CN118141305A - 一种可激光治疗的染色内窥镜及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种可激光治疗的染色内窥镜，包括：内窥镜，其具有一头端和一尾端，其内具有可进行截止滤光的图像传感器；光处理系统，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束与所述尾端连接；光源，其包括红外激光发射器、治疗激光发射器以及可控带通滤光的全光谱光源，通过光纤连接到所述光处理系统的另一端。通过将普通白光、窄带光、治疗激光及可见红外激光集合在整个内窥镜系统里，可实现窄带光染色、激光治疗，解决了传统激光治疗需要占用活检通道、需要多人操作的痛点，在图像传感器通道设置了激光截止滤光片，解决了因激光高亮导致的图像过曝的痛点。

Description

一种可激光治疗的染色内窥镜及其应用

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种可激光治疗的染色内窥镜及其应用。

背景技术

内窥镜是在医疗临床实践中，可从人体自然腔道或是经皮穿刺通道进入人体内，可以直接看到相关部位的病变，并在观察下做出病变诊断或是取病灶活检进行病理诊断，同时也可以对病变部位进行及时的治疗或是植入具有治疗作用的人造产品。

在传统的内窥镜使用中，只能发现形态或颜色发生比较明显改变的病灶，但对于微小的、扁平的早期癌变及异型增生则不易诊断，甚至常常导致漏诊；而且在发现有各种良恶性病变，以及各种原因所导致的气道狭窄，或者是结石等症状，往往需要对病灶进行介入治疗，对此传统的内窥镜往往难以做到，而且传统内窥镜在使用时，需要将激光光纤经内窥镜活检操作通道插入至病变处，伸出内窥镜远端至少1厘米，应用可见红光定位，对准并距离消融目标4～10毫米照射激光，该方式需要占用活检通道以及需要多人操作，而操作人员配合不好，使其效率会降低，并且现有的内窥镜使用时，其激光高亮可能导致的图像过曝的问题，因此，本申请提出了可激光治疗的染色内窥镜及其应用，以至少部分解决现有技术中可能存在的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种可激光治疗的染色内窥镜及其应用。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种可激光治疗的染色内窥镜，包括：

内窥镜，其具有一头端和一尾端，其内具有可进行截止滤光的图像传感器；

光处理系统，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束与所述尾端连接；

光源，其包括红外激光发射器、治疗激光发射器以及可控带通滤光的全光谱光源，通过光纤连接到的所述光处理系统的另一端。

优选地，所述内窥镜其还设有一操作通道、一激光通道以及至少一光源通道；

所述图像传感器前端设有截止滤光片；

所述激光通道前端设有透镜。

优选地，所述透镜为自聚焦透镜。

优选地，所述光源通道设有两个，所述光源通道由多组光纤组成。

优选地，所述截止滤光片的截止波长范围为400至2100nm。

优选地，所述光处理系统的另一端设有耦合器和分束镜；

所述红外激光发射器和所述治疗激光发射器分别通过所述光纤与所述耦合器连接；

所述全光谱光源通过所述光纤与所述分束镜连接。

优选地，所述全光谱光源包括至少一个全光谱灯和一带通滤光片。

优选地，所述全光谱灯包括氙气灯和卤素灯。

优选地，所述治疗激光发射器为脉冲式相干激光器。

本发明实施例还公开了一种医疗装置，所述医疗装置应用上述可激光治疗的染色内窥镜。

本发明实施例包括以下优点：

通过内窥镜，其具有一头端和一尾端，其内具有可进行截止滤光的图像传感器；光处理系统，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束与所述尾端连接；光源，其包括红外激光发射器、治疗激光发射器以及可控带通滤光的全光谱光源，通过光纤连接到的所述光处理系统的另一端。通过将普通白光、窄带光、治疗激光及可见红外激光集合在整个内窥镜系统里，可实现窄带光染色、激光治疗，解决了传统激光治疗需要占用活检通道、需要多人操作的痛点，在图像传感器通道设置了激光截止滤光片，解决了因激光高亮导致的图像过曝的痛点。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种可激光治疗的染色内窥镜的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种可激光治疗的染色内窥镜的内窥镜剖面结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种可激光治疗的染色内窥镜的自聚焦透镜光线传播示意图。

附图说明如下：

100、内窥镜；101、头端；102、尾端；103、图像传感器；104、截止滤光片；105、光源通道；106、操作通道；107、激光通道；108、透镜；200、光处理系统；201、光纤束；202、光纤；203、耦合器；204、分束镜；300、光源；301、带通滤光片；302、全光谱光源；303、红外激光发射器；304、治疗激光发射器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例的核心构思之一在于，将普通白光、窄带光、治疗激光及可见红外激光集合在整个内窥镜系统里，可实现窄带光染色、激光治疗，解决了传统激光治疗需要占用活检通道、需要多人操作的痛点，在图像传感器通道设置了激光截止滤光片，解决了因激光高亮导致的图像过曝的痛点。

参照图1，示出了本发明的一种可激光治疗的染色内窥镜，具体可以包括：内窥镜100，其具有一头端101和一尾端102，其内具有可进行截止滤光的图像传感器103；光处理系统200，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束201与所述尾端102连接；光源300，其包括红外激光发射器303、治疗激光发射器304以及可控带通滤光的全光谱光源302，通过光纤202连接到的所述光处理系统200的另一端。

本实施例中，通过上述具有可进行截止滤光的图像传感器103以及可控带通滤光的全光谱光源302，根据需要光学染色分析的组织选择相对应波长的进行滤除，可以通过窄带光照射到组织上反射回来的图像信息进行光学染色，使得基础的图像处理上进行了优化，这对于肿瘤及癌变的病灶筛查有着极为重要的帮助，解决了在传统的内窥镜使用中，只能发现形态或颜色发生比较明显改变的病灶，但对于微小的、扁平的早期癌变及异型增生则不易诊断，甚至常常导致漏诊的问题，通过红外激光发射器303、治疗激光发射器304发射的具有穿透深度、热损伤深度浅，对周围组织热损伤小，不易伤害深层组织，安全性好，尤其可确保局部操作精确安全且并发症少等优点，解决了在发现有各种良恶性病变，以及各种原因所导致的气道狭窄，或者是结石等症状，难以实现通过传统的内窥镜对病灶进行介入治疗的问题。

在本申请一实施例中，如图1至图3所示，一种可激光治疗的染色内窥镜，其包括：内窥镜100，其具有一头端101和一尾端102，其内具有可进行截止滤光的图像传感器103；所述内窥镜100其还设有一操作通道106、一激光通道107以及至少一光源通道105；所述图像传感器103前端设有截止滤光片104；所述激光通道107前端设有透镜108；光处理系统200，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束201与所述尾端102连接；光源300，其包括红外激光发射器303、治疗激光发射器304以及可控带通滤光的全光谱光源302，通过光纤202连接到的所述光处理系统200的另一端。

根据需要光学染色分析的组织选择相对应波长的带通滤光片，可以通过窄带光照射到组织上反射回来的图像信息进行光学染色，解决了传统激光治疗需要占用活检通道、需要多人操作的痛点，通过上述多个通道，如视图像、操作通道分离；通过可进行截止滤光的图像传感器，解决了因激光高亮导致的图像过曝的痛点，通过使用红外激光发射器，应用可见红光定位，确保定位的准确性。在上述激光通道前设置相应的透镜，可以将激光束聚焦到特定位置，如图3所示，通过上述透镜能让激光束出射光线平滑且连续的汇聚一点，使能量集中。例如，透镜可以将激光束聚焦到一个小点上。此外，透镜可以校正激光束的光学畸变和偏差，使其更加均匀和准确，对于保持激光束的质量和稳定性非常重要，有利于保持高功率密度。

通过对内窥镜系统的设计，在内窥镜系统中将激光、可见红外光以及光源进行结合，解决了以下常规激光治疗的痛点，(1)在常规的设备中，需要多人协助把光导纤维经内窥镜活检孔插入进行可见红光定位再进行激光照射；通过本申请的染色内窥镜，可以直接将红外激光、治疗激光以及全光谱光线进行融合，此外，全光谱光线通过可控的带通滤光，用于输出全光谱光源或通过窄带光线用于日常诊疗或窄带光染色病变筛查。(2)通过本申请的内窥镜系统结构，解决了使用传统内窥镜时，占用了内窥镜的活检操作通道，切换操作器械时需要重复抽出插进，影响治疗工作效率。(3)减少了光导纤维在术后需要的消毒成本。(4)通过使用不同的光源，提高了治疗的精确度和安全性，降低了并发症的发生率。(5)通过合理的结构设计，从而提高了内窥镜系统的整体性能和使用寿命。

在本申请一实施例中，如图1所示，所述光处理系统200的另一端设有耦合器203和分束镜204；所述红外激光发射器303和所述治疗激光发射器304分别通过所述光纤202与所述耦合器203连接；所述全光谱光源302通过所述光纤202与所述分束镜204连接。通过上述耦合器203将激光发射器的激光进行耦合到光处理系统中进行融合，再由光纤束传送到上述内窥镜100的激光通道107中，通过该通道再经过内窥镜100的头端101进行输出；通过分束镜204将全光谱光源发出的光均匀分散到多个光源通道105中，还可以使其与治疗激光传输通道一同通过光纤202传输到内窥镜100中。

在本申请一实施例中，所述全光谱光源302包括至少一个全光谱灯和一带通滤光片301，例如，所述全光谱灯可以是氙气灯和卤素灯中的一种或多种组合，在这些灯前设置可控制的带通滤光片301，可控制其不对输出口进行滤光，使光线作为全光谱光线，通过光纤202传输到光处理系统200后，再进行进一步处理，也可以根据需要选择不同的带通滤光片301进行滤光，当需要使用窄带光时，控制该带通滤光片301，输出满足需求的窄带光。

作为一种示例，在本申请的可激光治疗的染色内窥镜中，包含以下部分：光源300、光处理系统200以及内窥镜100；其中，光源300包括全光谱光源302、治疗激光发射器304及可见红外激光发射器303构成光源系统；耦合器203、光纤202(光导纤维)及分束镜204等结构构成光处理系统200；内窥镜头101端及镜体内光导纤维等结构构成内窥镜系统；光源系统中的光源可采用两种方案进行照明，以实现不同的使用目的。一种是采用全光谱光源，如氙气灯、卤素灯等，用于日常的诊疗观察；另一种是根据窄带光学染色需要的波长，采用带通滤光片进行窄带滤光。如415nm的波长光易于被黏膜表层血管吸收，540nm的波长光易于被黏膜下层的毛细血管吸收，555nm的波长光易于被脱氧血红蛋白吸收，569nm的波长光易于被碳氧血红蛋白吸收，577nm的波长光易于被氧合血红蛋白吸收。根据需要光学染色分析的组织选择相对应波长的带通滤光片，可以通过窄带光照射到组织上反射回来的图像信息进行光学染色。

光源系统中的治疗激光发射器304可优选为脉冲式相干激光器，其可以发射大能量的脉冲式相干激光，用以帮助治疗疾病，治疗激光包括钬激光、Nd:YAG激光、CO2激光以及半导体激光等。而可见红外激光发射器303可以发射可见红外激光，这是一种连续的可见红外激光，用于手术过程中治疗激光的发射瞄准，避免病灶定位错误。可见红外激光发射器303与治疗激光发射器304输出的光源输入到光处理系统200中通过耦合器203耦合到同一个激光传输通道中，以实现激光融合应用。

光源系统输出的全光谱光源302通过光纤202(光导纤维)传输到光处理系统200中，通过分束镜均匀分散到两个通道中，与治疗激光传输通道一同通过光纤束201传输到内窥镜100。光处理系统200可以根据临床需要选择切换普通白光诊疗模式、窄带光染色筛查模式以及激光治疗模式从而使其输出不同的光。

需要说明的是，上述光纤束201是至少一根光纤202组成的，可以是与光纤202相同的配置，也可以是由多根不同光纤202组成。

在本申请一实施例中，所述透镜108为自聚焦透镜。参照图3所示，为激光-红外光源传输，通过上述自聚焦透镜的传播情况。在激光治疗模式中，激光通道中可以输出连续式可见红外激光，操作人员可通过图像传感器观察到红外激光的指向，该可见红外激光用于为激光治疗的瞄准定位。具体的，在激光-红外光源传输通道最外侧，设置了一块Grin Lens(自聚焦透镜)，该透镜是一种折射率分布沿径向渐变的一种光学透镜，可以实现出射光线平滑且连续的汇聚一点，起到激光聚焦的作用。所述光源通道105在本申请中优选设为两个，所述光源通道105由多组光纤组成；光源系统输出的光线通过光纤202传输到光处理系统200中，其中通过分束镜204均匀分散到两个通道中，以及还可通过分束镜204与耦合器203结合使全光谱光线或者窄带光线，与治疗激光一同通过光纤传输到内窥镜100。光处理系统200可以根据临床需要选择切换普通白光诊疗模式、窄带光染色筛查模式以及激光治疗模式。

为了能够适应更多的波长，上述截止滤光片104优选的截止波长范围为400至2100nm。具体如415nm的波长光易于被黏膜表层血管吸收，540nm的波长光易于被黏膜下层的毛细血管吸收，555nm的波长光易于被脱氧血红蛋白吸收，569nm的波长光易于被碳氧血红蛋白吸收，以及532nm、980nm、1064nm、2100nm等，其中，例如，532nm处于绿光波段，主要用于皮肤治疗和眼科手术，其优点包括具有较浅的组织透入深度、高吸收率和较强的光热效应。这使其在血管病变治疗(如血管扩张、色素沉着和血管瘤)以及激光角膜成形术具有优势；980nm是近红外光波段，主要用于激光手术和激光热疗，其优点包括组织透明度高、组织吸收率低、透入深度较大和较好的光热转化效率，该波长的光线在神经外科手术、瘤体切除和局部组织再生等具有较好的应用，1064nm也是近红外光波段，在激光手术和皮肤表面处理方面，由于透射深度相对较大、较好的组织穿透性和较低的吸收率，从而使得该波长的光线在皮肤细纹平滑、皮肤整形、痤疮治疗、纹身去除等方面具有突出的效果；2100nm是中红外光波段，在皮肤和组织中有较高的吸收率，在皮肤切割、真皮组织再生、脂肪溶解和皮肤紧致等方面表现出色。此外，2100nm波长的激光还可用于治疗静脉曲张和静脉瘤等。

基于同一构思，本申请一实施例中，还公开了一种医疗装置，上述医疗装置应用上述可激光治疗的染色内窥镜，可以将上述染色内窥镜中的图像传感器103获取到的图像，通过显示器进行显示，或者作为图像数据进行储存，例如，可以通过图像数据分析病灶等。

本申请的有益效果，还包括光源可根据需要，通过带通滤光片的切换实现普通白光或染色窄带光的切换，对于实现光学染色提供了极大的便利性及实用性。在内窥镜中集成了激光通道，相比传统激光治疗中另外需要第二个人把激光光纤经活检器械通道插入至病灶处，既避免了占用活检器械通道，又可以让操作者一人就可以操作，提高了操作的稳定性和统一性。连续式可见红外激光与治疗激光耦合在同一个光传输通道，可由图像传感器观察红外激光的指向，可用于辅助操作者在激光治疗中进行瞄准定位。在图像传感器通道外设置了激光滤光片，对于激光对应波长光进行过滤，避免了因激光高亮导致的图像过曝问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种可激光治疗的染色内窥镜及其应用，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可激光治疗的染色内窥镜，其特征在于，包括：

内窥镜，其具有一头端和一尾端，其内具有可进行截止滤光的图像传感器；

光处理系统，其一端通过至少两芯或两根光纤形成的光纤束与所述尾端连接；

光源，其包括红外激光发射器、治疗激光发射器以及可控带通滤光的全光谱光源，通过光纤连接到的所述光处理系统的另一端。

2.根据权利要求1所述的染色内窥镜，其特征在于，所述内窥镜其还设有一操作通道、一激光通道以及至少一光源通道；

所述图像传感器前端设有截止滤光片；

所述激光通道前端设有透镜。

3.根据权利要求2所述的染色内窥镜，其特征在于，所述透镜为自聚焦透镜。

4.根据权利要求2所述的染色内窥镜，其特征在于，所述光源通道设有两个，所述光源通道由多组光纤组成。

5.根据权利要求2所述的染色内窥镜，其特征在于，所述截止滤光片的截止波长范围为400至2100nm。

6.根据权利要求1所述的染色内窥镜，其特征在于，所述光处理系统的另一端设有耦合器和分束镜；

所述红外激光发射器和所述治疗激光发射器分别通过所述光纤与所述耦合器连接；

所述全光谱光源通过所述光纤与所述分束镜连接。

7.根据权利要求1所述的染色内窥镜，其特征在于，所述全光谱光源包括至少一个全光谱灯和一带通滤光片。

8.根据权利要求7所述的染色内窥镜，其特征在于，所述全光谱灯包括氙气灯和卤素灯。

9.根据权利要求7所述的染色内窥镜，其特征在于，所述治疗激光发射器为脉冲式相干激光器。

10.一种医疗装置，其特征在于，所述医疗装置应用上述权利要求1至9任一项所述的可激光治疗的染色内窥镜。