一种流动血液成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种流动血液成像装置，其特征在于，包括近红外光源，其中，所述的近红外光源发射至少一个波段的近红外射线。本发明专利技术联合应用多波长范围进行红外成像，尤其是联合应用1300nm、1550nm、1800nm，以及1300nm、1700nm波段的射线对流动血液进行成像，可以明显改善心血管图像的清晰度，能够明显改善图像质量。

A mobile blood imaging device

The invention provides a mobile blood imaging device, which is characterized by including near infrared light sources, wherein the near-infrared light source emits at least one band near infrared ray. The combined application of the invention multi wavelength range of infrared imaging, especially the combination of 1300nm, 1550nm, 1800nm, 1300nm, and 1700nm band radiation on blood flow imaging, can improve cardiovascular image clarity, can significantly improve image quality.

【技术实现步骤摘要】
一种流动血液成像装置
本专利技术涉及一种流动血液成像装置。
技术介绍
心脏病是中国和许多其他国家的头号杀手。在中国，心脏病每年导致三百万人死亡。高死亡率和发病率促使专利技术许多药物和设备来干预心脏病的进展。治疗心脏病有许多形式的侵入性治疗，例如心脏病学家将导管插入患者的动脉或静脉，并实施血管成形术，植入起搏器或可植入的除颤器。心脏介入手术目前需要在放射引导下进行。放射学可以显示心脏的微弱的轮廓及其与导管的关系。但放射学仅为心脏病专家提供了粗略的指导，它不能检查心脏和脉管系统的表面，或提供足够的视野来实施一些诸如消融手术的手术。在没有充满血液(例如胃或食道)的体腔中，可以将腔内流体抽空以用于在内窥镜下行可见波成像。在人体组织可视化情况下，术者可以进行手术操作，如烧蚀和缝合。腹腔镜手术在内窥镜引导下实施，允许可视化检查和治疗。这些手术通常在气体环境下进行，以便清晰观察。例如，微创骨科手术依靠内窥镜图像来引导。不幸的是，自常见手术从可视化中受益以来，心脏病学领域没有从这种技术获益。如果能看到心血管系统中组织结构的话，是非常有益于手术进行的。目前在心血管系统成像技术仅限于放射成像，超声和血管镜检查。放射成像是目前用于介入心脏手术的标准方法。它通过大型X射线装置施加在C型臂上，其将围绕患者旋转180度。可以显示患者心脏的轮廓，但这种轮廓是模糊的，微弱的；其中金属导管在图像上最亮。这能够粗略估计导管末端进入心脏结构。C臂需要反复重新定位，以提供更全面的视角。在引导下，一旦导管进入到心脏，它可以放置在冠状动脉中。在血管中，导管远端释放光学敏感染料，在其被血液扩散之前，可以在放射图像上观察一段距离。该技术用于评估冠状动脉中的狭窄区域。然而事实已经表明，这项技术通常低估狭窄程度，因此仅用于粗劣估计狭窄程度。目前冠状动脉血管成形术是将导管插入动脉中，选择目标冠状动脉血管，将可扩张气囊置于病变处并从外界施加压力。随着压力的降低，可扩展的金属结构保持开放状态以支撑支架，从而防止冠状动脉狭窄或闭塞。这个手术长期看来只有大约75-80％的时间内有效。据认为，引起的这些再狭窄主要是由于压力施加不当或支架植入位置不合适。尸解已经发现屈曲的支架可能阻碍冠状动脉的血流量。目前已经开发出冠状动脉内窥镜检查，称为血管镜检查。因为这些装置在可见光谱中操作，所以必须除去血液并用生理盐水替换才可以观察。因为血液在可见波长处是不透明的，血管镜检查只有在血液用透明盐水溶液代替时的情况下才能观察。在动脉成像中，为了使血管腔内可视化，血液必须从视野中完全移除，因为即使少量的红细胞也可能降低图像的清晰度。在血管镜检查中，导管进入靶动脉段，对两个闭塞气囊进行加压，使中间血液移除并用盐水替代。血管镜导管需要多个端口；流体压力端口，灌洗口和内窥镜的端口。因为医生必须定位导管，激活远端和近端气球，从气球之间的口中提取血液并用盐水代替，因此这项技术难度较大。这种繁琐的技术是在1980年代开发的，因为它非常耗时，危险性大，所以很少使用。血管内窥镜导管的体积大，操作复杂以及在手术时血管闭塞时的风险使得该手术不受欢迎，使得其只在几家研究型医院应用。这项技术的失败促进了一项称为管腔内超声的导管超声技术的发展。为了使外科的血管成形术部位可视化，腔内超声由此孕育而生。腔内设备是外部超声设备修改后的一种装置，原本是用于对产前胎儿和心脏瓣膜进行可视化成像。外部超声波设备仅在厘米区域中具有分辨率。更高的分辨率需要更高的频率。从物理角度来说，超声波换能器的频率越高，分辨率越高，并且对组织的穿透力也越低。更高的频率穿透能力低，所以传感器距离组织要非常靠近。为了使血管成形部位可视化，需要约为0.2mm分辨率，意味着需要产生20MHz的装置，而20MHz只能穿透约1厘米的组织，然后消失。因此，为了应用于冠状动脉成像，大多数装置必须小型化，从而可以将其插入阻塞区域的动脉内。在20MHz的频率下，可以仅在一厘米的距离内观察冠状动脉的结构，需要将换能器插入动脉。由于该技术的电驱动器部件在外部的位置将产生电子噪声环境，以至于影响导管成像的分辨率。由于传感器的数量或密度有限，所得到的图像具有边缘分辨率的特点，相当于一个64像素的图像。导管的几何形状使每个像素产生大约6度的动脉壁视野。假设每个像素没有覆盖重叠，并且在接收信号时没有环境噪声的影响。如果动脉内径为5mm，则每个像素能观察到0.26mm的血管壁。事实上，与光在表面反射不同，超声波也被身体组织很大程度地吸收，然后被反射，所以导致图像模糊或重叠。此外，由于接收超声信号仅产生微伏级的反应。在这些频率下，正好高于环境噪声频率。当系统噪声非常接近该频率时，很难产生清晰的信号。因此，超声波图像的质量差是由于(1)超声换能器的数量少(2)被内部组织吸收，和(3)信噪比(信号和周围环境噪声频率比)低。接收像素和信号发射器的位置导致图像前0.2-0.3mm处产生盲点。盲点导致由该装置产生的图像有一些困难的解释。观察冠状动脉的方法是使用血管内超声导管。它由一个单自旋压电换能器组成，它以扇形扫描原理运行，以产生其前视图。连接到换能器的探针旋转以提供完整的图像。并行比较显示该系统和上述技术有相似的结果。上述方法都是光学图像的次级替代品。使用光学系统，一个像素可以相当于有数千个单个光纤束的传统内窥镜，可以清晰观察组织表面，因为光从表面散射而不是被组织吸收，因此，超声图像无法与光学图像比拟，所以一种通过不可见光成像的技术孕育而生。悬浮颗粒液体中的内窥镜下红外成像。经典的方法是将具有光纤的导管插入到患者的脉管系统中。光纤将红外线透射到导管远端处的光学头，该光学头将光传播到血液环境中，使其成像。收集从物体反射的光，并通过光纤传输到红外照相机，从而形成图像。该方法是在红外线中的一个低吸光度区域中选择一种“单色”波长射线来进行的。这些区域范围为800-1350nm，1500-1850nm和2100-2300nm以及更高的区域。因为这些区域中的任一波长都具有足够低的吸收和足够低的散射能力，所以能够穿透厘米级的血液从而对心血管结构进行成像。这些多波段可以来自相同或不同的红外射线区域。但这种技术获得的图像上会有散斑，同时因为散射能力(和清晰度相关)与波长的平方成反比(米氏散射)，而穿透力(与吸收相关)与波长大致成反相关，所以单色波长红外成像的图像受散射和吸光度的影响导致图片分辨率低。
技术实现思路
鉴于上述技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是通过联合使用多波段红外射线在流动血液的环境中进行成像，从而克服现有技术对心血管结构成像的上述不足。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种流动血液成像装置，其特征在于，包括近红外光源，其中，所述的近红外光源发射至少一个波段的近红外射线。优选地，所述的波段处于波长范围1200-1400nm，1450-1750nm以及1700-1900nm之中。更优选地，所述的近红外射线发射两个波段的近红外射线，该波段的波长范围分别为1300±50nm和1800±50nm。更优选地，所述的近红外射线发射三个波段的近红外射线，该波段的波长范围分别为1300±50nm、1550±50nm和1800±50nm。更优选地，所述的近红外射线发射三个波段的近红外射线，该波段的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流动血液成像装置，其特征在于，包括近红外光源，其中，所述的近红外光源发射至少一个波段的近红外射线。

【技术特征摘要】
1.一种流动血液成像装置，其特征在于，包括近红外光源，其中，所述的近红外光源发射至少一个波段的近红外射线。2.如权利要求1所述的流动血液成像装置，其特征在于，所述的波段处于波长范围1200-1400nm，1450-1750nm以及1700-1900nm之中。3.如权利要求2所述的流动血液成像装置，其特征在于，所述的近红外射线发射两个波段的近红外射线，该波段的波长范围分别为1300±50nm和1800±50nm。4.如权利要求2所述的流动血液成像装置，其特征在于，所述的近红外射线发射三个波段的近红外射线，该波段的波长范围分别为1300±50nm、1550±50nm和1800±50nm。5.如权利要求2所述的流动血液成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文硕，季敏标，魏来，王春生，陆云涛，
申请(专利权)人：复旦大学附属中山医院，季敏标，
类型：发明
国别省市：上海,31