[发明专利]基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统、医学成像系统

说明书

本发明属于医学成像技术领域，公开了一种基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统、医学成像系统，包括内镜探头、光纤传像束、连接装置、探测装置以及计算与成像装置，其中，连接装置为锥形光纤，将内窥镜与成像相机相连。本发明通过使用锥形光纤作为内窥镜与成像相机的连接装置，有效降低了契伦科夫内窥镜系统的光信号损失，而且本发明结构简单，贴合临床应用要求。本发明的契伦科夫光信号采集率高，通过使用锥形光纤代替医用内窥镜转接头进行光纤传像束和成像相机之间的连接，并使用金属保护套完全的包裹锥形光纤，大幅降低转接头本身以及耦合部分造成的光信号损失，降低契伦科夫内窥镜有效成像的信号采集时间，促进契伦科夫内窥镜的临床转化。

技术领域

本发明属于医学成像技术领域，尤其涉及一种基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统、医学成像系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：早在一百年前内窥镜便已经被发明并应用于临床，大大提高了消化道疾病的诊断精确度。随着科技不断发展，内窥镜有了长足进步，但只是形态学成像，对于解剖学上相似的疾病的辨识度较低。因此，传统白光内窥镜在疾病尤其是肿瘤等早期检查中作用不是很大。随着分子影像的提出以及医学影像技术的成熟，将形态学成像和分子影像整合到内窥镜设备中成为一种新的内窥镜设计思路。近几年，契伦科夫成像技术作为一种新型的光学分子成像技术不断发展，其成像过程可直接利用临床可用的核素探针进行光学成像，从而使得光学分子成像的临床转化成为可能，且其成像结果与PET结果相比较，具有良好的一致性。但是契伦科夫光能量小，组织穿透力差，这也极大限制了契伦科夫成像技术的应用。针对这个问题，Kothapalli 等提出将契伦科夫成像与内窥镜成像相结合的理论，将传统光学光纤与内窥镜结合，直接使用CCD相机拍摄内窥镜的目镜端口，成像结果显示肿瘤区域比周边区域有更高的信号强度；其后，Cao等采用转接镜头将电子倍增CCD相机与软管内窥镜无缝集成，完成契伦科夫内窥镜的组装，使其更适合于临床应用； Song等采用转接镜头连接电子倍增CCD相机与硬管医学腹腔镜完成了契伦科夫内窥镜的组装。然而，对比实验结果表明采用转接镜头组装契伦科夫内窥镜会造成契伦科夫光的更多损失，降低契伦科夫内窥镜的采集效率。目前，普通医用内窥镜与EMCCD相机通过转接镜头连接而成的契伦科夫内窥镜系统对于契伦科夫光信号采集时间一般需五分钟之久，极大限制了契伦科夫内窥镜的临床应用。致使契伦科夫内窥镜信号采集效率低的重要原因便是光信号在内窥镜系统中的损失过大，契伦科夫光信号在整个系统中衰减达93％以上，而转接镜头导致的信号损失为其中主要部分。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前普通医用内窥镜与EMCCD相机通过转接镜头连接而成的契伦科夫内窥镜系统信号采集效率低，光信号在内窥镜系统中的损失过大，其成像需要时间较长，极大限制契伦科夫内窥镜的临床应用。

解决上述技术问题的难度和意义：

难度：如何降低契伦科夫内窥镜系统本身造成的信号损失率；

意义：提高契伦科夫内窥镜信号采集效率，减少成像时间，使契伦科夫内窥镜更快速向临床应用进行转化。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统、医学成像系统。

本发明是这样实现的，一种基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统，所述基于锥形光纤连接的契伦科夫内窥镜系统包括：

内镜探头，用于采集生物体靶向目标白光信号和契伦科夫荧光信号；

光纤传像束，用于传输所述白光信号以及所述契伦科夫荧光信号；

连接装置，由锥形光纤与其保护套管组成，与所述光纤传像束另一端相连接，用于连接光纤传像束与探测装置，传递所述光纤传像束传输的白光信号以及契伦科夫荧光信号；

探测装置，由微弱信号高灵敏度探测器组成，与所述连接装置另一端相连接，用于收集所述经连接装置传递的白光信号以及契伦科夫荧光信号，获取白光图像和契伦科夫荧光图像；