光敏剂空间分布定量检测系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术通过405nm激光器和800nm宽谱激光器发出激光，经波分复用器合束、并经双包层光纤耦合器传输至二维扫描振镜，将两种激光反射至聚焦镜头组，并照射至病灶；800nm激光照射病灶后，病灶产生OCT信号，405nm激光照射病灶后，病灶被激发出荧光，OCT信号、荧光以及405nm激光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器；OCT信号经波分复用器返回至Linear

【技术实现步骤摘要】
光敏剂空间分布定量检测系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及光电检测的
，尤其涉及一种光敏剂空间分布定量检测系统，以及这种光敏剂空间分布定量检测系统的工作方法。

技术介绍

[0002]光动力疗法(Photodynamic therapy，PDT)是临床上的一种新型肿瘤微创治疗方法，具有非侵入性、高选择性、创伤小等优势，在消除病灶的同时，能保留器官功能，目前在肿瘤及癌前病变治疗上展现了良好的治疗效果。PDT的治疗过程主要包括：通过静脉注射或局部涂敷的方式对患者给予光敏剂，病变组织处富集光敏剂后，采用特定波长的光对其进行照射，进而产生细胞毒性的单线态氧以杀死肿瘤细胞。通过定量测量光敏剂的在体浓度分布，不仅可用于优化给药
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照光时间间隔，使光敏剂在靶组织与周围正常组织之间形成最大浓度差，以此作为选择PDT治疗时间的依据，提升PDT治疗效果，还可最大限度地减少PDT对周围正常组织的毒副作用。
[0003]光敏剂浓度定量通常采用激光诱导荧光光谱检测技术，通过建立光敏剂浓度与荧光强度的定量关系曲线，实现光敏剂浓度的在体定量检测。在生物组织中，荧光强度与内源性荧光、光敏剂浓度、组织光学特性相关，内源性荧光强度可以预先测量并扣除，因此，还需要考虑组织光学特性对激发光和发射荧光的影响，建立荧光强度、组织光学特性和光敏剂浓度三者之间的定量关系模型，以实现对光敏剂浓度的定量检测。然而，现有的光敏剂定量方法，仅能够初步获得光敏剂浓度，无法确定光敏剂所分布的区域是否为病变区域，因此，亟需一种能够在体同步获取病变区域，并定量检测光敏剂分布的新方法。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种光敏剂空间分布定量检测系统，其能够解决光动力疗法中定量病变及其周围正常组织中光敏剂空间分布的难题，提高了光动力疗法治疗的安全性和有效性。
[0005]本专利技术的技术方案是：这种光敏剂空间分布定量检测系统，其包括：
[0006]荧光检测模块，所述荧光检测模块包括：405nm激光器(3)、波分复用器(4)、光电倍增管(5)、带通滤光片(6)、二向色镜(7)、中性密度滤光片(8)、物镜(9)、双包层光纤耦合器(10)、手持式探头(11)，所述手持式探头包括：聚焦镜头组(12)、二维扫描振镜(13)，所述荧光检测模块用于获取光敏剂的荧光强度和405nm激发光的反射信号强度；
[0007]OCT模块(1)，所述OCT模块包括：800nm宽谱激光器(14)、Linear
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K光谱仪(15)、聚焦透镜(16)、宽带光纤耦合器(17)、偏振控制器(18)、棱镜对(19)、反射镜(20)，所述OCT模块用于获取组织微结构和计算荧光波段的组织光学特性参数；
[0008]信息采集处理模块(2)，所述信息采集处理模块用于采集并处理OCT模块和荧光检测模块所返回的信息；
[0009]405nm激光器和800nm宽谱激光器发出激光，经波分复用器合束、并经双包层光纤
耦合器传输至二维扫描振镜，二维扫描振镜将两种激光反射至聚焦镜头组，并照射至病灶；800nm激光照射病灶后产生OCT信号，405nm激光照射病灶后激发出荧光，OCT信号、荧光以及405nm激光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器；
[0010]OCT信号经波分复用器返回至Linear
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K光谱仪进行检测，并传输至信息采集处理模块进行处理；荧光和405nm激光的反射信号分别经二向色镜分光、滤光片滤光到达光电倍增管，并传输至信息采集处理模块进行处理；处理后的信息用于建立组织光学特性、荧光强度和光敏剂浓度的定量关系模型，以完成光敏剂浓度定量。
[0011]本专利技术通过405nm激光器和800nm宽谱激光器发出激光，经波分复用器合束、并经双包层光纤耦合器传输至二维扫描振镜，二维扫描振镜将两种激光反射至聚焦镜头组，并照射至病灶；800nm激光照射病灶后，病灶可产生OCT信号，405nm激光照射病灶后，病灶被激发出荧光，OCT信号、荧光以及405nm激光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器；OCT信号经波分复用器返回至Linear
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K光谱仪进行检测，并传输至信息采集处理模块进行处理；荧光和405nm激光的反射信号分别经二向色镜分光、滤光片滤光，到达光电倍增管，并传输至信息采集处理模块进行处理；处理后的信息用于建立组织光学特性、荧光强度和光敏剂浓度的定量关系模型，以完成光敏剂浓度定量；从而能够解决光动力疗法中定量病变及其周围正常组织中光敏剂空间分布的难题，并提高了光动力疗法治疗的安全性和有效性。
[0012]还提供了一种光敏剂空间分布定量检测系统的工作方法，其包括以下步骤：
[0013](1)通过局部涂敷或者静脉注射给予患者光敏剂；
[0014](2)800nm宽谱激光器发出800nm激光，405nm激光器发出405nm激发光，800nm激光和405nm激光经波分复用器合束后到达双包层光纤耦合器，双包层光纤耦合器将800nm激光和405nm激光传输至二维扫描振镜，二维扫描振镜将800nm激光和405nm激光反射至聚焦镜头组并照射至病灶组织中，组织中的光敏剂被激发出荧光；
[0015](3)OCT信号、荧光及405nm激发光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器，OCT信号经波分复用器返回至Linear
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K光谱仪，荧光和激发光的反射信号经物镜到达二向色镜，经二向色镜分光后分别进入两条光路进行检测，激发光的反射信号经中性密度滤光片进入光电倍增管，荧光经过带通滤光片进入光电倍增管；
[0016](4)OCT信号、荧光及激发光反射信号分别被信息采集处理模块采集，信息采集处理模块对收集到的OCT信号、荧光及激发光反射信号进行处理；
[0017](5)OCT信号用于组织光学特性参数的计算，结合荧光强度和激发光反射信号完成荧光强度的校正；
[0018](6)构建不同散射和吸收的组织光学仿体，建立荧光强度和光敏剂浓度的定量关系曲线；
[0019](7)根据步骤(6)中的关系曲线，定量特定荧光强度的光敏剂浓度。
附图说明
[0020]图1示出了根据本专利技术的光敏剂空间分布定量检测系统的结构示意图。
[0021]图2示出了根据本专利技术的光敏剂空间分布定量检测系统的手持式探头示意图。
[0022]图3示出了根据本专利技术的光敏剂空间分布定量检测系统的OCT模块示意图。
[0023]图4示出了根据本专利技术的光敏剂空间分布定量检测系统的工作方法示意图。
[0024]图5示出了根据本专利技术的光敏剂空间分布定量检测系统的工作方法的一个具体实施例的示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光敏剂空间分布定量检测系统，其特征在于：其包括：荧光检测模块，所述荧光检测模块包括：405nm激光器(3)、波分复用器(4)、光电倍增管(5)、带通滤光片(6)、二向色镜(7)、中性密度滤光片(8)、物镜(9)、双包层光纤耦合器(10)、手持式探头(11)，所述手持式探头包括：聚焦镜头组(12)、二维扫描振镜(13)，所述荧光检测模块用于获取光敏剂的荧光强度和405nm激发光的反射光强度；OCT模块(1)，所述OCT模块包括：800nm宽谱激光器(14)、Linear
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K光谱仪(15)、聚焦透镜(16)、宽带光纤耦合器(17)、偏振控制器(18)、棱镜对(19)、反射镜(20)，所述OCT模块用于获取组织微结构和计算荧光波段的组织光学特性参数；信息采集处理模块(2)，所述信息采集处理模块用于采集并处理OCT模块和荧光检测模块所返回的信息；405nm激光器并和800nm宽谱激光器发出激光，经波分复用器合束、并经双包层光纤耦合器传输至二维扫描振镜，二维扫描振镜将两种激光反射至聚焦镜头组，照射至病灶(21)；800nm激光照射病灶后产生OCT信号，405nm激光照射病灶后激发出荧光，OCT信号、荧光以及405nm激光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器；OCT信号经波分复用器返回至Linear
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K光谱仪进行检测，并传输至信息采集处理模块进行处理；荧光和405nm激光的反射信号分别经二向色镜分光、滤光片滤光到达光电倍增管，并传输至信息采集处理模块进行处理；处理后的信息用于建立组织光学特性、荧光强度和光敏剂浓度的定量关系模型，以完成光敏剂浓度定量。2.根据权利要求1所述的光敏剂空间分布定量检测系统，其特征在于：所述OCT模块扫描组织特定深度的一个截面后，获得该组织截面的二维结构信息，截面堆叠在一起获得组织微结构的三维信息，由此确定病灶分布；同时，OCT模块获取组织光学特性参数，该参数经计算后进一步确定病灶位置。3.根据权利要求2所述的光敏剂空间分布定量检测系统，其特征在于：所述800nm宽谱激光器发射中心波长为800nm、带宽为200nm的宽谱激光。4.根据权利要求3所述的光敏剂空间分布定量检测系统，其特征在于：所述405nm激光器作为荧光激发光源，发出405nm激发光，405nm激发光经波分复用器、双包层光纤耦合器，并经二维扫描振镜反射至聚焦镜头组并到达病灶，病灶处的光敏剂被405nm激光激发后的荧光信号，以及405nm激发光的反射信号经原光路返回至双包层光纤耦合器，通过物镜并经二向色镜分光后，分别进入两条光路进行检测，其中一路经中性密度滤光片进入光电倍增管，以进行405nm激发光的反射信号检测，另一路经过带通滤光片进入光电倍增管，以进行光敏剂荧光检测。5.根据权利要求4所述的光敏剂空间分布定量检测系统，其特征在于：所述双包层光纤耦合器为双包层光纤设计，纤芯用于激发光的传输，内包层用于光敏剂荧光的激发和收集，同时保证荧光和OCT激光的成像。6.光敏剂空间分布定量检测系统的工作方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)通过局部涂敷或者静脉注射给予患者光敏剂；(2)800nm宽谱激光器发出800nm激光，405nm激光器发出405nm激发光，800nm激光和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德福，彭念，顾瑛，邱海霞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：