[发明专利]用于执行光谱分析的体内成像装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及体内成像领域，更具体地，涉及执行光谱分析的体内成像装置。

背景技术

通常通过内窥镜进行病变的检测，例如沿着胃肠（GI）道。在沿着胃肠道推进内窥镜时，内窥镜获取胃肠道的图像，从而扫描胃肠内腔的任何异常，例如息肉。但是，检测病变的存在是不够的。还需要分析病变和确定病变是癌性的或良性的。通过光谱方式可以发现和分析癌症、初癌和其它肠疾病的典型的细胞结构（例如细胞核大小和细胞密度）变化和血液含量变化。

已知少数执行弹性散射光谱法的探头。这些探头通过组织的光散射特征可以确定病变的类型，例如癌性的或良性的。但是，这些探头都穿过患者的口腔插入，在插入探头的过程中，和在内腔中操作它的过程中，可能造成患者的某种不适。另外，这些提供弹性散射数据的探头不会提供内腔的“白光”或彩色图像，而为了沿着胃肠道确定病变的位置，可能需要所述图像。

因此，需要可以提供光谱信息以及体内内腔的标准图像的改进的体内装置，并且因此可以更准确地确定病理学的严重程度以及确定病理学位置。

发明内容

本发明提供了执行光谱分析、同时提供它们所插入的内腔的体内图像的装置和方法。

在本发明的一个实施方案中，执行光谱分析的体内成像装置可以包括多个不同照明源。在某些实施方案中，所述体内装置可以包括成像仪，所述成像仪可以包括标准的RGB滤光器，使得通过在不同的时间段操作所述多个照明源中的每一个，以交替模式进行照明。在其它实施方案中，所述成像仪可以包括设置在其上面的色彩增强型滤光器或色彩分离型滤光器。所述滤色器可以适于防止成像仪收集的蓝、绿和红光谱区域中的照明之间的重叠。在这样的实施方案中，所述多个照明源（例如至少6个照明源，每个在不同波长照明）可以在照明源组中照明。每个组可以由下述照明源组成：一个在与光谱的蓝色区域相对应的波长照明的照明源，一个在与光谱的绿色区域相对应的波长照明的照明源，和一个在与光谱的红色区域相对应的波长照明的照明源。这样，每个包括3个不同照明源的组可以同时照明，从而缩短照明期以及光收集期。

在某些实施方案中，所述体内装置可以是可吞服的独立装置，而在其它实施方案中，所述装置可以是内窥镜或任意其它装置或探头。

在某些实施方案中，用于执行光谱分析的方法可以包括：将可以包括多个照明源的体内成像装置插入患者的内腔中，其中每个照明源可以在不同波长照明。在某些实施方案中，所述方法可以包括：以交替模式照明患者的组织。

在某些实施方案中，所述方法可以另外包括：收集从组织内腔反射出的光。这可以由所述装置包含的成像仪来实现。在某些实施方案中，所述方法可以包括分析反射光的步骤和确定病理学位置以及确定病理学特征的步骤。在某些实施方案中，所述分析反射光的步骤可以包括：建立彩色图像。通过观察所述彩色图像，可以确定病理学的存在，并可以进一步确定它沿着内腔的定位。此外，还可以从所述彩色图像推断出病理学特征（例如它的血液浓度），例如，通过检查它在不同图像区域处的灰度级、成像的病变区域和它的成像的环境。

在某些实施方案中，所述分析散射光和反射光的步骤可以由分析单元或由体内装置的操作员来完成。分析单元可以是体内装置的一部分，或者可以位于它的外部。

在本发明的一个实施方案中，执行光谱分析的体内成像装置可以包括球形窗。所述装置可以另外包括至少4个照明源和1个图像传感器，所述照明源用于在不同波长照明组织。在某些实施方案中，所述装置可以包括这样的光学装置：其用于将从所述至少4个照明源发射的光引导至反射器上，所述反射器适于将来自所述照明源的光束重新引导至组织上。这样的反射器的一个例子可以是锥面镜。所述反射器（例如锥面镜）可以被构造成，将被引导的光以基本上与所述装置的视界角平行的角度透射在所述组织上。在某些实施方案中，所述反射器（例如锥面镜）可以位于球形窗的中央，以便避开杂散光。在某些实施方案中，所述装置可以另外包括这样的光学系统：其用于将从所述组织散射和反射的光聚焦在图像传感器上。在某些实施方案中，所述的至少4个照明源、图像传感器、反射器和光学系统可以位于球形窗的凹侧的后面，且可以贯穿其中工作。

在某些实施方案中，照明区可以与视野基本上相同，即照明角可以与视界角基本上平行。

在某些实施方案中，在所述装置内的光学装置可以包括准直透镜，所述准直透镜用于造成从所述至少4个照明源发射的光以平行光束的形式出现。所述装置可以另外包括折叠镜，所述折叠镜用于将所述平行光束重新导向聚光透镜，使得所述聚光透镜用于会聚光束并将它导向锥面镜。