[发明专利]一种双模态融合的血管成像系统

说明书

本发明属于血管成像领域，尤其是一种双模态融合的血管成像系统，针对现有的单一模态的血管检测技术测量信息少、以及现有IV‑PS‑OCT检测过程中使用CT造成电离辐射伤害的问题，现提出如下方案，其包括IV‑PS‑OCT子系统、MPI子系统和控制子系统，IV‑PS‑OCT子系统包括激光器、单模光纤、第一光纤耦合器、偏振控制器、第一光环行器、准直器、减光镜、聚焦透镜、反射镜、光纤终端、偏振调制器、第二光环行器，本发明可在无X射线电离辐射的情况下同时在体测量血管的介观与宏观信息，从而获取更全面的血管信息，为多维度理解相关血管疾病机理、血管疾病的风险分层、早期干预或针对性治疗提供重要技术手段。

技术领域

本发明涉及血管成像技术领域，尤其涉及一种双模态融合的血管成像系统。

背景技术

成像技术的发展与进步大大推动了人类对疾病的临床诊断、病理认知与治疗，从而显著减少了病人的痛苦并延长了人类的预期寿命。在血管成像方面，较常见的无创血管造影技术有CT血管造影和磁共振成像，它们可用于评估血管疾病的临床分期，并探测病灶的位置、组织形态信息和周围的血流动力学信息。血管内成像技术主要包括血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)和血管内光学相干断层成像(Intravascular Opticalcoherence tomography,IVOCT)技术。它们具有更好的分辨率，可更精细地直接观察病灶发展过程中的组织结构特征和组织结构变化等。IVUS的分辨率约为100-200μm。IVOCT的分辨率可到达约10μm，可准确地检测病灶内部的组织结构。然而，无创血管造影技术的分辨率(约400μm-1cm)往往不足以直接获取病灶的微小形态特征。IVUS的分辨率不足以准确测量病灶中的微小结构。IVOCT的视场和成像深度较小，难以获得病灶在全身中的位置、全貌和周围大视野的血流动力学参数等宏观信息。综上所述，常见的单一模态在体成像技术无法准确全面地测量血管内病灶的组织信息，这阻碍了对病灶的精准评估与相关疾病的准确诊断。

偏振光敏感光学相干断层成像(Polarization-Sensitive Optical coherenceTomography,PS-OCT)是OCT系统功能扩展的结果，它不仅可以获得一般OCT系统检测的生物信息，还可以通过检测生物组织对光偏振状态的影响来获得额外的生物信息，包括：组织的双折射性、快光轴方向、去偏振度等。因此，PS-OCT的血管内成像，即血管内偏振光敏感光学相干断层成像(IV-PS-OCT)，可提供更全面的诊断信息。在现有方法中，IV-PS-OCT成像需使用CT血管造影对病灶进行定位，再通过CT影像导航PS-OCT探头至病灶处。该方法需使用X射线，不仅对患者和医生产生电离辐射伤害，且无法对病灶的宏观信息进行较为全面的测量。

磁粒子成像技术(Magnetic particle imaging，MPI)是新兴的成像设备，它通过追踪注射到血管内的超顺磁性氧化铁纳米颗粒(superparamagnetic iron oxidenanoparticle，SPIO)的运动轨迹可实现血管造影和血流动力学的测量。MPI对血管的测量可在无电离辐射的情况下发现病灶位置，导航IV-PS-OCT探头至病灶处，并补足IV-PS-OCT成像缺失的宏观测量信息，包括：病灶的整体形态、血液粘度和附近的血流动力学信息等，因此，MPI和IV-PS-OCT双模态融合成像有望对血管病灶进行更全面的在体检测，从而帮助更深刻地研究血管疾病机理并更准确地在体评估疾病的风险层级。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在单一模态的血管检测技术测量信息少、以及现有IV-PS-OCT检测过程中使用CT造成电离辐射伤害的缺点，而提出的一种双模态融合的血管成像系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：