CN116570223A - 一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 - Google Patents
一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116570223A CN116570223A CN202310237911.5A CN202310237911A CN116570223A CN 116570223 A CN116570223 A CN 116570223A CN 202310237911 A CN202310237911 A CN 202310237911A CN 116570223 A CN116570223 A CN 116570223A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- forceps
- sampler
- fluorescence
- microprobe
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 7
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims abstract 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- 230000036210 malignancy Effects 0.000 claims 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims 1
- 206010008342 Cervix carcinoma Diseases 0.000 abstract description 4
- 208000006105 Uterine Cervical Neoplasms Diseases 0.000 abstract description 4
- 201000010881 cervical cancer Diseases 0.000 abstract description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012327 Endoscopic diagnosis Methods 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- A61B1/043—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 for fluorescence imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
- A61B10/04—Endoscopic instruments
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
- A61B10/06—Biopsy forceps, e.g. with cup-shaped jaws
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种与带细长空的取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，包括微探头模块，激发模块，前置光学模块，成像模块，中部振镜扫描模块，后端接收模块，照明模块。微探头模块由前端探头、传像光纤、信号输出端组成；微探头模块通过带细空的取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长空进入病人体内，实现体内高光谱图谱探测；待测区域组织的光学特性可以通过采集荧光图谱或反射图谱来表征。系统将二维空间分布和荧光或反射图谱数据融合成三维高光谱数据。系统具有极高的光谱分辨率。这对于如宫颈癌原位活检与准确取样具有重要意义，对宫颈癌检测领域具有巨大的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统。
背景技术
目前，医学内窥系统多以原位成像等传统探测手段为主。成像光谱技术集光学成像和光谱测量为一体，可以同时获取目标的图像信息和对应的光谱信息。成像光谱仪能够对物质的结构和成分进行分析、测量和处理，具有分析精度高、测量范围广等优点，广泛应用于石油、材料、农学、地质勘探、生物化学、医药卫生、环境保护、安全检测等领域。
现在常用的内窥系统一般仅仅获得组织的RGB图片，然后结合医生的经验，对病人进行内窥诊断或取样，但这种方式获得的信息量少，过分依靠医生的经验，主观性强，存在误判的风险，如误在阳性病人的阴性区域取样而造成假阴性。因此，如何提升内窥系统的信息获取能力，降低误诊率成为了目前亟需解决的问题。
现在常用的取物器上不存在能判断癌组织阴阳性区域的成像元件，所以存在取样出错的概率，保证“所取即所得”是目前亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，包括微探头模块，激发模块，前置光学模块，成像模块，中部振镜扫描模块，后端接收模块，照明模块；微探头模块由前端探头、传像光纤、信号输出端组成；系统可以让微探头模块通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口进入病人体内，来同时获得待测样品的空间信息和荧光或反射光谱。可以对生物体内组织（如宫颈癌症组织等）实现反射图谱和/或荧光图谱的同时探测。
所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，所述的激发光可以聚焦在样品不同深度位置处，只有处在微探头模块焦面上的荧光或者反射信号能够被后端接收单元采集，非焦面的荧光或者反射信号会被后端接收单元中的共焦小孔阻挡；从而实现高信噪比的荧光或者反射光谱的共聚焦探测。
所述的高光谱分光模组，其特征在于，聚焦透镜2，狭缝，第一透镜，第一光楔、光栅、第二光楔、第二透镜、相机。信号光从中部振镜扫描单元出射至狭缝位置被第一透镜准直为平行光，经过棱镜-光栅-棱镜后，不同波长的光经第二透镜聚焦在相机感光面的不同位置，从而形成高光谱图像。
成像单元的像面和荧光或反射图谱像面共轭，可以用于快速定焦和定位待测样品所在的视场位置。
所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，对探测区域进行探测时，先将微探头模块通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口置于病人体内，先开启白光光源实现对探测区域的可见光全光谱照明，打开反射光谱成像部分，实现二维图像、一维反射高光谱同时探测，得到高信噪比反射图谱探测结果；之后可关闭白光光源，开启荧光光源，打开荧光成像部分，实现探测区域的荧光图谱探测。
所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，获得探测区域的反射图谱和荧光图谱，结合人工智能算法，对探测区域的肿瘤、炎症等状态进行检测判断。
本发明的有益效果是，将多模式高光谱成像技术和共聚焦技术引入取物系统，且通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口进入探测，并没有改变现有取样器的结构，应用方便，可以对病人的组织（如宫颈癌组织等）实现反射图谱和/或荧光图谱的同时探测。可大幅提高系统的信息获取量，减少取错样本的情况，结合人工智能，为医生的诊断提供助力。
附图说明
图1为高光谱内窥系统的一种结构示意图；
图中，微探头模块1、物镜2、位移台3、分束镜4、远心透镜5、扫描透镜6、振镜扫描系统7、分束器8、滤波片9、分束器10、聚焦透镜11、针孔12、聚焦透镜13、高光谱分光模组14、狭缝15、准直透镜16、棱镜-光栅-棱镜 17、聚焦透镜18、反射镜19、光纤准直器20、聚焦透镜21、第一相机22、第二相机23。
图2为高光谱内窥系统与取样器联合使用的示意图；
图中，微探头模块1、带细长口的取样器2.
实施方式
一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，包括微探头模块，激发模块，前置光学模块，成像模块，中部振镜扫描模块，后端接收模块，照明模块；微探头模块由前端探头、传像光纤、信号输出端组成；系统可以让微探头模块通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口进入病人体内，来同时获得待测样品的二维空间信息和荧光或反射光谱。
前面所述的高光谱内窥系统，其特征在于，当选用带针孔的点探测光谱仪时，所述的激发光可以聚焦在样品不同深度位置处，只有处在微探头模块焦面上的荧光信号能够被后端接收单元采集，非焦面的荧光信号会被后端接收单元中的共焦小孔阻挡；从而实现高信噪比的荧光或者反射光探测。
所述的高光谱分光模组，其特征在于，聚焦透镜2，狭缝，第一透镜，第一光楔、光栅、第二光楔、第二透镜、相机。信号光从中部振镜扫描单元出射至狭缝位置被第一透镜准直为平行光，经过棱镜-光栅-棱镜后，不同波长的光经第二透镜聚焦在相机感光面的不同位置，从而形成光谱图像。。
所述的成像单元，其特征在于，成像单元的像面和荧光或反射图谱像面共轭，可以用于快速定焦和定位待测样品所在的视场位置。
所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，对探测区域进行探测时，先将微探头模块通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口置于病人体内，先开启白光光源实现对探测区域的可见光全光谱照明，打开反射光谱成像部分，实现二维图像、一维反射光谱同时探测，得到高信噪比反射图谱探测结果；之后关闭白光光源，开启荧光光源，打开荧光成像部分，实现探测区域的荧光图谱探测。
所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，获得探测区域的反射图谱和荧光图谱；结合人工智能算法，对探测区域的状态进行判断。
上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。
Claims (6)
1.一种与带细长空的取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，包括微探头模块，激发模块，前置光学模块，成像模块，中部振镜扫描模块，后端接收模块，照明模块；微探头模块由前端探头、传像光纤、信号输出端组成；系统可以让微探头模块通过取样器（如宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口进入病人体内，来同时获得待测样品的空间信息和荧光或反射光谱。
2.根据权利要求1所述的一种与带细长空的取样器联合使用的高光谱内窥系统，其特征在于，所述的激发光可以聚焦在样品不同深度位置处，只有处在微探头模块焦面上的荧光或者反射信号能够被后端接收单元采集，非焦面的荧光或者反射信号会被后端接收单元中的共焦小孔阻挡；从而实现高信噪比的荧光或者反射光谱的共聚焦探测。经过中部振镜扫描模块的不断扫描，最终实现待测样品荧光或反射光谱的空间扫描。
3.根据权力要求1所述的高光谱分光模组，其特征在于，聚焦透镜2，狭缝，第一透镜，第一光楔、光栅、第二光楔、第二透镜、相机。信号光从中部振镜扫描单元出射至狭缝位置被第一透镜准直为平行光，经过棱镜-光栅-棱镜后，不同波长的光经第二透镜聚焦在相机感光面的不同位置，从而形成高光谱图像。
4.根据权力要求1所述的成像单元，其特征在于，成像单元的像面和荧光或反射图谱像面共轭，可以用于快速定焦和定位待测样品所在的视场位置。
5.根据权利要求1所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，对探测区域进行探测时，先将微探头模块通过取样器（包括宫腔钳，pipelle取样器，异物钳，泌尿外科膀胱钳，活检钳，肾钳，喉钳）的细长口置于病人体内，先开启白光光源实现对探测区域的可见光全光谱照明，打开反射光谱成像部分，实现二维图像、一维反射高光谱同时探测，得到高信噪比反射图谱探测结果；之后可关闭白光光源，开启荧光光源，打开荧光成像部分，实现探测区域的荧光图谱探测。
6.根据权利要求5所述的一种与取样器联合使用的高光谱内窥系统的应用方法，其特征在于，获得探测区域的反射图谱和荧光图谱，结合分析算法，对探测区域的肿瘤恶性分级进行检测判断，以便在肿瘤恶性区域取样。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310237911.5A CN116570223A (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310237911.5A CN116570223A (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116570223A true CN116570223A (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=87540189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310237911.5A Pending CN116570223A (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116570223A (zh) |
-
2023
- 2023-03-14 CN CN202310237911.5A patent/CN116570223A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10314490B2 (en) | Method and device for multi-spectral photonic imaging | |
| EP2057936B1 (en) | Method and system for characterization and mapping of tissue lesions | |
| US8780176B2 (en) | Vessel imaging system and method | |
| US5713364A (en) | Spectral volume microprobe analysis of materials | |
| US5813987A (en) | Spectral volume microprobe for analysis of materials | |
| CN103163111B (zh) | 一种荧光介观成像和oct联合的早期宫颈癌检测系统 | |
| US6507747B1 (en) | Method and apparatus for concomitant structural and biochemical characterization of tissue | |
| JP3923080B2 (ja) | 光学的微細プローベ及び材料のスペクトル分析方法 | |
| US20040068193A1 (en) | Optical devices for medical diagnostics | |
| US20120065521A1 (en) | Needle biobsy imaging method | |
| US20060184040A1 (en) | Apparatus, system and method for optically analyzing a substrate | |
| US20070121196A1 (en) | Method and apparatus for method for viewing and analyzing of one or more biological samples with progressively increasing resolutions | |
| KR102567918B1 (ko) | 광학 검경 | |
| US20090326359A1 (en) | Method of in vivo detection and/or diagnosis of cancer using fluorescence based dna image cytometry | |
| JP2002535645A (ja) | 偏光を使用する組織の画像形成 | |
| CN115553694A (zh) | 一种与标准内窥镜联合使用的高光谱显微内窥系统 | |
| CN115919238A (zh) | 多模式高光谱成像内窥系统及应用方法 | |
| CN116570223A (zh) | 一种与取样器镜联合使用的高光谱内窥系统 | |
| JP2000325295A (ja) | 蛍光診断情報出力方法および装置 | |
| Kang et al. | System for fluorescence diagnosis and photodynamic therapy of cervical disease | |
| CN111281313A (zh) | 基于拉曼光谱的病灶在线检测系统 | |
| Arrasmith et al. | A MEMS based handheld confocal microscope with Raman spectroscopy for in-vivo skin cancer diagnosis | |
| CN116509339A (zh) | 低功率拉曼光谱辅助无标记漫反射高光谱成像系统 | |
| Vega et al. | Model and evaluation of face forward illumination for multimodal endoscopic probes | |
| Zelenchuk et al. | Remote sensing as a method of cervical cancer diagnosis |
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 |