一种肿瘤外科术中荧光导航系统技术方案

本发明专利技术属于临床医学外科学，具体涉及一种肿瘤外科术中荧光导航系统，解决现有外科肿瘤切除手术过程中，进行肿瘤边界鉴别，残余肿瘤组织识别和肿瘤转移淋巴结的追踪困难的问题。肿瘤外科术中荧光导航系统，其特征在于包括生物荧光激发光源、导光系统、特异性靶向标记的荧光材料以及摄像设备和与摄像设备连接的图像显示及处理装置。相对现有技术，本发明专利技术提出了肿瘤外科术中荧光导航的概念，医师在荧光观测镜或摄像显示系统下，进行肿瘤边界鉴别，残余肿瘤组织识别，肿瘤转移淋巴结追踪，彻底切除肿瘤组织，有效提高手术治疗效果，降低肿瘤患者死亡率，将使肿瘤外科产生质的飞跃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于临床医学外科学，具体涉及一种肿瘤外科术中荧光导航系统。
技术介绍
根据世界卫生组织调查，在2005年有7， 600， 000让人死于癌症，占所有死亡者 58， 000， 000比例的13%。例如美国每年有130万非皮肤癌患者，有一半通过手术切除治 愈，约有5%通过化疗和/或放疗治愈，其余患者不能治愈。其中不能治愈的主要原因是外 科手术不能将肿瘤彻底切除，比如术中不能正确识别肿瘤范围，不能明确微小转移灶等。 而现有术中影像检查，由于多种因素限制其应用。比如，碘油血管造影能看清血管 结构，但病人和医护人员要暴露在X射线下，并且毫摩尔浓度的碘油对病人都有肾毒性；超 声被广泛应用，但超声对肿瘤的特异性和灵敏度太低；磁共振能提供清晰的结构信息，但是 到目前为止对比法不敏感，几乎没有靶向的对比剂，而且设备笨重也影响它在一些外科手 术过程中的应用。放射性闪烁显像使用较多，也不符合外科手术室的空间结构。其次术中成 像不能实施的原因之一是缺乏肿瘤特异性对比剂。所以需要探讨一种新的术中成像模式。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有外科肿瘤切除手术过程中，进行肿瘤边界鉴别，残余肿瘤组织识别和肿瘤转移淋巴结的追踪困难的问题，提供了一种肿瘤外科术中荧光导航系统，实现一种新的术中成像模式。 本专利技术采用如下的技术方案实现 肿瘤外科术中荧光导航系统，其特征在于包括生物荧光激发光源、导光系统、特异 性靶向标记的荧光材料以及摄像设备和与摄像设备连接的图像显示及处理装置； 生物荧光激发光源包括灯源和滤光系统，灯源为能发出白炽光、365-405nm、 445-490nm、500-555nm、615-665nm和710-760nm波长范围的灯源(以及理论上需要的任一 波段的光)，滤光系统包括可转动的滤光轮以及安装于滤光轮上的365-405nm、445-490nm、 500-555nm、615-665nm和710-760nm波长的激发滤光片； 摄像设备的镜头前端可拆卸式安装截止滤光片，截止滤光片可以随时卸除或更 换。 所述的光源为氙灯、金属卤素灯、汞灯或者激光光源。 荧光材料包括绿色荧光染料、红色荧光染料、远红外光染料或者近红外光染料，如 果激发自体荧光的时候不需要使用荧光材料。 摄像设备包括单反数码相机、CCD摄像机、制冷CCD或者头戴式荧光观察镜。 单反数码相机、CCD摄像机、制冷CCD或者头戴式荧光观察镜都适用于各种开放式 手术，但头戴式荧光观察镜更适应与手术，医生佩带操作灵活。单反数码相机、CCD摄像机、 制冷CCD荧光成像的灵敏度不同，其中制冷CCD成像效果最好，内窥镜肿瘤手术荧光导航系 统适用于非制冷CCD摄像机，外科手术显微镜荧光导航系统采用CCD摄像机、制冷CCD都可以。 导光系统采用液体导光管或者光导纤维。 本专利技术可用于开放手术术中荧光导航系统、外科手术显微镜荧光导航系统或者内 窥镜荧光导航系统。生物荧光激发光源发射某段特定波长的激发光，能够使标有特异性荧 光标记物的组织细胞在吸收某段特定波长的激发光后，使处于基态最低能级的荧光物质分 子吸收和它具有相同特征频率的光线，而跃迁到更高的电子激发态的各个振动能级，处于 更高电子激发态的各个振动能级的分子，在返回到基态的各个不同振动能级过程中，会发 射出相应的光量子，产生荧光，透过截止滤光片和摄像设备观察到荧光影像，指导医生进行 手术治疗。 相对现有技术，本专利技术提出了肿瘤外科术中荧光导航的概念，肿瘤外科术中荧光 导航是指患有肿瘤疾病的生物活体，在静脉或局部注射特异性靶向荧光染料后，机体手术 视野在特定波长光波的照射下，肿瘤组织和肿瘤细胞会发射出一定波长的荧光，医师在荧 光观测镜或摄像显示系统下，进行肿瘤边界鉴别，残余肿瘤组织识别，肿瘤转移淋巴结追 踪，彻底切除肿瘤组织，有效提高手术治疗效果，降低肿瘤患者死亡率，将使肿瘤外科产生 质的飞跃。附图说明 图1为开放手术术中荧光导航系统的示意图 图2为生物荧光激发光源的内部结构示意图 图中1-生物荧光激发光源，2-导光系统，3-肿瘤，4-摄像设备，5-图像处理设 备，6_图像显示设备； 1. 1-风扇，1. 2-风扇架，1. 3-光源，1. 4-灯架，1. 5-绝缘板，1. 6-底板，1. 7_冷反 光镜，1. 8-滤光轮，1. 9-导光座，1. 10-导光管。具体实施例方式肿瘤外科术中荧光导航系统，包括生物荧光激发光源1、导光系统2、特异性靶向 标记的荧光材料以及摄像设备4和与摄像设备4连接的图像显示及处理装置。本专利技术的功 能是在外科肿瘤切除手术过程中进行肿瘤边界鉴别，残余肿瘤组织识别和肿瘤转移淋巴结 的追踪。患有肿瘤疾病的生物活体，在静脉或局部注射特异性靶向荧光染料后，机体手术视 野在特定波长光波的照射下，肿瘤组织和肿瘤细胞会发射出一定波长的荧光，医师在荧光 观测镜或CCD摄像显示器等摄像设备下示踪肿瘤组织，导引外科医师彻底切除肿瘤组织。 1 、生物荧光激发光源具体结构如下 1. 1、灯源 灯源是生物荧光激发光源多波段光源最重要的部件之一，其为能发出白炽光、 365-405nm、445-490nm、500-555nm、615-665nm和710-760nm波长范围的灯源(以及理论上 需要的任一波段的光)，如氙灯、金属卤素灯、汞灯或者激光光源，尤以氙灯(元素符号为 Xe)，发光效率高。灯源通过灯架和绝缘板安装于底板上，光源前端设置冷反光镜。另外为 了提高功率因数，减少电路损失，可配置由升压变压器、脉冲变压器、旁路电容器等组成的 启动装置线路。此外，灯源，尤其氙灯的工作温度很高，并配置风冷，以延长灯泡寿命。 多波段光源各波段的主要用途为 1)、LIF 365-405nm，主要用于自体荧光的激发， 自体荧光即生物体内一些物质不需外源荧光染料染色即可受激发发出荧光的现象。在医学上，有运用电射引发人体内的自体荧光，用以诊断癌症等疾病的方式。比如荧光阴道镜下宫颈表面荧光显示紫色、紫黑色为固有荧光阳性，提示有病变，出现蓝白色为阴性，提示无恶性病变，显示枯黄色为炎症。 2)、 Green 445_490nm，绿色荧光的激发 445-490nm是绿色荧光蛋白(GFP)，增强型绿色荧光蛋白(EGFP)，异硫氰酸荧光素 (Fluorescein isothiocynate， FITC)的激发光，用于活细胞和动物等活体绿色荧光的研 允。 3)、 Red 500_550nm，活体红色荧光标记 500-550nm是DsRed， PKH26荧光示踪剂(PKH26) ， Qdot605的激发光，用于活细胞和动物等活体红色荧光标记的研究。 4)、 Far-red 615_665nm Cy5. 5， Alexa Fl丽，Qdot705 5) 、NIR 710-760nm 710-760nm是吲哚菁绿(ICG) ， Qdot800近红外光的激发光，激发近红外荧光团产生荧光，进行肿瘤外科的术中导航。 1.2、滤光系统 滤光系统主要指的是生物荧光激发光源箱体内灯源前的滤光轮以及其上安装的 滤光片，多采用高质量带通式干涉滤光片，本专利技术共安装白炽光(也即空白)，365-405nm、 445-490nm、500-555nm、615-665nm和710-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肿瘤外科术中荧光导航系统，其特征在于包括生物荧光激发光源（１）、导光系统（２）、特异性靶向标记的荧光材料以及摄像设备（４）和与摄像设备（４）连接的图像显示及处理装置；生物荧光激发光源（１）包括光源和滤光系统，光源为能发出白炽光、３６５－４０５ｎｍ、４４５－４９０ｎｍ、５００－５５５ｎｍ、６１５－６６５ｎｍ和７１０－７６０ｎｍ波长范围的光源，滤光系统包括可转动的滤光轮（１．８）以及安装于滤光轮（１．８）上的３６５－４０５ｎｍ、４４５－４９０ｎｍ、５００－５５５ｎｍ、６１５－６６５ｎｍ和７１０－７６０ｎｍ波长的激发滤光片；摄像设备（４）的镜头前端可拆卸式安装截止滤光片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓峰，
申请(专利权)人：杨晓峰，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]