[实用新型]基于液体透镜自聚焦的双模态内窥镜装置

说明书

一种基于液体透镜自聚焦的双模态内窥镜装置，包括：壳体、设置于壳体内带有反射镜的旋转扫描腔体，本实用新型通过集成OCE和FLE技术，对生物体内部的结构和功能进行实时高分辨变焦成像，为精确监控胃肠道系统疾病的早期检测提供精准有效的形态学结构信息图像，同时给出高灵敏高特异性的定量光学相干与荧光二维和三维双模态图像。

技术领域

本实用新型涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种基于液体透镜自聚焦的双模态内窥镜装置，采用双包层光纤实现高灵敏、高特异性的荧光内窥成像，同时能够实现对复杂不规则结构生物体进行自动聚焦光学相干成像，是一种具有自动聚焦特点的集两种成像模态为一体的内窥镜。

背景技术

目前，光学内窥镜已被普通应用于临床疾病检测，如荧光内窥镜利用外源性荧光分子探针靶标目标生物体实现分子功能性高灵敏成像，但是该方式缺少对生物体形态学与结构成像，尤其对组织层析三维成像存在局限性。而基于光学弱相干后向散射信号测量的光学相干层析技术(Optical Coherence endoscopy,OCE)，具有较高的光学对比度、高分辨，且非入侵等优势，可以实现对高散射介质生物体进行实时活体微形态学结构、物质组份以及血流等功能信息三维成像。单一模态成像技术总有其固有的缺陷，多模态融合成像能够弥补单一模式的不足，是现代生物光子医学发展的趋势。然而现有的多模态内窥镜技术中如荧光和光声内窥镜，其荧光模式虽然能够实现组织早期病变的荧光信号的探测成像，但是缺少形态学结构信息、分辨率低无法区分病变组份的精细特征；虽然光声内窥显微镜能够提高图像分辨率，但是成像深度有一定的限制；同时，由于肠道组织的表面不均匀性导致探测光束的聚焦焦点的发生离焦显像与图像失真。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，公开一种基于液体透镜自聚焦的双模态内窥镜装置，为融合光学相干内窥成像(Optical coherence endoscopy，OCE)和荧光内窥成像 (Fluorescence endoscopy，FLE)的一体双模态内窥镜，不仅可以实现生物体内部的结构和功能实时高分辨变焦成像，还采用液体自动聚焦的设计，可以实现两种模式在胃肠道疾病中，解决其他光学内窥成像技术因肠道内表面不规则、不平整而引起光斑离焦，导致图像模糊、分辨率下的问题，实现对高灵敏的荧光分子影像。本实用新型能够为胃肠道系统疾病的早期检测提供精准有效高灵敏高特异性、高分辨的光学相干与荧光二维和三维双模态图像。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：壳体、设置于壳体内的旋转扫描腔体，其中：旋转扫描腔体通过单模光纤和多模光纤分别接收激发光和输出样品反射的OCE信号与荧光信号以实现全景扫描。

所述的旋转扫描腔体包括：依次设置的反射镜、非球面透镜、自聚焦液体透镜、消色差透镜、可变针孔光阑和光束准直器，其中：光束准直器通过双包层光纤和光纤耦合器与单模光纤和多模光纤相连以传输OCE信号与荧光信号，入射的激发光从单模光纤进入光纤耦合器，经光束准直器准直后依次通过可变针孔光阑和消色差透镜扩束，入射到自聚焦液体透镜和非球面透镜，得到聚焦光束垂直入射到反射镜，并照射在壳体外部的样品上，来自样品的散射单模光和多模光通过相同的光路回到光纤准直器，经过光纤耦合器以及双包层光纤，通过单模光纤输出单模OCE信号进行图像重建。

所述的壳体和旋转扫描腔体上设有对应的腔体扫描窗以透射激发光和反射光；所述的反射镜优选为球面反射镜，其反射中心正对壳体上的腔体扫描窗。

所述的旋转扫描腔体外部与微电机相连以实现轴向转动。

所述的光纤耦合器包括：单模纤芯与多模纤芯，其中：单模纤芯由多模光纤的纤芯内包层环绕，以便实现OCE与FLE信号的分离，单模信号通过双包层光纤的纤芯，并在单模纤芯端口输出；多模信号从双包层光纤传输到多模光纤纤芯，并在多模纤芯端口输出；实现双模态信号的输出。

所述的消色差透镜的扩束倍率为2-3倍，以满足占据自聚焦液体透镜的通光孔径，实现最大程度的通光率。