一種復合式窄帶成像內窺鏡成像系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學成像檢測技術的領域，具體涉及一種利用窄帶成像術的內窺鏡成像系統。
【背景技術】
[0002]窄帶成像術(Narrow Band Imaging，NBI)，是一種新興的內鏡技術，傳統電子內鏡鏡使用氙燈或者鹵鎢燈等寬帶白光光源作為照明光，濾光片允許所有波長的可見光通過，而窄帶成像內窺鏡在白光光源后加入了窄帶濾光器，對寬帶白光進行濾光，僅留下中心波長為605nm、540nm和415nm的有限個窄帶光譜，并將該窄帶光譜透射到待觀察目標表面。窄帶光波穿透黏膜的深度是不同的，藍色波段(415nm)穿透較淺，紅色波段^05nm)可以深達黏膜下層，用于顯示黏膜下血管網，綠色波段(540nm)則能較好地顯示中間層的血管。由于黏膜內血液的光學特性對藍、綠光吸收較強，因此使用難以擴散并能被血液吸收的光波，能夠增加黏膜上皮和黏膜下血管的對比度和清晰度，通過對拍攝圖像按照不同光譜進行分解和分析，可以得到不同黏膜深度的圖像，獲得較好的觀察效果。因此，窄帶成像內窺鏡具有相當于粘膜染色的功效，也被稱為電子染色內鏡。由于以上這些特點，使得結合窄帶成像技術的內窺鏡可以用于黏膜微血管病變的診斷，如中下咽部早期癌、食管上皮內癌、早期宮頸癌、結腸早期癌等，這些疾病一般會導致病變處血管增多，黏膜表面結構發生變化。窄帶成像內窺鏡能及時觀察到這些病變結構，為這些疾病的早期診斷和治療提供幫助。
[0003]然而，資料顯示，窄帶成像加放大內鏡能清楚地顯示上皮腺凹的比例分別為61%。對結腸增生性息肉、腺瘤和早期癌的診斷特異性為80%左右。原因在于窄帶成像只能觀察黏膜微血管的顏色變化，最終顯示的是二維圖像，同時普通內窺鏡成像系統圖像分辨率僅在幾十個微米，無法對早期粘膜上皮細胞水平的病變進行精確定位，也無法對病變區域進行詳細的分析。而微觀成像的空間分辨率約為幾微米，可以實現組織細胞程度的精確測量。因此，現有此項成像技術用于早期病變診斷還存在可以改善和發展的地方。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處，在現有的窄帶成像內鏡基礎上，設計了一種復合式窄帶成像內窺鏡成像系統，通過結合光學相干斷層成像與窄帶成像，能實現醫學樣品的宏觀到微觀成像，成像結果相互印證，使之成為具有高靈敏度與特異性的醫學診斷工具。
[0005]本發明的目的一是通過如下技術方案實現的:
[0006]一種復合式窄帶成像內窺鏡成像系統，包括有用于宏觀成像的窄帶成像模塊，窄帶成像模塊由白光光源(16)，窄帶濾光盤(17)，第三準直透鏡(18)，寬帶分光平板(19)，二向色鏡(20)，第四準直透鏡(21)，彩色圖像傳感裝置(22)組成，其特征在于:還設有用于微觀成像的光學相干斷層成像模塊，光學相干斷層成像模塊與窄帶成像模塊共用相同的光路系統，控制主機(24)分別控制窄帶成像模塊的彩色圖像傳感裝置22和光學相干斷層成像模塊的平衡探測器(23)進行數據的采集，通過對采集數據的處理，輸出兩組相互印證的診斷圖像(25) ο
[0007]光學相干斷層成像(Optical coherence tomography, OCT)是利用弱相干光干涉的基本原理，可以檢測生物組織不同深度層面對入射弱相干光的背向反射或幾次散射信號，通過掃描，可得到生物組織三維結構圖像，可實現活體組織顯微結構的非接觸式、非侵入性斷層成像。利用干涉原理，通過低相干性光的干涉，比較反射光波和參照光波測定發射光波的延遲時間和反射強度。由于干涉只發生在信號臂和參考臂長度相同時，所以改變反光鏡的位置，就改變了參考臂的長度，可以由此得到不同深度的組織的信號。這些光信號經過計算機處理便可得到組織斷層圖像。光學相干斷層成像是超聲的光學模擬品，但其軸向分辨率取決于光源的相干特性，一般可達10um，且能在生物組織中達到3mm左右的穿透深度，足夠探測到病變區域。其橫向分辨率取決于顯微物鏡的數值孔徑，在高數值孔徑的顯微物鏡下，橫向分辨率可達0.5um。因此OCT能很好觀測黏膜表面的組織三維結構，提供對粘膜上皮細胞的實現nm級的高分辨率成像和mm級的深度成像信息，精確定位并分析粘膜上皮少數病變的區域。
[0008]進一步地，所述的光學相干斷層成像模塊包含引導光源(I)，單模光纖(2)，波分復用器(3)，掃頻光源(4)，光環形器(5)，方向為5-a，5-b, 5_c順時針，兩個光源通過5:5的光纖耦合器(6)，能量分別傳遞到參考臂和樣品臂，其中參考臂由光學延遲線(7)，第一準直透鏡(8)，紅外全反鏡(9)組成，樣品臂經過偏振控制器(10)連至內鏡系統(11)中。
[0009]所述內鏡系統(11)中包含了光學相干斷層成像以及窄帶成像兩種成像方式，光學相干斷層成像由第二準直透鏡(12)，掃描振鏡(13)，雙膠合消色差透鏡(14)組成，并且光束匯聚于樣品(15)處，返回信號分別由彩色圖像傳感裝置(22)和平衡探測器(23)接收。
[0010]控制主機(24)先通過窄帶成像對樣品(15)進行二維成像，控制窄帶濾光盤(17)，彩色圖像傳感裝置(22)運作，采集到窄帶成像的圖像，觀察存在異常的或者無法判斷的部位區域，然后關閉窄帶成像模塊，使用引導光源(I)進行精確定位，開啟光學相干斷層成像模塊進行成像，控制光學延遲線(7)，偏振控制器(10)，掃描振鏡(13)，平衡探測器(23)進行運作，采集到OCT成像的圖像，最終通過相關的數據處理，輸出兩組相互印證的診斷圖像
(25)。
[0011]所述的光學相干斷層成像系統可以是符合傳統光學相干斷層成像的干涉儀裝置，可以是時域光學相干斷層成像裝置，可以是光譜光學相干斷層成像裝置。
[0012]本發明與傳統技術相比，具有以下優點:1、結合光學相干斷層成像和窄帶成像兩個集成的成像系統，集成了光學相干斷層成像的高精度三維掃描成像以及窄帶成像的高清晰度的二維成像，能實現醫學組織樣品由宏觀到微觀尺度的成像，成像結果可相互印證，能為醫學成像提高靈敏度與特異性的醫學診斷結果，方便醫務人員進行準確診斷。2、成像模塊的探頭都集中在一個內鏡系統中，兩種成像方式使用相同的光路系統，結構緊湊，而且使用的是不同波段進行成像，成像質量相互不存在干擾。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的系統連接示意圖。
[0014]圖2是本發明的系統控制示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，為本實施例的復合式窄帶成像內窺鏡成像系統示意圖。具體可以分為光學相干斷層成像模塊和窄帶成像模塊，其中光學相干斷層成像模塊包含引導光源1，單模光纖2，波分復用器3，掃頻光源4，光環形器5，其方向為5-a