本发明专利技术涉及一种氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的装置和方法，包括：预先注射光敏剂至目标组织后；使用内窥镜导入的光源照射目标组织，诱导目标组织发生机能或形态变化，进而导致细胞损伤和坏死作用，即为光动力治疗，这种作用必须有氧的参与。因此，通过对比目标组织在光动力作用前后的氧分布图像，定量计算各点氧饱和度值的变化来反映治疗过程中微细血管中氧代谢的变化，从而实时监控光动力治疗效果。
【技术实现步骤摘要】
氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的装置和方法
本专利技术涉及医学和医疗器械。具体是氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的装置和方法。
技术介绍
光动力治疗（PDT）利用病变细胞对光敏剂的选择性摄入和潴留作用，使之在一定时间内较多的存留于病变组织中，此时以特定波长的激光照射病灶部位，在生物组织中分子氧的参与下，可诱发强烈的光化学反应，从而破坏血管和抑制新生血管的，以达到治疗目的。PDT具有组织选择性好、毒副作用低、治疗时间短、能保护容貌和重要器官功能等特点，近年来随着其在技术上的日趋成熟，已广泛应用于肿瘤、皮肤病、炎症、眼科疾病和感染类疾病等。近年来，近红外光谱(NIRS)方法实现人体组织中血氧饱和度的无创、连续监测。当心血管搏动微弱甚至使用体外循环时，脉搏血氧计已无读数，但组织血氧参数无损监测仍能提供信息。因此，近红外光血氧检测方法已经用于监测脑、肌肉、皮瓣,肿瘤等局部组织的血运状况。用NIRS测量氧饱和度而不是血氧饱和度可以大大减少成本；PDT中氧含量是重要的参数，因此，用NIRS检测PDT的治疗效果是一个理想的选择。而以此制成的内窥镜测量氧饱和度来监控光动力治疗效果的装置性能灵敏、快捷，成本低，无创、定量、连续、实时的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的装置和方法。利用氧饱和度内窥镜技术测量目标组织的氧含量分布的特点，通过将光动力治疗前后的氧含量分布和氧饱和度值的变化来评估血管的损伤效果。其操作性能灵敏、快捷、费用低、能够实时准确监控光动力治疗效果。本专利技术用于目标组织监控于研究其光动力治疗效果；而且，本专利技术不仅限于此，还可用于其它监测氧含量的生物体。本专利技术的另一目的在于提供一种实现上述方法的内窥镜装置。本专利技术氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的方法包括：在激光照射聚集了光敏剂的目标组织进行光动力治疗的过程中，对比目标组织在光动力作用前后的氧分布图像，通过定量计算氧饱和度数值的改变来反映目标组织的改变，从而实时监控光动力治疗的效果。进一步地，预先注射光敏剂至目标组织后；在内窥镜导入的激光照射目标组织进行光动力治疗，对比目标组织在光动力作用前后的氧分布图像，通过定量计算各点氧饱和度值的变化来反映治疗过程中微血管的氧代谢变化，从而实时监控目标光动力治疗效果。进一步地，用内窥探头置于目标组织表面，用双波长近红外光源对目标组织进行断层扫描，利用氧合和还原血红蛋白在近红外吸光系数的差异测量氧饱和度的原理，用黑白高感度近红外CCD摄像机拍摄可以得到目标组织的血流分布图。进一步地，包括以下步骤：步骤s100：在光动力治疗前，通过内窥镜定位组织的目标组织，扫描得到光动力治疗前目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s200，进行光动力治疗：即注射光敏剂，待光敏剂集中在目标组织后用相应光敏剂吸收波长的光源照射，使目标组织发生热反应和不可逆转的化学反应；步骤s300，在光动力治疗照射过程中，连续扫描得到光动力治疗时目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s400，在光动力治疗结束后，继续扫描得到光动力治疗后目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s500，对采集的目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值进行数据处理，通过治疗前后微血管中氧代谢的对比来评估光动力治疗的效果。进一步地，所述步骤s100和步骤s400中光源组件采用氧饱和度内窥镜的光源；所述步骤s200光源采用光动力治疗光源；所述步骤s300同时采用两种光源。所述光动力治疗光源与双波长光源共焦；光动力治疗光源取决于光敏剂的吸收峰；双波长光源分别为760nm和850nm；如果光敏剂的吸收峰介于760nm和850nm之间，则双波长光源可充当光动力治疗光源。两种光源均为LED光纤输出光源；光源前端放置的同步单波长滤光片切换器上有两个圆孔，双波长光源从不同的圆孔出射，扫描所定位的目标组织；光源通过光纤连接到探头；近距离照射病灶区域时光功率密度可达0.1~1W/cm2量级进一步地，所述步骤s100、步骤s300和步骤s400中的扫描过程是通过计算机的控制系统软件控制同步控制系统；同步控制系统控制光源发射的光源与黑白近红外高感度CCD摄像机同步，光源发射的光源经过某一滤光片时，经由同步控制系统反馈的触发信号，计算机的控制系统软件接到同步控制系统的触发信号后给黑白近红外高感度CCD摄像机拍摄指令而完成自动扫描过程。进一步地，所述步骤s100、步骤s300和步骤s400中的采集过程是由数据采集卡无失真地采集近红外高感度CCD摄像机拍摄目标肿瘤组织的光学图像，并把视频信号转化为数字信号并传送到计算机；计算机内的图像处理软件用算法实现凸显微小血管及病灶区域。进一步地，所述步骤s500中氧含量分布图和氧含量的定量计算是通过计算机中的图像处理软件根据改进的朗伯特-比尔定律和吸光度加和定律独立地推导出氧含量的计算公式，氧成像诊断系统显示组织的血管分布图和定量给出局部氧含量。进一步地，一种实现上述方法的装置，包括光源组件、单波长滤光片切换器、光学耦合器、内窥探头组件、近红外高感度CCD摄像机、信号采集组件、计算机和同步控制系统；所述信号采集组件、控制组件与计算机依次电气连接；所述单波长滤光片切换器设置在所述光源组件的前端；所述单波长滤光片切换器上有两个圆孔,其分别为760nm波长通过的窗口和850nm波长通过的窗口；这样，单波长滤光片切换器在单一时间内只通过一种波长，实现单波长成像；所述内窥探头组件包括内窥探头和探头保护装置，探头保护装置安装于内窥探头的前端；所述内窥探头包括一束传输光源的光纤和多束收集散射光的光纤；内窥探头的最外围是起保护作用的导管；所述传输光源的光纤的输出端为球形扩展尖端；所述光学耦合器安装于单波长滤光片切换器和内窥探头组件之间；光源组件发出双波长近红外光从单波长滤光片切换器出射，经光学耦合器进入传输光源的光纤，然后经传输光源的光纤的输出端扫描定位目标组织，目标组织激发的散射光由多束收集散射光的光纤收集；同步控制系统与光源组件中的光源和近红外高感度CCD摄像机用导线或数据线相连；同时，同步控制系统与计算机相连。所述的多束收集散射光的光纤通过光学耦合器与近红外高感度CCD摄像机相连；所述近红外高感度CCD摄像机与数据采集卡电气相连，所述数据采集卡与计算机连接；所述计算机内安装有控制系统软件和图像处理软件；所述图像处理软件包括氧成像诊断系统；所述氧成像诊断系统包括数据图像采集系统、氧成像算法系统、氧值辅助分析系统。进一步地，所述光源组件中的光源包括光动力治疗光源和氧饱和度内窥镜的光源；所述氧饱和度内窥镜的光源是双波长近红外光，双波长近红外光包括760nm近红外光和850nm近红外光；光源组件中的光动力治疗的光源取决于光敏剂的吸收波长，当它位于双波长光源760nm和850nm的区域时，光动力治疗光源和氧饱和度内窥镜的光源共同使用同一光源；所述光源组件中的光源均为LED光源。进一步地，所述同步控制系统由单片机和继电器组成，单片机控制继电器，继电器控制光源组件发射光源的持续时间和切换顺序，同时单片机控制探头组件，控制近红外高感度CCD摄像机能同步拍摄到每一次单波长激发的散射光。本专利技术与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的方法，其特征在于,预先注射光敏剂至目标组织后；在内窥镜导入的激光照射目标组织进行光动力治疗，对比目标组织在光动力作用前后的氧分布图像，通过定量计算各点氧饱和度值的变化来反映治疗过程中微血管的氧代谢变化，从而实时监控目标光动力治疗效果。
【技术特征摘要】
1.氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的方法，其特征在于,预先注射光敏剂至目标组织后；在内窥镜导入的激光照射目标组织进行光动力治疗，对比目标组织在光动力作用前后的氧分布图像，通过定量计算各点氧饱和度值的变化来反映治疗过程中微血管的氧代谢变化，从而实时监控目标光动力治疗效果。2.氧饱和度内窥镜监控光动力治疗效果的方法，其特征在于,用内窥探头置于目标组织表面，用双波长近红外光源对目标组织进行断层扫描，利用氧合和还原血红蛋白在近红外吸光系数的差异测量氧饱和度的原理，用黑白高感度近红外CCD摄像机拍摄可以得到目标组织的血流分布图。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s100：在光动力治疗前，通过内窥镜定位组织的目标组织，扫描得到光动力治疗前目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s200，进行光动力治疗：即注射光敏剂，待光敏剂集中在目标组织后用相应光敏剂吸收波长的光源照射，使目标组织发生热反应和不可逆转的化学反应；步骤s300，在光动力治疗照射过程中，连续扫描得到光动力治疗时目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s400，在光动力治疗结束后，继续扫描得到光动力治疗后目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值；步骤s500，对采集的目标组织的氧分布图像及对应的定量氧饱和度值进行数据处理，通过治疗前后微血管中氧代谢的对比来评估光动力治疗的效果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s100和步骤s400中光源组件采用氧饱和度内窥镜的光源；所述步骤s200光源采用光动力治疗光源；所述步骤s300同时采用两种光源。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s100、步骤s300和步骤s400中的扫描过程是通过计算机的控制系统软件控制同步控制系统；同步控制系统控制光源发射的光源与黑白近红外高感度CCD摄像机同步，光源发射的光源经过某一滤光片时，经由同步控制系统反馈的触发信号，计算机的控制系统软件接到同步控制系统的触发信号后给黑白近红外高感度CCD摄像机拍摄指令而完成自动扫描过程。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s100、步骤s300和步骤s400中的采集过程是由数据采集卡无失真地采集近红外高感度CCD摄像机拍摄目标肿瘤组织的光学图像，并把视频信号转化为数字信号并传送到计算机；计算机内的图像处理软件用算法实现凸显微小血管及病灶区域。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s500中氧含量分布图和氧含量的定量计...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江华，苏美英，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44
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