新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]胃癌是嚴(yán)重威脅人類生命健康的惡性腫瘤之一，全球范圍內(nèi)，其發(fā)病率位居惡性腫瘤第四位，病死率位居第二，亞洲是胃癌的高發(fā)地區(qū)，尤以中國、日本和韓國為重，我國胃癌發(fā)病率位居惡性腫瘤第二位，病死率居第一位，且死亡人數(shù)占全球胃癌死亡人數(shù)的44%，因此，提高胃癌患者生存率是我國胃癌工作者的首要任務(wù)和工作難點，胃癌的高病死率與發(fā)現(xiàn)時病變已處于晚期密切相關(guān)，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，晚期胃癌術(shù)后5年的生存率不足61 %，而早期胃癌可達84%?99%，對于小胃癌和微小胃癌，術(shù)后10年生存率可達100%，因此胃癌的早期診斷是降低胃癌病死率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和有效手段；然而，早期胃癌沒有特異性的癥狀出現(xiàn)，現(xiàn)行的胃鏡加活檢的診斷方法主要依據(jù)腫瘤形態(tài)學(xué)的改變，因而難以發(fā)現(xiàn)早期胃癌；研究表明，腫瘤細胞分子功能改變早于形態(tài)學(xué)變化，研發(fā)可識別早期胃癌分子功能改變，同時提高形態(tài)學(xué)診斷精確度的全新內(nèi)鏡系統(tǒng)，將大大提前胃癌診斷與處置時間，是未來胃鏡系統(tǒng)設(shè)計和研發(fā)的發(fā)展方向。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，通過一次下鏡即可實現(xiàn)多種功能，有效解決多次下鏡存在的病變信號和圖像配準(zhǔn)的問題，本發(fā)明的內(nèi)鏡系統(tǒng)能夠節(jié)省手術(shù)時間減輕病患痛苦，并大大降低了目前國內(nèi)此類手術(shù)的手術(shù)費用。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，包括用于進入人體腔道采集影像信息的內(nèi)鏡模塊，所述內(nèi)鏡模塊包括鏡管和安裝在鏡管前端的內(nèi)鏡探頭，所述內(nèi)鏡探頭內(nèi)設(shè)置有照明光纖，內(nèi)鏡探頭在軸向上還開設(shè)有若干通道，分別用于安裝契倫科夫內(nèi)鏡的傳像光纖束和激光共聚焦內(nèi)鏡的傳像光纖束，以及白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)，內(nèi)鏡探頭在軸向上還開設(shè)有一用于噴水清洗鏡頭的水道。
[0005]所述白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)包括設(shè)置在內(nèi)鏡探頭端面的圖像傳感耦合鏡頭和用于傳輸信號的視頻傳感器。
[0006]所述圖像傳感耦合鏡頭由微型光學(xué)鏡頭和微型圖像傳感器CCD攝像機構(gòu)成，用于進行圖像拍攝。
[0007]所述激光共聚焦內(nèi)鏡的傳像光纖束可拆卸的設(shè)置于內(nèi)鏡探頭的通道中，此通道取出激光共聚焦內(nèi)鏡后作為工作通道。
[0008]所述契倫科夫內(nèi)鏡傳像光纖束、激光共聚焦內(nèi)鏡傳像光纖束以及白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)安裝于內(nèi)鏡探頭的不同通道中。
[0009]所述內(nèi)鏡探頭前端面上安裝有鏡頭蓋片。
[0010]所述鏡管后端連接有用于處理信號的外部模塊，所述外部模塊連接至計算機。
[0011]所述外部模塊包括:完成電子內(nèi)鏡探頭所采集到的視頻信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換與輸出處理的白光電子內(nèi)鏡模塊、完成激光掃描控制和共聚焦光信號采集的激光共聚焦內(nèi)鏡模塊和完成契倫科夫熒光信號采集的契倫科夫熒光內(nèi)鏡模塊。
[0012]所述白光電子內(nèi)鏡模塊包括視頻處理系統(tǒng)和照明光源，照明光源采用LED，照明光源通過照明光纖為白光電子內(nèi)鏡提供照明，設(shè)置于內(nèi)鏡探頭前端的圖像傳感耦合鏡頭拍攝到的視頻信號經(jīng)過導(dǎo)線傳輸?shù)揭曨l處理系統(tǒng)處理后傳給計算機；
[0013]激光共聚焦內(nèi)鏡模塊包括光電探測器、激光器、二向色鏡、X向掃描振鏡、Y向掃描振鏡、濾波片、針孔和設(shè)置在內(nèi)窺探頭中高耦合效率的耦合透鏡和位置可調(diào)的物鏡，激光器提供照明光源，經(jīng)過光源針孔獲得點光源被二向色鏡反射進入掃描光路，計算機控制高精度的X和Y兩個方向上的X向掃描振鏡和Y向掃描振鏡實現(xiàn)激發(fā)光導(dǎo)入傳像光纖在成像焦平面上快速逐點掃描，成像平面上的反射光經(jīng)過同樣的光路通過二向色鏡和濾波片后，最終只有熒光信號被探測針孔匯聚于光電探測器上；
[0014]所述契倫科夫熒光內(nèi)鏡模塊包括光電信號采集設(shè)備、契倫科夫傳像光纖束、耦合鏡頭和成像暗箱，契倫科夫內(nèi)鏡模塊完成核素所發(fā)出的契倫科夫熒光圖像的采集，核素高吸收的腫瘤組織所發(fā)出的契倫科夫熒光信號經(jīng)由契倫科夫傳像光纖束，經(jīng)過耦合鏡頭，投射于高靈敏度CCD相機上，所采集的契倫科夫熒光圖像經(jīng)過視頻數(shù)據(jù)線傳輸?shù)揭曨l處理系統(tǒng)進一步處理。
[0015]所述激光共聚焦內(nèi)鏡為探頭式激光共聚焦內(nèi)鏡。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果，基于白光電子內(nèi)鏡具有檢查視野范圍大的優(yōu)點，在白光電子內(nèi)鏡檢查結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過契倫科夫熒光內(nèi)鏡實現(xiàn)特異性分子功能成像，通過共聚焦內(nèi)鏡進行亞細胞水平分辨率的細胞結(jié)構(gòu)成像和共聚焦顯微成像，進一步進行黏膜層的體內(nèi)組織學(xué)實時成像，本發(fā)明融合高清白光電子內(nèi)鏡、契倫科夫熒光內(nèi)鏡(eCLI)和基于探頭的共聚焦顯微內(nèi)鏡(pCLE)，將三種成像系統(tǒng)融于一體形成新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，針對早期消化道腫瘤微小病灶，實現(xiàn)了形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝功能和顯微結(jié)構(gòu)三種信息融合成像，為消化道腫瘤的早期檢測、良惡性判斷、分期等診斷過程提供強有力的工具；而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，將通過一次下鏡即可實現(xiàn)多種功能，有效的解決了多次下鏡存在的病變信號和圖像配準(zhǔn)的問題，而且一次下鏡大大減輕了病患痛苦，并大大降低了目前國內(nèi)此類手術(shù)的手術(shù)費用，節(jié)省手術(shù)時間。
[0017]進一步的，將激光共聚焦內(nèi)鏡取出后，激光共聚焦內(nèi)鏡所在通道作為工作通道進行套扎、擴張、活檢或取異物等操作，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作簡單。
[0018]進一步的，本發(fā)明的多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)中，不同的內(nèi)鏡使用各自獨立的光學(xué)通道，保證各自能夠正常穩(wěn)定工作而不相互干擾。
【【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明內(nèi)鏡探頭端面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明外部模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖中:1-內(nèi)鏡模塊，11-鏡管，12-白光電子內(nèi)鏡模塊，121-視頻處理系統(tǒng)，122-照明光源，13-內(nèi)鏡探頭，14-契倫科夫熒光內(nèi)鏡模塊，141-光電信號采集設(shè)備，142-契倫科夫傳像光纖束，143-耦合鏡頭，15-照明光纖，16-激光共聚焦內(nèi)鏡模塊，161-激光器，162-光源針孔，163-二向色鏡，164-X向掃描振鏡，165-Y向掃描振鏡，166-濾波片，167-探測針孔，168-光電探測器，31-契倫科夫內(nèi)鏡光路系統(tǒng)，33-激光共聚焦內(nèi)鏡，35-白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)，37-水道。
【【具體實施方式】】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0024]參見圖1和圖2，一種新型多模態(tài)消化內(nèi)鏡系統(tǒng)，包括用于進入人體腔道采集影像信息的內(nèi)鏡模塊1，內(nèi)鏡模塊I包括鏡管11和安裝在鏡管11前端的內(nèi)鏡探頭13，鏡管11后端連接有用于處理信號的外部模塊，外部模塊包括:完成電子內(nèi)鏡探頭所采集到的視頻信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換與輸出處理的白光電子內(nèi)鏡模塊12、完成激光掃描控制和共聚焦光信號采集的激光共聚焦內(nèi)鏡模塊16和完成契倫科夫熒光信號采集的契倫科夫熒光內(nèi)鏡模塊14，內(nèi)鏡探頭13內(nèi)設(shè)置有照明光纖15，外部模塊的信號輸出端連接計算機；
[0025]內(nèi)鏡探頭13內(nèi)設(shè)置有照明光纖15，內(nèi)鏡探頭13在軸向上還開設(shè)有若干通道，分別用于安裝契倫科夫內(nèi)鏡的傳像光纖束31、激光共聚焦內(nèi)鏡的傳像光纖束33和白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)35，契倫科夫內(nèi)鏡傳像光纖束31、激光共聚焦內(nèi)鏡傳像光纖束33以及白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)35安裝于不同通道中，保證各自能夠正常穩(wěn)定工作而不相互干擾，激光共聚焦內(nèi)鏡的傳像光纖束33可拆卸的設(shè)置于通道中，此通道取出激光共聚焦內(nèi)鏡后作為工作通道，進行套扎、擴張、活檢或取異物等操作；
[0026]白光電子內(nèi)鏡系統(tǒng)35包括設(shè)置在內(nèi)鏡探頭13端面的圖像傳感耦合鏡頭和用于傳輸信號的視頻傳感器，圖像傳感耦合鏡頭由微型光學(xué)鏡頭和微型圖像傳感器CCD攝像機構(gòu)成，圖像傳感耦合鏡頭是進入身體內(nèi)部用來觀察和拍攝圖像的，是圖形采集部分，白光電子內(nèi)鏡鏡頭的視場、觀察角度、方向等均可以調(diào)節(jié)，視頻處理系統(tǒng)將圖像傳感耦合鏡頭拍攝到的視頻信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換提供給電腦進行后續(xù)處理；
[0027]內(nèi)鏡探頭13在軸向上還開設(shè)有一用于噴水清洗鏡頭的水道37，內(nèi)鏡探頭13前端面上安裝有鏡頭蓋片。
[0028]參見圖3，白光電子內(nèi)鏡模塊包括視頻處理系統(tǒng)121和照明光源122，照明光源122采用LED，照明光源122通過照明光纖15為白光電子內(nèi)鏡提供照明，設(shè)置于內(nèi)鏡探頭11前端的圖像傳感耦合鏡頭拍攝到的視頻信號經(jīng)過導(dǎo)線傳輸?shù)揭曨l處理系統(tǒng)處理后傳給計算機；
[0029]激光共聚焦內(nèi)鏡模塊包括傳像光纖束、光電探測器168、激光器161、二向色鏡163、掃描器、濾波片166、針孔和設(shè)置在內(nèi)窺探頭13中高耦合效率的耦合透鏡和位置可調(diào)的物鏡，耦合透鏡和物鏡實現(xiàn)了組織結(jié)構(gòu)像的采集和光線到光纖束的耦合，耦合透鏡和物鏡之間通過壓電陶瓷連接，利用壓電陶瓷壓電特性，改變壓電晶體的外部輸入電壓致使壓電晶體在Z軸方向上的物理尺寸發(fā)生精確伸縮，從而驅(qū)動物鏡沿著深度方向進行精細地伸縮運動，調(diào)節(jié)物鏡的位置，從而實現(xiàn)物鏡位置的改變；傳像光纖束是進行內(nèi)窺成像不可缺少的關(guān)鍵器件，它主要有兩個作用:一是作為光信號的傳導(dǎo)介質(zhì)，二是照明針孔，傳像光纖束作為該系統(tǒng)的一個重要組成部分對系統(tǒng)的性能起著很大影響，本方案中選擇傳像光纖時應(yīng)著重考慮如下四點:第一，單根光纖纖芯直徑和共聚焦顯微鏡輸出光斑直徑的匹配，如果光斑直徑大于纖芯直徑一部分光將被損耗降低了系統(tǒng)的光輸出效率；另外光還會同時耦合到若干根光纖中這就導(dǎo)致了光纖間的串?dāng)_，嚴(yán)重降低了圖像的分辨率和對比度；第二，光纖數(shù)值孔徑和物鏡數(shù)值孔徑的匹配，光纖的數(shù)值孔徑應(yīng)該小于或等于物鏡的數(shù)值孔徑，如光纖的數(shù)值孔徑大于物鏡的數(shù)值孔徑將有部分有用信號不能被物鏡接收從而降低光的