[发明专利]基于光相干断层成像的共光路智能光学诊疗系统

说明书

本发明公开了一种基于光相干断层成像的共光路智能光学诊疗系统，系统包括：激光器和频域光相干断层成像模块，频域光相干断层成像模块用于对组织样品的目标区域进行成像得到成像结果；控制器用于完成图像处理和显示、扫描振镜驱动信号发生，并根据成像结果控制激光器发出激光；共光路扫描模块用于将成像激光与激光器的输出激光合并光路，照射组织样品，以对目标区域成像并消融目标区域的待消融部分。该系统将扫描成像和激光消融在硬件上结合，用探头实现高分辨率结构图像引导下的智能激光消融，与相关技术上的结合方式相比具有图像质量高、末端光路结构紧凑、无需图像配准等优点，能够提高激光消融的效率和准确性，降低手动操作的难度。

技术领域

本发明涉及激光消融技术领域，特别涉及一种基于光相干断层成像的共光路智能光学诊疗系统。

背景技术

激光消融技术是一种基于激光热效应及等离子效应对目标区域进行切除的新兴技术，因其高效高精度的消融效果、术中可凝固止血及输出探头尺寸小等优点，在微创治疗中有着广泛的应用。巨脉冲激光器可以产生脉宽窄、峰值功率极高的脉冲，相比连续激光具有更深的消融深度和更小的消融面积，精度可达亚毫米级。

激光消融技术一般采取接触式消融，消融深度大而截面小，特别适合小型结节的切除。传统的手术伴随着术中出血的问题，需要随时进行抽取以保持手术场景的干净可见，降低了手术的安全性和效率。目前外科手术也常用高频电刀作为组织切割设备，但高频电刀有产生电弧的风险，不适宜在狭窄的手术场景下使用。激光消融是一种高效高精度的切割手段，可以实现术中凝固止血，且功率控制方便，适合大部分组织切除手术。

相关技术中，激光消融设备通过提供功率、脉宽、重复率等信息辅助操作者进行目标区域消融，在消融的过程中操作者无法直接地获取待消融目标的状态，如待消融深度等。对于消融前无法获得完整目标区域信息或目标区域信息在消融过程中会发生变化的情况，操作者只能依靠经验来调整激光参数，从而影响消融的准确性。

频域光相干断层成像技术(Spectral DomainOptical Coherence Tomography，SDOCT)是一种利用相干光场实现目标对象结构信息三维显示的成像技术，具有分辨率高、非侵入、无电离辐射、成像速度快等特点，目前在眼科临床诊断中得到了广泛的应用。此外，由于有着很高的成像分辨率，SDOCT在非医疗领域如高精度器件检验，瓷器裂纹检测等方面也有着一定的应用前景。其中，SDOCT被应用于生物组织成像时往往使用近红外宽带光源，此波段的光的生物组织穿透性较好且不会造成细胞损伤，纵向成像分辨率可达到1-10μm，成像深度约1-2cm。

在外科手术当中，医生主要依赖术前影像和经验来实施肿瘤切除等操作，而术中软组织可能发生较大的形变，肿瘤区域可能与健康组织无肉眼可见的区别，肿瘤边界可能不够清晰，这些情况都会增加医生施术的难度，增大医源性损伤及术后并发症发生的可能性。目前可用于手术引导的术中成像方式主要包括术中核磁共振成像(MRI)、术中超声以及术中CT等。术中CT存在电离辐射，较长的成像会对医生和患者造成损伤。术中超声及术中MRI的主要问题在于成像分辨率不足，难以满足如脑干肿瘤切除术等精度要求极高的手术的要求。光学成像方式能够提供高分辨率的高速安全成像，有潜力满足手术需求。实现术中影像和病变组织的位置、尺寸、角度匹配，并进行原位显示，能够更好地起到辅助引导的作用。但高速高精度地实现复杂场景中的匹配较为困难，无需匹配的自动化手术实施是从另一个角度提出的精准治疗解决方案。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于光相干断层成像的共光路智能光学诊疗系统。该系统使得操作者能够在仅使用一个探头的情况下，在高质量实时组织结构信息的智能引导下实现高精度的自动化激光消融，有效降低操作的难度。