束器35、参考臂、样品臂、双包层耦合器41、第一宽带3dB耦合器361、第一平衡探测器71、第一高速数据采集卡81和数据处理器9。非接触PAI子系统包括脉冲激光器6、第二宽带扫频光源3、第一合波器37、第二合波器38、双包层耦合器41、偏振控制器10、宽带保偏光纤环形器2、宽带可调谐分束器31、2×1合束器35、波分器36、参考臂、样品臂、第二宽带3dB耦合器362、第二平衡探测器72、第二高速数据采集卡82和数据处理器9。荧光成像子系统包括宽带荧光光源装置14、第二合波器38、双包层耦合器41、光电倍增管70、第三高速数据采集卡80和数据处理器9。需要补充说明的是，上述SS-OCT成像子系统和上述非接触PAI成像子系统共用一个干涉设备，且该SS-OCT成像子系统、该非接触PAI成像子系统、上述荧光成像子系统，以及上述光动力治疗子系统12共用一个全光纤内窥探头13；该全光纤内窥探头13由双包层光纤、一定长度的无芯光纤和一定长度的渐变折射率多模光纤构成。并且，在上述宽带保偏光纤环形器2中，有三个端口，沿特定端口顺序传输信号，若信号从21端口输入，则从22端口输出；若信号从22端口输入，则从23端口输出。
进一步地，上述干涉设备中的参考臂主要由宽带可调谐光延迟线32、宽带可调谐光衰减器33和sagnac环34构成。该参考臂中只有SS-OCT成像子系统中第一宽带扫频光源1出射的光信号，以及非接触PAI成像子系统中第二宽带扫频光源3出射的探测光信号通过。
具体地，上述多模态光学内窥诊疗一体化系统中光信号的传输过程为：分别从第一宽带扫频激光器1和第二宽带扫描激光器3输出的SS-OCT探测光信号和非接触PAI探测光信号经过第一合波器37合成一束光信号，依次经过偏振控制器10、宽带保偏光纤环形器2、宽带可调谐分束器31，分成两束光信号，分别进入参考臂和样品臂；进入参考臂中的光信号依次经过宽带可调谐光延迟线32、宽带可调谐光衰减器33和sagnac环34，返回的光信号又依次进过宽带可调谐光衰减器33、宽带可调谐光延迟线32，再接着进入宽带可调谐分束器31以使得其光信号与样品臂中返回的光信号发生干涉；进入样品臂中的光信号依次通过第二合波器38，与脉冲激光器6和宽带荧光光源装置14输出的光信号，以及光动力治疗子系统12中的光动力光源装置121输出并经过空间光调制器122调制的光信号合成一束光信号，该束光信号通过双包层光纤进入双包层耦合器41中，接着进入双包层光纤内窥探头13中。SS-OCT成像子系统与非接触PAI成像子系统输出的光信号在双包层光纤芯中传输，PAI脉冲光信号、荧光信号和光动力调制光信号在双包层光纤内包层中传输，双包层光纤旋转连接器5与双包层光纤内窥探头13连接，具体地，通过连接器与导管中被固定着的双包层光纤耦合，导管中被固定着的双包层光纤与旋转轴组件导管中被固定着的双包层光纤通过非常短的空间耦合，导管中的双包层光纤被导管保护且易于固定，轴组件与旋转直流电机通过传送带相连，并带动光纤探头进行旋转；进行侧向扫描时，光信号通过侧向扫描周围组织，组织不同深度发射回来的SS-OCT光信号和非接触PAI探测光信号经过散射返回到全光纤内窥探头13中，其中脉冲信号被组织吸收并引起形变被非接触PAI探测光信号探测；然后由空间光调制器122根据病变位置和病变程度将光动力光源调制为不同形状和不同强度光分布的光动力治疗光信号，并将该光动力治疗光信号经由内窥探头13照射病灶区域，实现针对不同个体、不同部分、不同病变程度的精准化治疗光剂量的投放。
此外荧光激发信号照射组织，发出发射荧光信号传输到全光纤内窥探头13，在双包层耦合器41处发射荧光信号从多模光纤端输出进入光电倍增管70中转换为电信号，由第三高速数据采集卡80采集，最后被数据处理器9进行数据处理，获得组织成分信息；SS-OCT和非接触PAI信号在双包层耦合处进入双包层光纤中的芯层中传输，依次经过第二合波器38、宽带可调谐分束器31中，与参考臂返回的光信号发生干涉，并分成两束，一束直接进入2×1合束器35中，一束通过宽带保偏光纤环形器2再进入2×1合束器35中，从2×1合束器35输出的光信号通过波分器36，SS-OCT光信号与非接触PAI光信号分开，分别进入第一宽带3dB耦合器和第二宽带3dB耦合器，分别分成两束等功率的光信号，并分别输入到第一平衡探测器71和第二平衡探测器72的两个输入端，通过第一平衡探测器71和第二平衡探测器72进行差分探测，从第一平衡探测器71和第二平衡探测器72输出的差分电信号分别进入第一高速数据采集卡81和第二高速采集卡82，进行模数转换，接着传输到数据处理器9进行数据处理，可以获得组织的全面信息。需要说明的是，首先光动力治疗子系统12中的光源关闭，利用SS-OCT成像子系统、非接触PAI成像子系统、以及荧光成像子系统构成的多模态内窥成像子系统来确定病变性质以及病变区域和范围，并根据治疗区域的组织参数确定光剂量分布和光敏剂分布，开启光动力光源，照射病变区域，同时利用SS-OCT结构和功能性成像、非接触PAI的结构和功能成像以及荧光成像监控治疗效果，比如组织的结构信息、血管形态、血氧饱和度、血流量等信息，对光剂量进行实时调控，最终实现诊疗一体化。
请参阅图5，示出了内窥探头13的相关结构，包括光纤旋转连接器5，该连接器5用于带动内窥探头13进行直线平移操作51，即通过直线电机旋转，带动螺杆旋转，进而带动螺母移动，进而带动整个全光纤内窥探头实现线性平移；该连接器5还用于带动内窥探头13进行旋转操作52，即通过直流电机旋转，带动转子、皮带运动，进而带动全光纤内窥探头实现旋转；直线平移操作51和旋转操作52同时工作时，带动全光纤内窥探头13实现螺旋式旋转；此外还示出了内窥探头13工作的腔内器官组织53，以及内窥探头出射光束54。进一步地，图6是根据本申请优选实施例的一种内窥探头的结构示意图，如图6所示，该内窥探头13包括渐变折射率多模光纤60、双包层光纤61、无芯光纤62、烧结球磨抛后表面镀的一层Cr/Au膜63、磨抛成的出光平面68、带有切孔65的金属套管64、透明的塑料套管66，以及能传送扭矩的金属弹簧67。具体地，全光纤内窥探头13，采用双包层光纤61与无芯光纤62和多模光纤60通过光纤熔接机融合而成，除出光口处以外的螺旋弹簧内部的光纤内窥探头进行金属化，以增强光纤的强度，由于全光纤内窥探头13与多模态光学诊疗系统之间通过连接器连接，连接器具有可重复且方便地使光信号接通或断开的功能，使该系统具有灵活性，更有助于更换内窥探头，增加系统的实用性。全光纤内窥探头13，为样品臂中的核心部分，内窥探头13远端的光学器件被封装在带有通光孔的金属保护装置中，为保护光纤以及使探头具有灵活性，光纤被封在金属扭矩线圈中。电机组包括旋转直流电机和直线电机，旋转直流电机通过传送带带动光纤旋转，并通过光纤上的金属线圈传递扭矩，实现探头的旋转；直线电机可以实现从探头远端到近端的线性平移，使探头进行往回拉的操作。整个内窥探头13最后封装在透明塑料保护管中，用于保护内窥探头13，保护内窥探头13在使用过程中避免与液体直接接触，同时也便于消毒。
通过上述实施例，提供了一种新型多模态光学内窥诊疗一体化系统，利用一个直径小于或等与1mm的全光纤内窥探头13能够同时实现诊断、治疗以及对光动力疗效的监控；系统光路可采用光纤连接也可以采用平面光波导连接，该系统具有结构紧凑、系统简单稳定以及成本低的优势；全光纤内窥探头13采用双包层光纤，以利用该双包层光纤结构同时传输成像光信号和治疗光信号，以上述多模态成像子系统包括OCT成像子系统、非接触式PAI成像子系统和荧光成像子系统为例，该双包层光纤的芯层用于传输OCT成像子系统出射的OCT光信号，以及非接触式PAI成像子系统出射的PAI探测光信号，双包层光纤的内包层用于传输PAI脉冲光信号、荧光激发光信号、荧光发射光信号和光动力光信号；从而通过上述结合全光纤内窥探头的新型多模态光学内窥诊疗一体化系统，实现了对腔内肿瘤的诊断、可视化治疗以及对疗效进行评估的系统设计。
本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项系统实施例的工作。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
另外，结合上述实施例中的光学内窥诊疗系统，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种光学内窥诊疗系统的工作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，简称为ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，简称为MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，简称为FRAM)、相变存储器(Phase ChangeMemory，简称为PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称为RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
本领域的技术人员应该明白，以上该实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述光学内窥诊疗系统包括：多模态光学成像子系统、光动力治疗子系统和内窥探头；所述内窥探头包括第一光纤组件和探头模块；
所述多模态光学成像子系统包括成像装置和至少两个多模态光源装置；
所述多模态光源装置用于发射多模态成像光信号，所述多模态成像光信号经由所述第一光纤组件传输至所述探头模块；
所述成像装置，用于接收所述探头模块基于所述多模态成像光信号返回的针对目标组织的成像数据，并根据所述成像数据获得所述目标组织对应的组织图像；
所述光动力治疗子系统，连接所述内窥探头，用于发射治疗光信号，所述治疗光信号经由所述第一光纤组件传输至所述探头模块；
所述探头模块，用于基于所述组织图像移动至指定位姿，在所述指定位姿下对目标组织发送所述治疗光信号；其中，所述治疗光信号用于对所述目标组织进行激光治疗；
所述多模态光学内窥成像子系统包括OCT、PAI和荧光成像；
在至少两个所述多模态光源装置为干涉光源装置的情况下，所述光学内窥诊疗系统还包括分束器，所述多模态光学成像子系统还包括一个干涉设备，且所述干涉设备包括参考臂和样品臂；
所述干涉光源装置，包括探测光源子装置和脉冲光源子装置；所述探测光源子装置，分别连接所述参考臂和所述样品臂，用于发射探测光信号；所述脉冲光源子装置用于发射所述多模态成像光信号；
所述分束器，用于将所述探测光信号按照预设比例划分为参考臂光信号和样品臂光信号；
所述参考臂，包括光延迟线、光衰减器和环形干涉仪；所述光延迟线，用于对所述参考臂光信号进行光程调节处理，得到光程调节光信号；所述光衰减器，用于对所述光程调节光信号进行光强调节处理，得到目标调节光信号；其中，所述目标调节光信号经由所述环形干涉仪、所述光衰减器和所述光延迟线返回至所述分束器；
所述样品臂，用于将所述样品臂光信号发送至所述目标组织；其中，所述样品臂光信号和所述多模态成像光信号经由所述样品臂返回至所述分束器；
所述分束器还用于根据所述参考臂光信号、所述样品臂光信号和所述多模态成像光信号进行信号干涉处理，并形成干涉光信号；
所述成像装置还用于针对所述干涉光信号进行处理并得到所述成像数据。
2.根据权利要求1所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述第一光纤组件包括多包层光纤；其中，所述多包层光纤，包括纤芯以及包围所述纤芯的至少两个包层结构。
3.根据权利要求2所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述第一光纤组件还包括聚焦光纤；其中，所述聚焦光纤，熔接所述多包层光纤，用于对所述第一光纤组件内传导的光信号进行聚焦处理。
4.根据权利要求3所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述第一光纤组件还包括过渡光纤；
所述多包层光纤熔接所述过渡光纤的一端，所述过渡光纤的另一端熔接所述聚焦光纤的一端，且所述聚焦光纤的另一端连接所述探头模块；其中，所述熔接处包括裸纤以及包覆于所述裸纤的涂覆层，所述涂覆层是由聚合物材料构成的。
5.根据权利要求1所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述光动力治疗子系统包括光动力光源装置和光调制器；
所述光动力光源装置，用于发射初始光信号；
所述光调制器，用于根据所述组织图像对所述初始光信号进行调制处理，并输出所述治疗光信号。
6.根据权利要求1所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述光延迟线的带宽根据所述探测光源子装置对应发射的所述探测光信号的波长确定。
7.根据权利要求1所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述多模态光源装置还包括非干涉光源装置；其中，所述非干涉光源装置用于发射所述多模态成像光信号。
8.根据权利要求1所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述多模态光学成像子系统还包括第二光纤组件和第三光纤组件；所述多模态光源装置包括长波长光源装置和短波长光源装置；其中，所述长波长光源装置连接所述第二光纤组件，所述短波长光源装置连接所述第三光纤组件；所述第二光纤组件的传输模数小于所述第三光纤组件的传输模数；
所述光学内窥诊疗系统还包括波分复用器；所述波分复用器的一端分别连接所述第二光纤组件和所述第三光纤组件，且所述波分复用器的另一端连接所述内窥探头。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光学内窥诊疗系统，其特征在于，所述光学内窥诊疗系统还包括旋转驱动件；所述旋转驱动件用于驱动所述内窥探头旋转或平移至所述指定位姿。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至9中任一项所述的光学内窥诊疗系统的工作。
CN202310445319.4A 2023-04-19 2023-04-19 光学内窥诊疗系统和电子装置 Active CN116548899B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310445319.4A CN116548899B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 光学内窥诊疗系统和电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310445319.4A CN116548899B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 光学内窥诊疗系统和电子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116548899A CN116548899A (zh) 2023-08-08
CN116548899B true CN116548899B (zh) 2024-02-06

Family

ID=87485386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310445319.4A Active CN116548899B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 光学内窥诊疗系统和电子装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116548899B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117814727B (zh) * 2024-01-11 2024-06-04 华中科技大学同济医学院附属同济医院 一种软镜成像方法、系统、设备和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101744611A (zh) * 2008-12-10 2010-06-23 韩国电气研究院 用于光动力治疗和摄影检测的装置
CN101972133A (zh) * 2010-11-10 2011-02-16 天津市企美科技发展有限公司 多功能荧光诊断及光动力治疗内窥镜诊疗系统
CN111552026A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 桂林电子科技大学 一种用于人体介入可视化光动力治疗的光纤及系统
CN113520318A (zh) * 2021-07-08 2021-10-22 哈尔滨医科大学 一种集成oct成像和pdt的导管设计
CN115253090A (zh) * 2022-09-30 2022-11-01 北京心联光电科技有限公司 一种在体细胞水平的光动力治疗设备
CN115721247A (zh) * 2021-08-31 2023-03-03 广东精观生物医药科技有限公司 一种用于光动力诊断的内窥成像系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070073364A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Combined OCT catheter device and method for combined optical coherence tomography (OCT) diagnosis and photodynamic therapy (PDT)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101744611A (zh) * 2008-12-10 2010-06-23 韩国电气研究院 用于光动力治疗和摄影检测的装置
CN101972133A (zh) * 2010-11-10 2011-02-16 天津市企美科技发展有限公司 多功能荧光诊断及光动力治疗内窥镜诊疗系统
CN111552026A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 桂林电子科技大学 一种用于人体介入可视化光动力治疗的光纤及系统
CN113520318A (zh) * 2021-07-08 2021-10-22 哈尔滨医科大学 一种集成oct成像和pdt的导管设计
CN115721247A (zh) * 2021-08-31 2023-03-03 广东精观生物医药科技有限公司 一种用于光动力诊断的内窥成像系统
CN115253090A (zh) * 2022-09-30 2022-11-01 北京心联光电科技有限公司 一种在体细胞水平的光动力治疗设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN116548899A (zh) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5778569B2 (ja) 少なくとも一つのファイバの少なくとも二つの部位の少なくとも一つを制御する装置
JP5680829B2 (ja) 複数の電磁放射をサンプルに照射する装置
JP5524487B2 (ja) コンフォーマルレーザ治療手順を用いてサンプルの少なくとも一部分に電磁放射を放射する方法及びシステム。
US7952718B2 (en) High resolution optical coherence tomography based imaging for intraluminal and interstitial use implemented with a reduced form factor
EP2789291B1 (en) Spectrally encoded miniature endoscopic imaging probe
CN101410069B (zh) 使用适形激光治疗过程向样本的至少一个部分提供电磁辐射的方法和系统
JP6936769B2 (ja) 光ファイバ回転ジョイント、ならびにその使用方法および製造方法
CN116548899B (zh) 光学内窥诊疗系统和电子装置
US11707186B2 (en) Fluorescence or auto-fluorescence trigger or triggers
JP5361396B2 (ja) コンフォーマルレーザ治療手順を用いてサンプルの少なくとも一部分の情報をモニタ及び取得し、電磁放射を放射する方法及びシステム
CN116439639B (zh) 内窥成像系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant