[发明专利]基于高光谱和荧光成像引导的光动力精准治疗系统

说明书

本发明公开了一种基于高光谱和荧光成像引导的光动力精准治疗系统，包括：光源系统、内窥成像系统、高光谱成像系统和荧光成像系统；光源系统用于发出激光和白光；内窥成像系统将激光和白光传导至活体组织处，并将活体组织反射的明场光和活体组织上的光敏剂被所述激光激发而产生的荧光分别传导至高光谱成像系统和荧光成像系统。本发明通过高光谱成像系统准确判断肿瘤的位置，通过荧光成像系统准确判断光敏剂的分布和剂量，据此准确控制光源的强度、照射范围，能实现肿瘤光动力精准治疗。本发明能够通过同时获取组织的高光谱图像数据和光敏剂分布的荧光图像数据，能够实现肿瘤定位和药物示踪，将极大提高肿瘤光动力治疗的准确度。

技术领域

本发明涉及光学成像与生命医学领域，特别涉及一种基于高光谱和荧光成像引导的光动力精准治疗系统。

背景技术

肿瘤光动力治疗是通过光、光敏剂和组织中氧分子的联合作用来治疗肿瘤的新疗法，是一种肿瘤的无创或微创疗法。光动力治疗的原理是将光敏剂聚集在病灶区域，通过特定波长(400～760nm)的光源照射，激发光敏剂分子，在一系列能量传递和电子转移作用下，将氧分子转化为单线态氧，杀死周围的病变细胞，完成肿瘤的治疗。肿瘤部位光敏剂的富集效率以及光照强度、时间是光动力治疗的效果的关键因素。目前肿瘤的光动力治疗过程中通过增强彩色图像或者荧光分子影像的内窥系统来粗略的区分正常组织和病变区域，通过无差别的光照实现光动力治疗，无法实现精准治疗。所以如何精准定位肿瘤位置以及准确判断光敏剂的分布，是光动力治疗的难点。

高光谱成像技术是成像技术和光谱技术的结合，能够同时获取目标的空间信息和光谱信息，部分研究表明高光谱成像技术在胃癌，结肠癌，宫颈癌，舌癌等检测中能够达到90％以上的识别精度。光动力治疗的光敏剂在特定波长激发下会产生荧光，可以用于光敏剂的示踪，以及剂量的计算。高光谱成像技术，荧光成像技术结合内窥成像系统，将有效的实现肿瘤的精准光动力治疗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于高光谱和荧光成像引导的光动力精准治疗系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于高光谱和荧光成像引导的光动力精准治疗系统，包括：光源系统、内窥成像系统、高光谱成像系统和荧光成像系统；

所述光源系统用于发出激光和白光；

所述内窥成像系统将所述激光和白光传导至活体组织处，并将活体组织反射的明场光和活体组织上的光敏剂被所述激光激发而产生的荧光分别传导至所述高光谱成像系统和荧光成像系统；

所述高光谱成像系统接受所述明场光，得到活体组织的高光谱图像，以对活体组织的肿瘤位置进行定位，从而引导所述光源系统发出激光光源照射至肿瘤位置，进行光动力治疗；

所述荧光成像系统接受所述荧光，得到活体组织的荧光图像，通过对所述荧光图像的强度和分布的分析推算光敏剂的浓度和分布数据，据此判断是否需要进行光敏剂再次注射以及在进行光动力治疗时对激光光源的强度进行控制。

优选的是，所述光源系统包括激光光源、白光光源和耦合装置。

优选的是，所述内窥成像系统包括内窥镜头、显微物镜和二向色镜。

优选的是，所述高光谱成像系统包括沿光路依次设置的分光装置、第一会聚镜和第一探测器；

所述荧光成像系统沿光路依次设置的第二会聚镜、滤光片和第二探测器。

优选的是，所述内窥镜头包括微型电机、操作孔、光纤成像束、设置于所述光纤成像束末端的微物镜、光源光纤及设置于所述光源光纤末端的微透镜；所述微型电机用于带动所述内窥镜头在二维方向进行运动。