CN216148026U

CN216148026U - 一种近红外ii区导航成像系统

Info

Publication number: CN216148026U
Application number: CN202122208821.2U
Authority: CN
Inventors: 马恩; 叶斯哲; 陈旭林; 黄丽冰; 杨鸿艺; 卢灿忠
Original assignee: Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Current assignee: Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2031-09-13

Abstract

本实用新型提供了一种近红外II区导航成像系统，包括照明模块、红外成像模块以及导航支撑架；照明模块包括部件安装块、激发光源和二向色镜组件，红外成像模块包括电动滤光片轮、滤光片、成像镜头以及近红外I/II区探测器，导航支撑架可以实现360°全向旋转、折叠、拉伸。本申请系统可以实现近红外II区的高空间分辨成像，改善活体成像质量，对于临床上的应用，特别是活体术前诊断、术中指导以及术后复查等的实时成像，对疾病的治疗指导和提高成功率具有重要作用。

Description

一种近红外II区导航成像系统

技术领域

本实用新型属于光学成像技术领域，具体涉及一种近红外II区导航成像系统。

背景技术

分子影像学是将影像学与分子生物学等学科相结合而发展起来的新兴学科，用于研究在体条件下分子和细胞内的正常或病理状态过程，反映生物体生理、病理变化，从而为功能分子的在体示踪、生命过程的在体观察、疾病过程的在体监控、和药物疗效的在体评测的研究提供了新技术，具有在体、无创、实时、精准显像等优点。近年来，近红外荧光成像在重大疾病的早期诊断、疗效观察等临床应用上展现出巨大的潜力，特别是基于其长波特性带来的人体组织高穿透能力，可以实现可见光波段成像无法比拟的高穿透深度和高信噪比术中成像。

传统的可见光区(400～700nm)成像会受到生物组织中内源性物质(有氧、无氧血红蛋白、黑色素、水和胆红素等)的吸收、散射等的影响。然而，组织在近红外区域的吸收、散射和自发荧光背景都比较低，近红外光源能在生物组织内达到更大穿透深度，并能进行深层组织成像，因此称此波段范围为“近红外组织透明窗口”。其中，近红外I区成像(700～900nm，NIR-I)已在各种临床场景中发挥重要作用，例如，用于心血管外科、器官移植、胃肠道等荧光图像引导手术和诊断。NIR-I虽可检出分子改变，但存在穿透性差(≈2mm)和高度光散射的问题，导致空间分辨率低。而近红外II区成像(NIR-II)波长较长，组织穿透深度可达厘米量级，组织成分的光子吸收和散射效应得到降低，可以避开组织自发荧光对深度成像效果的干扰，提高成像的空间分辨率达微米量级。这些优点应用在临床上，特别是活体术前诊断、术中指导以及术后复查等的实时成像，对疾病的治疗指导和提高成功率具有重要的意义。但NIR-II临床成像仪器的空缺严重限制了NIR-II成像在临床上的应用和发展。亟需设计出一种可以在临床上进行NIR-II导航成像的装置，可以实现活体术中实时移动成像，用于临床术前、术中及术后的诊断和治疗指导。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种近红外II区导航成像系统，可提升成像深度并兼具较高信噪比，可以在临床上进行活体术中实时移动成像，用于临床术前、术中及术后的诊断和治疗指导。

本实用新型的技术方案如下：

一种近红外II区导航成像系统，所述系统包括照明模块、红外成像模块以及导航支撑架；

所述照明模块包括部件安装块、激发光源和二向色镜组件，所述部件安装块除前后两面外，其余4个面均开设有装配孔，所述部件安装块内部为中空，并且前后两面对角线方向开设方形槽；所述激发光源安装在其中一个所述装配孔上，用于发射激发光；所述二向色镜组件安装在所述方形槽中，用于反射所述光源发射的激发光，透过观测对象被激发后发射的光，所述二向色镜组件包括二向色镜框和二向色镜，所述二向色镜安装在所述二向色镜框中；

所述红外成像模块包括电动滤光片轮、滤光片、成像镜头以及NIR-I/II探测器，所述电动滤光片轮安装在所述装配孔上，且与所述激发光源相邻，所述电动滤光片轮中安装有多片滤光片，可以切换所述滤光片以通过特定波段的观测对象发射光；所述成像镜头一端连接所述电动滤光片轮，另一端连接所述NIR-I/II探测器，所述成像镜头用于收集通过滤光片的观测对象发射光，所述NIR-I/II探测器用于收集通过所述成像镜头的观测对象发射光进行观测对象的近红外I/II区实时成像；

所述导航支撑架安装所述装配孔上，且与所述激发光源相对，即导航支撑架与所述激发光源处于相对的位置，可以实现360°全向旋转、折叠、拉伸，用于支撑并移动所述照明模块和所述红外成像模块至观测对象处。

本实用新型的成像系统在工作时，拖动所述导航支撑架将所述照明模块和所述红外成像模块移动至观测对象处，打开所述激发光源发射激发光，激发光被所述二向色镜反射至观测对象表面，观测对象受激发后发射的荧光经所述电动滤光片轮选定的所述滤光片滤掉背景干扰光后，被所述成像镜头收集进入所述NIR-I/II探测器进行实时成像。

进一步地，所述部件安装块除前后两面外其余4个面均开设有装配孔，所述激发光源和所述导航支撑架分别安装在相对的装配孔上，所述电动滤光片轮安装在剩余任一装配孔上。

进一步地，通过电动滤光片轮切换不同波段的滤光片，可以选择进行近红外I区成像或近红外II区成像。

有益效果：

(1)本实用新型公开的一种近红外II区导航成像系统，通过电动滤光片轮切换滤光片，可以进行近红外I区成像，也可以进行近红外II区成像，对于临床上活体成像诊断治疗具有更广泛的应用价值。

(2)本实用新型公开的一种近红外II区导航成像系统，通过拖动导航支撑架可以将所述装置移动至观测对象处，360°旋转所述装置，全方位进行成像，适用于一些所需成像面积大，或所需成像位置较为隐蔽的样品。

(3)本实用新型公开的一种近红外II区导航成像系统，拆卸方便，操作简易，可以节省样品测试时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种近红外II区导航成像系统的立体图；

图2为本实用新型实施例中所述部件安装块的立体图；

图3为本实用新型实施例中所述二向色镜组件的立体；

图4为本实用新型实施例中一种近红外II区导航成像系统的成像光路示意图；

图5为本实用新型实施例中一种近红外II区导航成像系统的工作示意图；

图中：1-部件安装块，2-二向色镜组件，2-1-二向色镜框，2-2-二向色镜，3-激发光源，4-电动滤光片轮，4-1-滤光片，5-成像镜头，6-NIR-I/II探测器，7-导航支撑架。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

一种近红外II区导航成像系统，由照明模块、红外成像模块以及导航支撑架7组成。

所述照明模块包括部件安装块1、激发光源3和二向色镜组件2，所述部件安装块1除前后两面外其余4个面均开设有装配孔，所述部件安装块1内部为中空，并且前后两面对角线方向开设方形槽；所述激发光源3安装在所述部件安装块1的其中一个装配孔上，用于发射激发光；所述二向色镜组件2安装在所述部件安装块1上开设的方形槽中，用于反射所述光源发射的激发光，透过观测对象被激发后发射的光，所述二向色镜组件2包括二向色镜框2-1和二向色镜2-2，所述二向色镜2-2安装在所述二向色镜框2-1中。所述红外成像模块包括电动滤光片轮4、滤光片4-1、成像镜头5以及NIR-I/II探测器6，所述电动滤光片轮4安装在所述部件安装块1安装所述激发光源3的相邻装配孔上，所述电动滤光片轮4中安装有多片滤光片4-1，可以切换所述滤光片4-1以通过特定波段的观测对象发射光；所述成像镜头5一端连接所述电动滤光片轮4，另一端连接所述NIR-I/II探测器6，所述成像镜头5用于收集通过滤光片4-1的观测对象发射光，所述NIR-I/II探测器6用于收集通过所述成像镜头5的观测对象发射光进行观测对象的近红外I/II区实时成像。所述导航支撑架7安装在所述部件安装块1安装所述激发光源3的相对装配孔上，可以实现360°全向旋转、折叠、拉伸，用于支撑并移动所述照明模块和所述红外成像模块至观测对象处。

工作时，拖动所述导航支撑架7将所述照明模块和所述红外成像模块移动至观测对象处，打开所述激发光源3发射激发光，激发光被所述二向色镜2-2反射至观测对象表面，观测对象受激发后发射的荧光经所述电动滤光片轮4选定的所述滤光片4-1滤掉背景干扰光后，被所述成像镜头5收集进入所述NIR-I/II探测器6进行实时成像。

实施例1

图5示出了本实用新型提供的一种近红外II区导航成像系统的工作示意图。所述装置包括照明模块、红外成像模块以及导航支撑架7，可以用于临床上术前、术中和术后进行患者的NIR-I/II区实时成像，提高成像信噪比。首先通过电动滤光片轮4切换所需的近红外波段滤光片4-1，拖动导航支撑架7将照明模块和红外成像模块移动至患者处，根据患者需成像位置转动导航支撑架7，使得照明模块和成像模块垂直位于需成像位置上方固定位置；然后打开激发光源3，发射的激发光被二向色镜2-2反射后照射患者需成像位置表面，患者需成像位置处标记物被激发后发出的荧光穿透二向色镜2-2，再经滤光片4-1过滤掉背景干扰光后，最终被成像镜头5收集进入NIR-I/II探测器6进行近红外I/II区实时成像；最后通过电动滤光片轮4切换滤光片4-1，得到信噪比更高、更清晰的荧光图像。

实施例2

图5示出了本实用新型提供的一种近红外II区导航成像系统的工作示意图。所述装置包括照明模块、红外成像模块以及导航支撑架7，还可以用于临床和科研中各种NIR-I/II光学探针，包括纳米颗粒、有机聚合物和小分子染料等的发光特性研究，提高成像信噪比。首先通过电动滤光片轮4切换所需的近红外波段滤光片4-1，拖动导航支撑架7将照明模块和红外成像模块移动至观测对象正上方最佳成像位置处固定；然后打开激发光源3，发射的激发光被二向色镜2-2反射后照射观测对象表面，观测对象被激发后发出的荧光穿透二向色镜2-2，再经滤光片4-1过滤掉背景干扰光后，最终被成像镜头5收集进入NIR-I/II探测器6进行近红外I/II区实时成像；最后可以通过电动滤光片轮4切换滤光片4-1，得到观测对象在近红外I区、II区中各波段的荧光图像，探索观测对象的最佳发光响应波段。

以上，对本实用新型的实施方式进行了示例性的说明。但是，本实用新型的保护范围不拘囿于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，本领域技术人员所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种近红外II区导航成像系统，其特征在于，包括照明模块、红外成像模块以及导航支撑架；

所述照明模块包括部件安装块、激发光源和二向色镜组件，所述部件安装块除前后两面外其余4个面均开设有装配孔，所述部件安装块内部为中空，并且前后两面对角线方向开设方形槽；所述激发光源安装在所述部件安装块的其中一个所述装配孔上；

所述二向色镜组件安装在所述部件安装块上开设的方形槽中，所述二向色镜组件包括二向色镜框和二向色镜，所述二向色镜安装在所述二向色镜框中；

所述红外成像模块包括电动滤光片轮、滤光片、成像镜头以及NIR-I/II探测器，所述电动滤光片轮安装在所述装配孔上，电动滤光片轮与所述激发光源相邻，所述电动滤光片轮中安装有多片滤光片；所述成像镜头一端连接所述电动滤光片轮，另一端连接所述NIR-I/II探测器；

所述导航支撑架安装在所述装配孔上，且与激发光源相对。

2.根据权利要求1所述的近红外II区导航成像系统，其特征在于，所述部件安装块除前后两面外，其余4个面均开设有装配孔，所述激发光源和所述导航支撑架分别安装在相对的装配孔上，所述电动滤光片轮安装在剩余任一装配孔上。

3.根据权利要求1所述的近红外II区导航成像系统，其特征在于，通过电动滤光片轮切换不同波段的滤光片，选择进行近红外I区成像或近红外II区成像。