一种多模态内窥镜及内窥成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多模态内窥镜及内窥成像系统，通过结合超声成像，光学相干层析成像，荧光成像和电子内窥镜成像，具有拍摄光学系统和拍摄元件，被向被检体的消化道(食道、胃、十二指肠、大肠)或者呼吸道(气管、支气管)插入，能够进行消化道、呼吸道的拍摄；设有成像原理不同的光学相干成像装置和荧光成像装置，二者分别与图像处理装置信号连接，且利用波分复用器相结合作为荧光成像系统，可结合各种成像装置的优点获取组织器官的医学影像，有助于捕获更准确的组织器官的层析图。与现有技术相比，本发明专利技术可以提供一种性能优异的一种多模态成像内窥镜及内窥系统。

【技术实现步骤摘要】
一种多模态内窥镜及内窥成像系统
本专利技术涉及医疗器械
，尤其是涉及一种多模态内窥镜及内窥成像系统。
技术介绍
近些年来，新成像技术的不断发展为疾病的早期诊断提供了新的手段，包括超声内窥成像，光学相干层析成像，荧光成像，共聚焦成像等等。超声内窥镜(EndoscopicUltrasonographySystem，EUS)是一种集成超声波与内窥镜为一体的医疗设备。当超声内窥镜的弯曲部插入人体以后，通过前端部的内窥镜探头对内脏器官进行断层扫描，从而获得内脏器官的超声图像。由于超声成像的探测深度很深，所以超声内窥镜在国内大型医院内镜室的诊断和治疗都有着十分重要的作用。光学相干成像(OpticalCoherenceTomography，OCT)具有高分辨率，无接触，无损伤几个方面的特点。内窥OCT(EndoscopicOCT,E-OCT)作为OCT技术的重要分支，通过探头将光引导至待测器官组织处，可以克服光穿透深度有限的弱点，从而获得人体内器官深度高分辨的层析图像，通过组织形态学的研究，实现疾病的早期治疗。荧光成像(FluorescenceImaging)是荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定范围内与荧光素的量呈线性关系。荧光是一种特异性高的分子，结合荧光成像和OCT就可以同时分析组织的结构和成分，可为胰胆管早期病变提供精准的影像手段。然而，目前尚无用于器官早期病变的OCT/荧光内窥成像研制。综上所述，对于体内早期疾病的诊断，综合在体、断层成像、高分辨率和成像深度几个方面的临床要求。综合每种成像技术的特点，提供一种多模态的内窥镜和成像系统就显得尤为重要。中国专利CN201910378525.1提供了一种能够抑制光纤的折损且安装性及操作性也优异的内窥镜。该内窥镜具备导光器，该导光器将由光源装置生成的照明光通过内窥镜的内部并从光源装置经过内窥镜的操作部引导至内窥镜的插入部的前端部。这种设计可进行实时成像，但却无法进行多模态的成像，从而无法提供更准确的组织器官的层析图像。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多模态内窥镜及内窥成像系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多模态内窥镜，包括：插入部，用于将光信号转换为电信号，并在接受到电信号后经由信号线将信号传输至连接部，传输回的电信号进入电子内窥镜系统装置中，并经过图像处理后进显现；所述的插入部包括依次设置的前端部、弯曲部和挠性管部，所述的前端部包括侧向列排布的用于与超声内窥成像装置通过信号线连接的超声波换能器，探头，用于与OCT成像观测装置通过光纤连接的光学聚焦模块，用于接收光学信号的摄像元件以及用于放置活检钳和其他治疗器械的处置器具通道；操作部，用于对插入部的前端部进行供气、供水、负压吸引操作，对插入部的弯曲部进行弯曲操作，并控制处置器具通过处置器具通道输送至体腔；连接部，用于将插入部与电子内窥镜系统装置连接。进一步地，所述的前端部为顶端硬质结构，多个超声换能器侧向列排布在硬质结构的前端部外表面。进一步地，所述的插入部还包括照明窗以及用以将光传输到照明窗进行照明的单模光纤。进一步地，所述的操作部设于插入部的基端侧，所述的操作部包括用于对弯曲部进行弯曲操作的弯曲旋钮，用于向插入部的前端部进行供气、供水的供气供水管，用于通过内窥镜内部吸去插入部的前端部多余的液体的负压吸引管，以及用于与操作部的处置器具通道连接的处置器具插入口。所述的探头包括用于保持位于前方视野照明的所述的照明窗，用于吸出多余的液体管的端部负压吸引装置窗，用于保持送水管的端部，并用于保持送气管的端部供水、供气窗，用于保持处置器具通道的端部的与处置器具插入口连通的处置器具通道窗，以及用于电子内窥镜装置的数据传输的摄像装置观察窗。所述的光学聚焦模块为半球状聚焦球透镜，所述的半球状聚焦球透镜的水平底面上设有镀金反射膜，该水平底面与光纤的轴向呈45°角，所述的半球状聚焦球透镜除水平底面外的其他部分与多模光纤融合。所述的摄像元件通过将接收到的光信号转变成电信号，并经由信号线传输至电子内窥镜成像装置中后，通过图像处理装置进行显现。一种多模态内窥成像系统，该系统包括：所述的多模态内窥镜；图像处理装置，分别与OCT成像观测装置、荧光成像装置、超声成像装置信号连接，用于根据用户的操作输出控制信号，并根据接收到的反馈信号生成组织器官的多模态影像；超声成像装置，与多模态内窥镜的超声换能器通过信号线连接，用于根据所述控制信号输出超声控制信号，使所述超声换能器向待测样品组织发射超声波、并将返回的反馈超声波转换为超声反馈信号；OCT成像观测装置，与半球形聚焦球透镜通过光纤连接，用于根据控制信号输出光信号，所述的光信号通过半球形聚焦球透镜到达待测样品组织，并接收采集的待测样品组织反馈的光信号；荧光成像观测装置，利用波分复用器与OCT成像观测装置构成荧光成像系统，用于将光学相干成像样品臂光源和荧光激励光源整合到同一单模宽带光纤光路；电子内窥镜系统装置，用于与多模态内窥镜的插入部连接，用于对插入部传输回的电信号进行图像处理并显现。进一步地，本专利技术多模态内窥成像系统采用双包层光纤耦合器收集发射的光，并采用半导体激光作为荧光成像的激发光源。进一步地，所述的OCT成像观测装置采用高速VECSEL光源，所述的荧光成像系统采用半导体可调激光的680-750nm波段作为激发光源。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)本专利技术的多模态内窥成像系统设有成像原理不同的第一光学成像装置，即光学相干成像装置和第二光学成像装置，即荧光成像装置，其中光学相干成像技术相比于其他技术具有非侵入、高分辨率、可在体检测生物组织内部微结构，与内窥技术结合之后的OCT内窥成像技可直接对生物组织进行成像，能够完成对组织的高精度扫描，进而可对早期癌变和动脉粥样硬化进行早期诊断；荧光成像是荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定范围内与荧光素的量呈线性关系；多模态系统将充分利用超声的深度组织成像能力、OCT的高分辨组织成像能力以及荧光分子靶向成像的高灵敏度和特异性，实现实时可视化的多模态成像。2)本专利技术的多模态内窥镜相比于单模态内窥镜的单一性，不稳定性和成像分辨率差的特点，多模态内窥镜的镜头通过信号线、光纤可将声信号—电信号、光信号—电信号进行相互转换，具有综合在体、断层成像、高分辨率和成像深度几个方面的临床特点，综合平衡了这一系列问题，适合对于体内早期疾病的诊断，为早期癌变等提供精准的影像手段；此外，与传统单模态内窥镜相比，多模态内窥镜可实现对胃肠道断层成像，可检测出多种胃肠疾病的微小病变，有利于病人可提前治疗并提高治愈率。3)本专利技术的多模态内窥镜的镜头内特殊的半球状聚焦球透镜和超声换能器能够确保通过一次下镜实现多重功能，半球形聚焦球透镜用于与OCT成像观测装置通过光纤连接，超声换能器用于与超声内窥成像装置通过信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模态内窥镜，其特征在于，包括：/n插入部，用于将光信号转换为电信号，并在接受到电信号后经由信号线将信号传输至连接部，传输回的电信号进入电子内窥镜系统装置中，并经过图像处理后进显现；所述的插入部包括依次设置的前端部、弯曲部和挠性管部，所述的前端部包括侧向列排布的用于与超声内窥成像装置通过信号线连接的超声波换能器，探头，用于与OCT成像观测装置通过光纤连接的光学聚焦模块，用于接收光学信号的摄像元件以及用于放置活检钳和其他治疗器械的处置器具通道；/n操作部，用于对插入部的前端部进行供气、供水、负压吸引操作，对插入部的弯曲部进行弯曲操作，并控制处置器具通过处置器具通道输送至体腔；/n连接部，用于将插入部与电子内窥镜系统装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模态内窥镜，其特征在于，包括：
插入部，用于将光信号转换为电信号，并在接受到电信号后经由信号线将信号传输至连接部，传输回的电信号进入电子内窥镜系统装置中，并经过图像处理后进显现；所述的插入部包括依次设置的前端部、弯曲部和挠性管部，所述的前端部包括侧向列排布的用于与超声内窥成像装置通过信号线连接的超声波换能器，探头，用于与OCT成像观测装置通过光纤连接的光学聚焦模块，用于接收光学信号的摄像元件以及用于放置活检钳和其他治疗器械的处置器具通道；
操作部，用于对插入部的前端部进行供气、供水、负压吸引操作，对插入部的弯曲部进行弯曲操作，并控制处置器具通过处置器具通道输送至体腔；
连接部，用于将插入部与电子内窥镜系统装置连接。


2.根据权利要求1所述的一种多模态内窥镜，其特征在于，所述的前端部为顶端硬质结构，多个超声换能器侧向列排布在硬质结构的前端部外表面。


3.根据权利要求1所述的一种多模态内窥镜，其特征在于，所述的光学聚焦模块为半球状聚焦球透镜，所述的半球状聚焦球透镜的水平底面上设有镀金反射膜，该水平底面与光纤的轴向呈45°角，所述的半球状聚焦球透镜除水平底面外的其他部分与多模光纤融合。


4.根据权利要求1所述的一种多模态内窥镜，其特征在于，所述的插入部还包括照明窗以及用以将光传输到照明窗进行照明的单模光纤。


5.根据权利要求1所述的一种多模态内窥镜，其特征在于，所述的摄像元件通过将接收到的光信号转变成电信号，并经由信号线传输至电子内窥镜成像装置中后，通过图像处理装置进行显现。


6.根据权利要求1所述的一种多模态内窥镜，其特征在于，所述的操作部设于插入部的基端侧，所述的操作部包括用于对弯曲部进行弯曲操作的弯曲旋钮，用于向插入部的前端部进行供气、供水的供气供水管，用于通过内窥镜内部吸去插入部的前端部多余的液体的负压吸引管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴翠霞，杜奉献，孔瑞明，邱锐，高磊，葛坚坚，董柏文，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31