[发明专利]一种可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪

说明书

技术领域

本发明涉及生命医学、光谱成像、显微成像、介入诊治技术及图像处理技术等领域，具体涉及一种可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪。

背景技术

目前，在肿瘤尤其是恶性肿瘤肝癌诊断方面，病理组织学诊断仍然是金标准，而已出现的显微内窥镜、电子内窥镜、超声内窥镜等，虽然可以给医生提供更加清晰图像、减少了患者的痛苦，但是仅仅通过图像很难发现早期病变，这就使得早期活检具有随机性。

光谱成像技术是由成像技术和光谱技术结合而来，能够在很宽的连续谱段上对同一被测物同时成像，在探测物体空间特征的同时又将每个空间像元色散形成几十个到几百个波段来成像，以提供空间域信息和光谱域信息，即“图谱合一”，这种前沿技术在军事侦察、资源勘探、自然灾害监控、环境污染评估等诸多领域已有良好的使用，如果光谱成像技术能应用在医学诊断治疗领域，将会使诊断技术产生飞跃式发展。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，该高光谱显微成像仪能够原位、快速地在体区分肿瘤组织和正常组织，避免了使用荧光造影剂对人体的伤害，且诊断准确率较高。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，其特殊之处在于，

包括主动照明光源系统、光纤束传像系统和高光谱显微成像采集系统；

主动照明光源系统包括光源、准直镜、分光镜和传光光纤；

光纤束传像系统包括光纤传像束和微物镜；

高光谱显微成像采集系统包括显微物镜、入射狭缝、准直系统、分光系统、会聚镜和探测器；

光源发出的光经准直镜后形成准直光束，准直光束再经分光镜反射并经由显微物镜耦合进入传光光纤通道，从而将照明光导入体内，导入体内的照明光束再经由微物镜会聚到人体深部组织上；经人体组织反射的光首先由微物镜收集并耦合进入光纤传像束，再经显微物镜和分光镜成像于入射狭缝处，经过准直系统后入射到分光系统进行分光，最后经由会聚镜到探测器上。

以上为本发明的基本结构，基于该基本结构，本发明还做出以下优化改进：

进一步地，上述分光系统包括棱镜和光栅，棱镜的数量为两个，光栅位于两个棱镜之间。

进一步地，上述传光光纤分布在光纤传像束的外围，并呈环形排列。

进一步地，上述光纤传像束内部的光纤以六边形排列。

进一步地，上述光纤传像束的外径为0.85mm。

本发明的优点：

1、本发明可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，主动照明光源系统可在人体内部导入照明光，利用微物镜成像并通过光纤传像束将人体深部组织的图像传输到体外，并进一步通过光纤束和显微成像及高光谱成像系统耦合，以实现对人体组织不同深度图谱信息的原位、快速、在线获取。

2、本发明可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，将显微物镜与高光谱成像采集系统采用共光路设计，使分光系统的入射狭缝与显微物镜共焦面，实现临床诊断过程中图像与图像中每个像点光谱曲线的同步采集，满足实时诊断和分析的需求。

3、本发明可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，采用棱镜-光栅-棱镜的分光原理，综合利用棱镜和光栅色散分光技术的优点，从而提高光谱分辨率和光谱线性度，系统中光栅采用体相全息透射式光栅，提高了衍射效率。

4、本发明可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，光纤传像束外径不足1mm，并且光纤束具有一定的柔韧性，故可以通过常规介入诊治中专用的导管导入体内，在不对人体构成损伤的同时，实现人体内部深层组织的实时照明和成像。

5、本发明可用于介入式肿瘤诊断的高光谱显微成像仪，高光谱显微成像采集系统的工作波段涉及可见光波段和近红外波段，能够采集人体肝脏不同深度组织的图谱信息，适用于介入式诊断人体深层组织尤其是肝部病变组织，可通过图谱信息准确分辨病变组织和正常组织以及准确判断病变组织的发展阶段。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为传光光纤、光纤传像束的排列示意图。

其中，1-微物镜；2-传光光纤；3-光纤传像束；4-显微物镜；5-光源；6-准直镜；7-分光镜；8-入射狭缝；9-准直系统；10-分光系统；11-会聚镜；12-探测器；13-人体深部组织。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。