本实用新型专利技术涉及一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，包括硬式内窥镜、激光器、白光冷光源、光路切换装置、白光/荧光光谱系统、摄像系统、拉曼光纤探头、光纤固定装置、转向装置、拉曼光谱仪、数据处理系统和显示装置。本实用新型专利技术巧妙地将常用的硬式内窥镜与拉曼光纤探头有机相结合，使得拉曼光纤探头与硬式内镜同时到达人体腔内组织附近，实现多种光学信号的同时检测，可有效提高组织病变诊断的灵敏度和特异性，从而为活体组织的无损、快速诊断提供新的有效手段，具有重要的应用价值；其拉曼光纤探头可通过转向装置，实现与硬式内窥镜的灵活固定和拆卸；具有结构简单、使用方便、实用性强、成本低、可拆卸、光学成像质量高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，尤其是用于人体腔内组织病变诊断的光学检测装置。
技术介绍
癌症是一种严重威胁人类健康的疾病，已成为人类疾病相关死亡首要原因。《中国肿瘤统计年报》显示：我国每年新发癌症病例为350万，因癌症死亡的有250万。在癌症的治愈率上，目前发达国家已达65%，而我国仅有25%左右。在癌症的治愈率上，目前发达国家已达65%，而我国仅有25%左右，癌症的治愈率与癌症发现的阶段密切相关，若在早期发现其治愈率就会极大提高。然而许多癌症患者早期并无明显症状，甚难发现，如鼻咽癌。内窥镜是一种常用的医疗器械，经人体的腔道，或者是经手术做的小切口进入人体腔内，观察其腔内病变，确定其部位、范围，可进行手术和摄像，是诊疗的可靠工具，在临床上得到广泛应用。然而，现有的医用窥镜检测系统大多依赖于传统白光反射内窥镜（如纤维内窥镜、电子内窥镜等）观察癌症的形态学病变，诊断时，单凭医生的肉眼观察，结合个人经验，对组织异常部位结构和形状进行判断和识别，微小的组织病变可能难以观察到，从而大大降低了诊出率，造成漏诊或误诊，在早期癌症的临床诊断上存在一定的困难。同时，目前成像质量较好的电子内窥镜价格相对昂贵，而纤维内窥镜存在网络图像分辨率较低、易出现盲点等缺陷。硬式内窥镜结构简单，利用透镜、棱镜、反光镜等光学元件构成，通过各透镜间实现共焦传输，图像质量高，可以直接观看，也可以经接口与 CCD 摄像器件相连，且价格较低，目前使用范围较为广泛，如鼻咽镜、膀胱镜、腹腔镜、关节镜等。单独采用荧光光谱（或荧光图像）进行组织病变的诊断具有了较高的灵敏度，但由于其特异性较差从而限制了其在临床上的应用；拉曼光谱是一种非弹性散射光谱，可以获得物质丰富的分子结构、振动模式、官能团等指纹信息，不需要复杂的样品准备过程，生物组织中水分干扰小，对蛋白质、核酸、磷脂和糖分的生化成分变化非常敏感等优势，可广泛应用于生物分子结构的分析，是一种无损、快速、高灵敏度的光学检测技术。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，该装置基于硬式内窥镜，将白光/荧光成像系统、荧光光谱系统、拉曼光谱系统等多种检测手段有机结合起来，以对可疑部位进行综合检测，可提高诊断的灵敏度和特异性，从而为活体组织的无损、快速诊断提供新的有效手段。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，包括硬式内窥镜、激光器、拉曼光谱仪和拉曼光纤探头，所述硬式内窥镜连接有用于接收白光冷光源发出的白光的光路切换系统，所述硬式内窥镜的光学接口一路连接有摄像系统，所述硬式内窥镜的光学接口另一路通过光谱传导光纤连接至白光/荧光光谱仪，所述光路切换系统、摄像系统、白光/荧光光谱仪以及拉曼光谱仪均与数据处理系统电性连接，所述数据处理系统电性连接有显示装置，所述拉曼光纤探头包含连接至激光器的激发光纤和连接至拉曼光谱仪的收集光纤，所述拉曼光纤探头内嵌于转向装置中，所述转向装置固定于硬式内窥镜的镜身上使得拉曼光纤探头可随硬式内窥镜进入人体腔内且拉曼光纤探头端面和硬式内窥镜端面同时到达被检组织附近。进一步的，所述转向装置包含转向手柄、蛇管和硬质套管，所述蛇管上端与转向手柄下部刚性连接，所述蛇管下端内嵌于硬质套管中并刚性连接；所述转向手柄下部内设有钢丝通道和光纤通道，所述拉曼光纤探头设置于光纤通道内，所述钢丝通道内设有转向钢丝，所述转向钢丝一端与位于转向装置弯曲部的蛇管内壁固定连接；所述转向手柄上部内设置有与转向钢丝另一端固定连接的转向滑块，所述转向手柄上部外设置有转向拨杆，所述转向手柄上安装有一端与转向拨杆刚性连接、另一端与转向滑块刚性连接的转向轴，所述转向滑块上部与归位弹簧下端固定连接，所述归位弹簧上端与转向手柄内壁固定连接。进一步的，所述硬式内窥镜的镜身与位于转向装置直线部的蛇管通过固定装置进行可拆卸式连接。进一步的，所述固定装置为具有内窥镜通道和机械通道的金属套管，所述硬式内窥镜的镜身设置于内窥镜通道内，位于转向装置直线部的蛇管设置于机械通道内。抑或，所述固定装置为热缩管，所述硬式内窥镜的镜身和位于转向装置直线部的蛇管一起设置于热缩管内。进一步的，所述硬式内窥镜的视向角为0°、30°或70°。进一步的，所述硬式内窥镜为鼻咽镜、膀胱镜、子宫镜、声带关节镜或输尿管-肾镜。进一步的，所述激光器为近红外激光器。进一步的，所述数据处理系统为计算机。与现有技术相比较，本技术具有以下优点：该装置具有结构简单、使用方便、实用性强、成本低、可拆卸、光学成像质量高等优点，其巧妙地将目前广泛使用、成像质量高的、结构简单的硬式内窥镜与拉曼光纤探头有机相结合，使得拉曼光纤探头与硬式内镜同时到达人体腔内组织附近，实现多种光学信号（含光学图像、光谱信号）的同步、实时检测，所获取的光学信号可有效提高组织病变诊断的灵敏度和特异性，从而为活体组织的无损、快速诊断提供新的有效手段，具有重要的应用价值；同时，其拉曼光纤探头可内置于转向装置，并通过固定装置实现与硬式内窥镜的灵活固定和拆卸。另外，该装置的转向装置可采用端部装有转向钢丝的蛇管，拉曼光纤探头内嵌于蛇管内部，并可通过蛇管端部的转向钢丝的牵引进行转向，实现光纤端部在人体腔内的方向调整，从而满足在腔内不同角度观察的需要；其光路切换系统能够快速进行不同光学模式（如白光或荧光）的切换，从而获取经硬式内窥镜观察到的腔内被测组织部位的不同模式的光学图像和光谱信号；所采用的硬式内窥镜可根据实际需要，选用不同视向角的内窥镜（如0°，30°，70°的视向角等），以及选用不同类型（功能）的硬式内窥镜，如鼻咽镜，膀胱镜，子宫镜，声带关节镜，输尿管-肾镜等，从而满足不同观察情况的需要。下面结合附图和实施例对本技术做进一步的阐述。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图。图2为图1中转向装置的结构示意图。图3为图1中以金属套管作为固定装置的A-A截面图。图4为图1中以热缩管作为固定装置的A-A截面图。图5为三种不同视向角的硬式鼻咽镜的应用示例图。图6为本技术应用例所观察到的组织白光图像。图7为本技术应用例所观察到的组织荧光光图像。图8为本技术应用例所测量到的组织反射光谱图。图9为本技术应用例所测量到的组织荧光光谱图。图10为本技术应用例所测量到的组织拉曼光谱图。图中：1、显示装置；2、数据处理系统；3、拉曼光谱仪；4、白光/荧光光谱仪；5、白光冷光源；6、光路切换系统；7、激光器；8、激发光纤；9、收集光纤；10、摄像系统；11、光谱传导光纤；12、光学接口；13、转向装置；14、硬式内窥镜；15、固定装置；16、硬质套管；17、弯曲部；18、转向钢丝；19、转向滑块；20、转向拨杆；21、转向轴；22、归位弹簧；23、转向手柄；24、钢丝通道；25、光纤通道；26、金属套管；27、内窥镜通道；28、机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，其特征在于：包括硬式内窥镜、激光器、拉曼光谱仪和拉曼光纤探头，所述硬式内窥镜连接有用于接收白光冷光源发出的白光的光路切换系统，所述硬式内窥镜的光学接口一路连接有摄像系统，所述硬式内窥镜的光学接口另一路通过光谱传导光纤连接至白光/荧光光谱仪，所述光路切换系统、摄像系统、白光/荧光光谱仪以及拉曼光谱仪均与数据处理系统电性连接，所述数据处理系统电性连接有显示装置，所述拉曼光纤探头包含连接至激光器的激发光纤和连接至拉曼光谱仪的收集光纤，所述拉曼光纤探头内嵌于转向装置中，所述转向装置固定于硬式内窥镜的镜身上使得拉曼光纤探头可随硬式内窥镜进入人体腔内且拉曼光纤探头端面和硬式内窥镜端面同时到达被检组织附近。
【技术特征摘要】
1.一种新型的内窥光谱图像与信号检测装置，其特征在于：包括硬式内窥镜、激光器、拉曼光谱仪和拉曼光纤探头，所述硬式内窥镜连接有用于接收白光冷光源发出的白光的光路切换系统，所述硬式内窥镜的光学接口一路连接有摄像系统，所述硬式内窥镜的光学接口另一路通过光谱传导光纤连接至白光/荧光光谱仪，所述光路切换系统、摄像系统、白光/荧光光谱仪以及拉曼光谱仪均与数据处理系统电性连接，所述数据处理系统电性连接有显示装置，所述拉曼光纤探头包含连接至激光器的激发光纤和连接至拉曼光谱仪的收集光纤，所述拉曼光纤探头内嵌于转向装置中，所述转向装置固定于硬式内窥镜的镜身上使得拉曼光纤探头可随硬式内窥镜进入人体腔内且拉曼光纤探头端面和硬式内窥镜端面同时到达被检组织附近。
2.根据权利要求1所述的新型的内窥光谱图像与信号检测装置，其特征在于：所述转向装置包含转向手柄、蛇管和硬质套管，所述蛇管上端与转向手柄下部刚性连接，所述蛇管下端内嵌于硬质套管中并刚性连接；所述转向手柄下部内设有钢丝通道和光纤通道，所述拉曼光纤探头设置于光纤通道内，所述钢丝通道内设有转向钢丝，所述转向钢丝一端与位于转向装置弯曲部的蛇管内壁固定连接；所述转向手柄上部内设置有与转向钢丝另一端固定连接的转向滑块，所述转向手柄上部外设置有转向拨杆，所述转向手柄上安装有一端与转向拨杆刚性连...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣，黄伟，冯尚源，黄祖芳，陈冠楠，林居强，李永增，吴姗姗，陈茂文，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：新型
国别省市：福建;35
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