[发明专利]荧光显微内窥成像系统及荧光显微内窥成像方法

说明书

本发明荧光显微内窥成像系统，包括新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备，新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括由宽光谱照明光源模块构成的照明模块、由科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机构成的图像采集部、用于数据传递的细径柔性传像光纤、放大物镜、物镜切换装置、多光谱分光采集装置、调焦装置、传像光学系统、机械电子控制模块、以及图像数据处理控制模块；新型细径光纤多光谱荧光显微成像设备包括的各组件均设置于外壳内，且彼此间相互连通且相配合使用。本发明结合荧光显微镜的成像原理和多光谱信息获取技术，通过优化硬件设备、研发图像处理软件，建立全新的荧光显微分子成像‑特殊光解剖构造成像的双模态内镜成像模式。

技术领域

本发明涉及成像技术，具体是一种荧光显微内窥成像系统，同时，其还展示利用一种荧光显微内窥成像系统进行一种荧光显微内窥成像的一种荧光显微内窥成像方法。

背景技术

消化系统肿瘤是世界范围内最常见肿瘤之一。

早发现、早治疗，提高早癌的诊断水平对于提高患者生存率、减轻社会经济负担有着深远的意义。

目前国际研究表明，内镜检查时发现消化系统肿瘤的最有效途径。然而现有内镜技术存在检出率低，漏诊率高等诸多问题。为解决现有问题，分子影像学为我们提供了新的思路。分子影像学对活体内的生物过程在细胞和分子水平进行研究，同时利用靶向探针与特定分子结合可实现实时、定量成像。将分子影像学技术与消化内镜结合的消化内镜分子影像学，成为实现消化道肿瘤早期诊断的有效途径。目前的研究成果已经展现出这一领域良好的发展应用前景。

(1)自体荧光成像设备

自发荧光成像(AFI)系统运用氙气光透过蓝绿色旋转滤光片后形成激发蓝光(波长390-470nm)和绿光(波长540-560nm)直接照射胃肠道黏膜，除反射的蓝光被吸收滤片(吸收波长在500-630nm)阻挡外，反射绿光和自发荧光透过吸收滤片被CCD捕捉，经光电转化及图像重建后在显示器上显示。

(2)拉曼光谱成像

拉曼光谱成像(RSI)是基于非弹性光散射现象，提供详细的化学信息。利用拉曼光谱，通过检测恶性和正常组织之间的化学差异而做出临床早期诊断。然而早期诊断的一个重要的限制是固有拉曼散射的低效性，因为它的信号较差、曝光时间长、灵敏度不足和穿透深度有限，已经严重限制该技术向临床转化。

(3)共聚焦显微成像

共聚焦显微成像(CLI)其原理类似于激光共聚焦显微镜，可以是内镜下的组织结构放大1000倍，从而使得临床医师在内镜观察的同时对患者实时进行组织病理学诊断成为可能。而目前共聚焦内镜仅能提供488nm的激发光，在多光谱荧光成像方面具有明显优势。荧光素钠作为共聚焦内镜的荧光对比剂，使用时需静脉注射，国内外虽有文献表明荧光素钠可以安全使用，但静脉注射的风险相较表面喷洒要高的多，安全性难以保证。共聚焦内镜在原理上与共聚焦显微镜无异，均采用“点扫描”的成像方式，然而这种成像方式虽然可以提供高分辨率的清晰图像，但成像速度大打折扣，并且荧光由探测器检测，需在计算机系统中转换成电图像，后期人工图像选择耗时费力。

(4)光相干断层成像

光相干断层成像(OCT)在组织中使用低相干干涉测量法，用光学测距检测反射信号。因为它能检测到弹性散射光，保持入射光的相干性，但是OCT不能直接检测生物发光信号或荧光信号。同时应用OCT检查时只能组织浅层结构进行横断面成像，对于深层浸润的肿瘤无法成像。

(5)高分辨率荧光成像

高分辨率荧光成像(HRME)，通过激发喷洒在组织上的荧光造影剂而成像。目前，常用的荧光造影剂盐酸吖啶黄可与细胞核和细胞质内的DNA、RNA结合而染色，受到波长445nm的激发光照射后，可以发射出波长515nm的荧光。然而目前HRME只能进行单光谱成像，还无法联合多种荧光探针进行多光谱成像，同时缺乏图像分析软件对图像进行定量及定性分析。