本發(fā)明醫(yī)學(xué)成像裝置領(lǐng)域，主要涉及一種移動式近紅外成像裝置，特別是利用近紅外熒光成像的便攜式設(shè)備。

背景技術(shù)：
生物醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在臨床疾病診斷、治療及預(yù)后評估中作用日益顯著，近紅外熒光成像技術(shù)因其圖像采集時間短、檢測靈敏度高、綠色和經(jīng)濟等特點在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注。近紅外II區(qū)(NearInfra-redII，簡稱NIRII，波長1000nm-1400nm)熒光對生物組織穿透能力強，成像信噪比高，空間分辨率高，故該區(qū)域熒光成像技術(shù)在生物活體成像領(lǐng)域已展現(xiàn)出巨大的臨床轉(zhuǎn)化前景。近紅外II區(qū)熒光在活體組織中具有低散射和低吸收的特性，外部光源激發(fā)生物體內(nèi)的熒光標(biāo)記物，從而使顯示終端獲得影像信號。熒光標(biāo)記物稱為熒光基團，熒光基團的核外電子受到光子激發(fā)后會從基態(tài)躍遷到高能激發(fā)態(tài)，而處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，會自發(fā)躍遷至基態(tài)，并輻射出特定波長的光子。這部分由于能級躍遷輻射出的光子經(jīng)過生物組織的吸收和散射，最終被高靈敏度的光學(xué)探測器捕獲與放大，并且經(jīng)過電腦采集處理后成像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的本發(fā)明涉及一種移動式近紅外成像裝置，該裝置可以方便地用于近紅外熒光成像，借助常規(guī)造影劑即可實現(xiàn)在無創(chuàng)前提下快速檢測和定位深層腫瘤、血管等，且無需特定的暗室條件。技術(shù)方案一種移動式近紅外成像裝置，主要由探頭、主機箱和計算機組成，其特征在于：探頭與主機箱之間通過線纜連接，主機箱通過數(shù)據(jù)線連接計算機；高靈敏度相機、激光出射窗口和LED光源集成于探頭內(nèi)部；高靈敏度相機設(shè)置在探頭的中心軸上，高靈敏度相機下方設(shè)有LED光源，高靈敏度相機旁邊設(shè)有激光出射窗口；主機箱包括成像激光器、電源供應(yīng)部分和主板，成像激光器和電源供應(yīng)部分均連接主板，LED控制電路、成像激光器控制電路、相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路集成于主板上，電源供應(yīng)部分為成像激光器、LED控制電路、成像激光器控制電路、相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路供電；高靈敏度相機通過USB數(shù)據(jù)線連接相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路，激光出射窗口通過光纖連接成像激光器，成像激光器連接成像激光器控制電路，LED光源連接LED控制電路。高靈敏度相機的前方設(shè)有濾光片。LED光源為呈正六邊形分布的6個LED燈。激光出射窗口共三個，兩個連接成像激光器，一個為備用窗口，三個窗口呈圓形分布，相隔角度為120度。電源供應(yīng)部分包括24V直流電源和主電源開關(guān)，24V直流電源通過主電源開關(guān)連接到220V電源上。優(yōu)點及效果（1）設(shè)備激發(fā)波長處于近紅外II區(qū)的1064nm，降低了光子的散射，在體內(nèi)熒光成像中可以穿透前所未有的深部組織并擁有高空間分辨率；（2）可排除其他介質(zhì)干擾，如血液、血管、肌肉等，成像清晰；（3）構(gòu)造新穎，可移動操作，便于術(shù)中實時成像；（4）非介入式成像，基于皮膚、血管、生物組織對近紅外線反射程度不同，裝置憑借高分辨率、高靈敏度的特點，實現(xiàn)非介入式成像；（5）無需特定暗室條件，抗干擾能力強。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是探頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是探頭前端示意圖。附圖標(biāo)記說明：0.探頭，1．高靈敏度相機，2．激光出射窗口，3．LED光源，4．計算機，5．主機箱，6.濾光片，7.光纖，8.USB數(shù)據(jù)線，9.主板，10.主電源開關(guān)。具體實施方式：下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明：本發(fā)明提出了一種移動式近紅外成像裝置，如圖1所示，主要由探頭、主機箱和計算機組成，其特征在于：探頭0與主機箱5之間通過便捷拔插的線纜連接，主機箱5通過數(shù)據(jù)線連接計算機4；高靈敏度相機1、激光出射窗口2和LED光源3集成于探頭0內(nèi)部；高靈敏度相機1設(shè)置在探頭0的中心軸上，高靈敏度相機1下方設(shè)有LED光源3，高靈敏度相機1旁邊設(shè)有激光出射窗口2；主機箱5包括成像激光器、電源供應(yīng)部分和主板9，成像激光器和電源供應(yīng)部分均連接主板9，LED控制電路、成像激光器控制電路、相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路集成于主板9上，電源供應(yīng)部分為成像激光器、LED控制電路、成像激光器控制電路、相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路供電；高靈敏度相機1通過USB數(shù)據(jù)線8連接相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路，激光出射窗口2通過光纖7連接成像激光器，成像激光器連接成像激光器控制電路，LED光源3連接LED控制電路。高靈敏度相機1的前方設(shè)有濾光片6。LED光源3為呈正六邊形分布的6個LED燈。電源供應(yīng)部分包括24V直流電源和主電源開關(guān)10，24V直流電源通過主電源開關(guān)10連接到220V電源上。此外，圖片、視頻生成及設(shè)備操作指令的接收等則由計算機完成。1.探頭探頭是本發(fā)明的重要部分之一，它集合了LED光源、濾光片、高靈敏度相機以及激光出射窗口。LED光源是在手術(shù)過程中提供白光照明，該白光照明不同于普通白光，其光波波長主要集中于可見光部分，近紅外II區(qū)間（1400nm以上）的光占比極小，而濾光片的功能則是將小于一定波長的光過濾掉，因此用于實驗照明的該LED光源產(chǎn)生的光不會影響接下來由激光激發(fā)產(chǎn)生的熒光，這樣可以最大限度地減少光線干擾。高靈敏度相機的功能是采集接收到的熒光信號，對于普通CCD而言，這種極弱的熒光信號無法被采集到，因為沒有足夠的靈敏度，而對于高靈敏度的相機而言則可以將這部分信號高效地收集，收集到的信號由USB數(shù)據(jù)線傳輸?shù)街鳈C箱，并由主機傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)，完成處理工作。激光出射窗口的功能是將由激光器產(chǎn)生的激光均勻地發(fā)散出來，激光出射窗口沿探頭底面傾斜一定角度安裝，這樣可以讓出射的激光均勻地照射在被照樣品上。本發(fā)明中，激光出射窗口一共有3個，其中兩個用于安裝激光導(dǎo)出模塊，另外一個則用于備用窗口。三個窗口呈圓形分布，相隔角度為120度，如圖3所示。2.主機箱主機箱包括電源供應(yīng)部分、激光器、主板（主板包括成像激光器控制電路、LED控制電路、相機控制及數(shù)據(jù)傳輸電路）等，其中電源供應(yīng)部分主要負責(zé)將220V電壓轉(zhuǎn)換成24V直流電，然后供給各個部件使用。激光器則是用來產(chǎn)生激光，然后通過光纖傳輸至探頭，本發(fā)明中包括一套1064nm激光器，探頭中的濾光片過濾的波長略小于1064nm，這樣可以保證大部分由1064nm激光器激發(fā)的熒光通過該濾光片，然后到達高靈敏度相機。LED燈安裝于探頭前端，但其控制電路等均在主機箱中，LED燈的控制電路接收來自計算機的控制指令——開/關(guān)，成像激光器控制電路也接收來自計算機的控制指令以實現(xiàn)激光器的開與關(guān)。主板的功能主要是協(xié)調(diào)處理各種信號與數(shù)據(jù)，將它們分發(fā)給各個組件，同時也反饋一些系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，例如LED燈是否開啟、激光器是否已開啟，這些反饋部分以指示燈的亮/滅顯示出來，以提示使用者設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。3.連接線纜探頭與主機箱之間通過線纜連接，該線纜中既包括LED供電線路、CCD傳輸數(shù)據(jù)線，同時也包括光纖，線纜一端與探頭固定，另一端則以便捷拔插式插頭的形式與主機箱連接。本發(fā)明的主要工作過程為：a.系統(tǒng)準(zhǔn)備：設(shè)備正確連接后，開啟主機箱后的主電源開關(guān)，系統(tǒng)自檢結(jié)束后即可開啟安裝在計算機中的操作系統(tǒng)，主機箱上另有一個開啟激光器的開關(guān)，該開關(guān)用于控制激光器是否可以開啟，只有在該開關(guān)處于開啟狀態(tài)時，才能通過計算機或附加在探頭上的激光按鍵將激光器開啟，此設(shè)計主要用于保證使用安全，減少激光器的意外開啟操作，雖然本發(fā)明中使用的激光器屬于Class1類，即對人是安全的，沒有生物性危害，但本發(fā)明中依然保持以安全至上的原則，設(shè)置激光開啟必須由兩步操作。b.Camera相機開啟：系統(tǒng)的準(zhǔn)備時間約為1~2min，因此，在該時間之后即可開啟在主機箱上的激光器開關(guān)，此時，通過開啟計算機系統(tǒng)，然后將Camera開啟，即可在顯示屏看到顯示的圖像。c.激光器開啟：點擊計算機系統(tǒng)的開啟激光器按鈕或直接按探頭上的Laser按鈕即可開啟激光器，此時將已經(jīng)注射適當(dāng)波長造影劑的樣品置于探頭前方一定距離即可采集到清晰的成像結(jié)果。因為這些造影劑會跟隨血液進行移動分布，因此在血液比較集中的區(qū)域可用看到更強的亮度，因此通過顯示出的圖片，可以看到清晰的血管分支網(wǎng)絡(luò)或者腫瘤等。因該設(shè)備在使用中沒有空間限制，且因其具有靈敏度、高清晰度的特點，故可以顯示血管或腫瘤等特性，因此在手術(shù)過程中具有導(dǎo)航功能，即指導(dǎo)醫(yī)生進行腫瘤切除、血管縫合等等手術(shù)。本發(fā)明工作原理如下：本發(fā)明利用1064nm近紅外激光激發(fā)熒光染料，通過濾光片過濾后再由高靈敏度相機（Camera）接收，然后經(jīng)由計算機進行數(shù)據(jù)接收和處理工作，最終得到熒光激發(fā)的近紅外II區(qū)成像數(shù)據(jù)。