內窺式熒光成像輔助穿刺系統的制作方法

本發明涉及內窺熒光成像技術，特別是關于一種內窺式熒光成像輔助穿刺系統。

背景技術：

穿刺是一種常用的活檢方法，具有侵入性低、創口小、能直接取出分泌物進行病理檢查的優勢。傳統穿刺方法主要依靠術前的影像數據進行定位，具有一定盲刺性。基于超聲引導技術的穿刺可以實時對穿刺部位進行定位，然而超聲分辨率較低，觀察不到微小的腫瘤病灶。

技術實現要素：

本發明提供一種內窺式熒光成像輔助穿刺系統，以提供實時組織內部圖像與疑似病灶位置信號，進行有目的性的穿刺。該內窺式熒光成像輔助穿刺系統包括：微控制器、內窺熒光成像設備、穿刺設備、內窺鏡、穿刺針、信號輸入設備及信號輸出設備；所述微控制器與所述內窺熒光成像設備、穿刺設備、信號輸入設備及信號輸出設備分別連接，所述穿刺設備連接所述穿刺針，所述內窺熒光成像設備連接所述內窺鏡；

所述內窺熒光成像設備用于對待穿刺的組織進行成像，得到可見光圖像及熒光圖像，并將所述可見光圖像及熒光圖像通過所述微控制器輸出至所述信號輸出設備；

所述信號輸入設備輸出穿刺控制信號并傳輸至所述微控制器；

所述微控制器根據所述穿刺控制信號生成穿刺控制指令并輸出至所述穿刺設備；

所述穿刺設備根據所述穿刺控制指令對所述組織進行穿刺。

一實施例中，所述微控制器還用于接收所述穿刺設備反饋的穿刺深度信息，并將所述穿刺深度信息輸出至所述信號輸出設備，供所述信號輸入設備基于所述穿刺深度信息、所述可見光圖像及熒光圖像輸出所述穿刺控制信號至所述微控制器。

一實施例中，所述內窺熒光成像設備包括：

激光光源，用于激發組織上的熒光染料發出近紅外波段熒光；

白光光源，用于提供所述組織的內部照明光；

二向色分光光路，用于將由所述近紅外波段熒光及所述組織反射出的可見光組成的出射光分成兩路；

熒光相機，連接所述二向色分光光路，用于對所述近紅外波段熒光進行成像，得到所述熒光圖像；

彩色相機，連接所述二向色分光光路，用于對所述可見光進行成像，得到所述可見光圖像。

一實施例中，所述穿刺設備包括：泵控制器，氣泵，氣體導管，活塞，穿刺連桿；所述泵控制器連接所述微控制器及所述氣泵，所述氣泵連接所述氣體導管，所述活塞設置在所述氣體導管中，所述穿刺連桿一端固定在所述活塞上，另一端連接所述穿刺針；

所述泵控制器根據所述穿刺控制指令控制所述氣泵對所述氣體導管進行抽氣或送氣，控制所述活塞運動，從而控制所述穿刺針對所述組織進行穿刺。

一實施例中，所述內窺鏡中設置用于容置所述穿刺針的圓孔通道。

一實施例中，所述信號輸入設備為腳踏板，用于采用腳踏方式向所述微控制器輸入所述穿刺控制信號。

一實施例中，所述信號輸出設備包括，顯示器，用于顯示所述穿刺深度信息、所述可見光圖像及熒光圖像，供所述信號輸入設備輸出所述穿刺控制信號至所述微控制器。

本發明實施例中，可以提供實時組織內部圖像與疑似病灶位置信號，進行有目的性的穿刺，提高了腫瘤檢出率。

當然實施本發明的任一產品或者方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例的內窺式熒光成像輔助穿刺系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的內窺熒光成像設備的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的穿刺設備的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

白光內窺鏡作為一種生物體組織檢查工具，能夠提供清晰質量的彩色圖像。通過對病人注射吲哚菁綠等熒光染料，可以進行內窺式激發熒光成像。由于吲哚菁綠在病變組織的分布要高于正常組織，內窺式熒光成像可以在微創的情況下觀察病變部位，具有高靈敏度、高分辨率的優點。

基于內窺式熒光成像技術，本發明提供了一種內窺式熒光成像輔助穿刺系統，如圖1所示，內窺式熒光成像輔助穿刺系統包括：微控制器1、內窺熒光成像設備2、穿刺設備3、內窺鏡4、穿刺針5、信號輸入設備6及信號輸出設備7。

微控制器1與內窺熒光成像設備2、穿刺設備3、信號輸入設備6及信號輸出設備7分別連接，穿刺設備3連接穿刺針5，內窺熒光成像設備2連接內窺鏡4。

內窺熒光成像設備2可以對待穿刺的組織進行成像，得到可見光圖像及熒光圖像。內窺熒光成像設備2可以將可見光圖像及熒光圖像發送給微控制器1，微控制器1將可見光圖像及熒光圖像輸出至信號輸出設備7進行顯示及分析操作。

信號輸入設備6可以產生穿刺控制信號，然后將該穿刺控制信號傳輸至微控制器7。微控制器1接收該穿刺控制信號后，可以根據該穿刺控制信號生成穿刺控制指令并輸出至穿刺設備3。

穿刺設備3接收到上述穿刺控制指令后，可以根據該穿刺控制指令對上述待穿刺的組織進行穿刺取樣。

本發明實施例中，穿刺設備3可以在完成每次穿刺之后，向微控制器1輸出對應的穿刺深度信息，微控制器1接收該穿刺設備反饋的穿刺深度信息，并將該穿刺深度信息輸出至信號輸出設備7。根據信號輸出設備7收到的穿刺深度信息、可見光圖像及熒光圖像，可以供操作者利用信號輸入設備6輸出穿刺控制信號至微控制器1。

作為本發明的一實施例，如圖2所示，內窺熒光成像設備2包括：激光光源201，白光光源202，彩色相機203，熒光相機204及二向色分光光路205。

激光光源201可以提供特定波長的光，用于激發組織上的熒光染料發出近紅外波段熒光。

白光光源202，用于提供所述組織的內部照明光。

除了激光光源201激發出的近紅外波段熒光，組織本身可以反射出可見光。近紅外波段熒光及可見光作為出射光，進入二向色分光光路205，二向色分光光路205可以將出射光分成兩路，即從出射光中重新分出近紅外波段熒光及可見光。

熒光相機204連接二向色分光光路205，二向色分光光路205將分出的近紅外波段熒光傳送給熒光相機204，熒光相機204對近紅外波段熒光進行成像，得到熒光圖像。

具體實施時，熒光染料可以為吲哚菁綠等，通過對病人注射熒光染料，可以進行組織內窺式激發熒光成像。由于吲哚菁綠在病變組織的分布要高于正常組織，內窺式熒光成像可以在不需開腹的情況下觀察病變部位，具有高靈敏度、高分辨率的優點。

彩色相機203，連接二向色分光光路205，二向色分光光路205將分出的可見光傳輸給彩色相機203，彩色相機203用于對可見光進行成像，得到可見光圖像。

內窺熒光成像設備2連接至微控制器1，可以向微控制器1實時地發送熒光圖像以及可見光圖像。

作為本發明的一實施例，如圖1及圖3所示，穿刺設備3包括：泵控制器305，氣泵304，氣體導管303，活塞302，穿刺連桿301。泵控制器305連接微控制器1及氣泵304，氣泵304連接氣體導管303，活塞302設置在氣體導管303中，穿刺連桿301一端固定在活塞302上，另一端連接穿刺針5。

穿刺設備3具體工作時，氣體導管303提供密閉的氣流通路，泵控制器305根據穿刺控制指令控制氣泵304對氣體導管303進行抽氣或送氣，提供活塞302的動力，控制活塞運動，在活塞302的帶動下，與穿刺連桿301連接的穿刺針5前后運動，從而實現對組織的穿刺。

作為本發明的一實施例，內窺鏡4中設置用于容置穿刺針5的圓孔通道，將穿刺針5集成在內窺鏡4中。

穿刺設備3在進行穿刺過程中，可以實時向微控制器1提供穿刺針5運動的位移信息。

作為本發明的一實施例，微控制器1在接收到內窺熒光成像設備2的熒光圖像以及可見光圖像后，以及接收到穿刺設備3輸出的位移信息后，可以進行濾波、模數轉換等操作。

作為本發明的一實施例，信號輸出設備7可以包括顯示器，用于顯示穿刺深度信息、可見光圖像及熒光圖像，根據可見光圖像及熒光圖像，操作者可以隨時調整內窺鏡的位置，實現精確的穿刺定位。根據穿刺深度信息、可見光圖像及熒光圖像，操作者可以控制信號輸入設備6發出穿刺控制信號至微控制器1。

作為本發明的一實施例，信號輸入設備6可以為腳踏板，用于采用腳踏方式向微控制器1輸入穿刺控制信號(可以為腳踏力度信息)，通過該穿刺控制信號，控制模塊1可以操縱穿刺設備3控制穿刺針5的前進與后退。

本發明利用內窺式熒光成像輔助穿刺系統，利用了內窺是成像對組織及病變區域同時成像的特點及高靈敏度、高分辨率的優點，可以在可見光成像與熒光成像的引導下進行穿刺活檢，定位出疑似病灶，引導穿刺針進行有目的性的穿刺，提高了腫瘤等病灶的檢出率，同時減少盲目穿刺帶來的不必要創傷。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。