專利名稱：在體超光譜成像診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活體組織檢測(cè)分析裝置。具體是一種在體超光譜成像診 斷儀。用于臨床醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前常用的醫(yī)學(xué)診斷方法如醫(yī)生的望診、X射線透視、CT、 B超、MRI、 內(nèi)窺鏡等都是基于形態(tài)學(xué)診斷原理的方法。這些診斷方法主要是從發(fā)生病變 的形態(tài)上進(jìn)行分析，無法確切診斷病變的程度，至于病變產(chǎn)生的生物化學(xué)等 細(xì)微變化，這些診斷手段更是無法檢測(cè)。另外，由于這些診斷方法是基于形 態(tài)學(xué)的方法，只有當(dāng)病變部位達(dá)到一定程度才能被檢測(cè)出，無法做到疾病的 早期診斷。
生物學(xué)和醫(yī)學(xué)發(fā)展經(jīng)歷了依靠外觀辨認(rèn)的解剖生物學(xué)階段(組織學(xué)階段) 和深入細(xì)胞層次的顯微細(xì)胞生物學(xué)階段，目前正在向分子生物醫(yī)學(xué)更高階段 發(fā)展。分子生物醫(yī)學(xué)研究表明，生物組織細(xì)胞或分子水平的生理和病理變化， 可以在本質(zhì)上反映分子調(diào)控的改變所引發(fā)的生物體生理分子水平和整體機(jī)能 的變化。如果能夠在體(in vivo)檢測(cè)出活體組織發(fā)生的異常生物化學(xué)變化， 則不僅可以提高臨床診治疾病的水平，更可以真正達(dá)到疾病的早期診斷；也 可以用于藥物的毒副作用、療效的定量評(píng)估、給藥途徑以及藥物劑量學(xué)，指 導(dǎo)疾病的治療。這些都直接關(guān)系到病人的治療與保健，對(duì)于提高人口健康水 平及人民生活質(zhì)量具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備的不足，提供一種很好地應(yīng)用 于臨床診斷、特別是能夠用于體內(nèi)的在體超光譜成像診斷儀，該診斷儀使用聲光調(diào)諧濾波器(Acousto Optic Tunable Filter, AOTF)或者液晶可調(diào)諧濾 波器(Liquid Crystal Tunable Filter, LCTF)作為色散單元， 一次采集即可 以同時(shí)獲取活體組織圖像和光譜兩方面的信息，經(jīng)過智能識(shí)別分析軟件處理， 可以從形態(tài)和生化兩個(gè)方面對(duì)檢測(cè)部位進(jìn)行分析，給出更為準(zhǔn)確的診斷結(jié)果， 為疾病的早期診斷提供了一種新方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種在體超光譜成像診斷儀，包括光纖、內(nèi)窺鏡、聚光鏡、激發(fā)光源、 入射透鏡、色散單元、CCD、色散單元控制器和計(jì)算機(jī),特點(diǎn)是激發(fā)光源、聚 光鏡、內(nèi)窺鏡、入射透鏡、色散單元、CCD依次成光路連接；激發(fā)光源經(jīng)過 聚光鏡聚焦后，使用光纖連接到內(nèi)窺鏡并最后通過內(nèi)窺鏡導(dǎo)光束端口照射到 體內(nèi)活體組織上，被活體組織反射的信號(hào)經(jīng)內(nèi)窺鏡的成像光纖束傳輸?shù)饺肷?透鏡，經(jīng)過色散單元后成像于CCD上，CCD將圖像數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中。
電路連接CCD輸出信號(hào)電纜連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接色散單元控制器 及激發(fā)光源，色散單元控制器連接色散單元；計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集和控制部件 一方面連接到激發(fā)光源上，控制激發(fā)光源的工作；另一方面連接到色散單元 控制部件和CCD上，使色散單元調(diào)節(jié)于不同的波長(zhǎng)，同時(shí)將CCD的圖像采集 并記錄下來。
通過連續(xù)采集體內(nèi)相同區(qū)域活體組織不同波長(zhǎng)的圖像，最后即可獲取該 區(qū)域的超光譜圖像數(shù)據(jù)，即圖像立方體。該數(shù)據(jù)立方體既包含了活體組織的 圖像數(shù)據(jù)，也包含了其光譜數(shù)據(jù)。結(jié)合計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集和處理軟件， 對(duì)采集的體內(nèi)活體組織的超光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行智能識(shí)別和分析，即可同時(shí)對(duì)活體 組織進(jìn)行形態(tài)和生化分析，實(shí)現(xiàn)疾病的早期診斷。
上述的內(nèi)窺鏡是普通醫(yī)用硬式內(nèi)鏡、光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡或者直接使用成像光纖代替；所述色散單元是AOTF、 LCTF等元件；所述的激發(fā)光源是普通激光光 源或者白光光源。
本發(fā)明使用色散單元采集體內(nèi)活體組織不同波長(zhǎng)的圖像，最后獲取其超 光譜圖像數(shù)據(jù)。除了可以從形態(tài)上對(duì)被檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析外，還可以從光譜 角度對(duì)活體組織進(jìn)行分析，由于光譜信息可以直接反映活體組織在發(fā)生形態(tài) 學(xué)變化前的生理和代謝的變化，因此當(dāng)有疾病產(chǎn)生時(shí)，可以根據(jù)檢測(cè)到的異 常變化做到疾病的早期診斷。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)圖1給出本發(fā)明一個(gè)較好的實(shí)施例，用以說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特 征，技術(shù)性能和功能點(diǎn)，而不是用來限定本發(fā)明的范圍。
參閱圖l，本實(shí)施例中激發(fā)光源5、聚光鏡4、內(nèi)窺鏡3、入射透鏡6、 色散單元7、 CCD8依次成光路連接，激發(fā)光源5的激發(fā)光經(jīng)過聚光鏡4后， 通過光纖2連接到內(nèi)窺鏡3，內(nèi)窺鏡3的端口對(duì)準(zhǔn)但不直接接觸體內(nèi)被測(cè)活 體組織1，被活體組織1反射的光信號(hào)經(jīng)過與內(nèi)窺鏡3鉗孔連接的光纖傳出 至入射透鏡6，經(jīng)過色散單元7分光后，最后成像于CCD8上。色散單元控 制器9連接到計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集和控制卡，根據(jù)計(jì)算機(jī)10的控制信號(hào)對(duì) 色散單元7進(jìn)行控制。CCD 8信號(hào)電纜連接到計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集和控制卡， 完成圖像數(shù)據(jù)的采集。
本實(shí)施例中，內(nèi)窺鏡3采用GES-300A纖維胃鏡，激發(fā)光源5為氬離子激 光源，色散單元7使用A0TF。儀器工作時(shí)，激發(fā)光源5通過光纖2連接到內(nèi) 窺鏡3，最后照射到體內(nèi)活體組織1上，其反射光通過光纖2傳出，經(jīng)過入射透鏡6到達(dá)色散單元7，計(jì)算機(jī)10通過色散單元控制器9使反射光處于不 同的波長(zhǎng)，則計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集卡采集CCD 8輸出的不同波長(zhǎng)的活體組織 圖像，即可以獲取體內(nèi)活體組織1的超光譜圖像數(shù)據(jù)。
運(yùn)行于計(jì)算機(jī)10上的數(shù)據(jù)采集和分析軟件主要實(shí)現(xiàn)以下功能儀器定 標(biāo)、活體組織超光譜數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)圖像顯示、硬件配置和控制、圖像數(shù)據(jù) 格式轉(zhuǎn)換、智能識(shí)別和分析等。
本發(fā)明可以獲取體內(nèi)活體組織的超光譜圖像數(shù)據(jù)，不僅可以從形態(tài)上對(duì) 其進(jìn)行檢測(cè)，還可以從生物化學(xué)角度對(duì)活體組織進(jìn)行分析，與普通光學(xué)檢測(cè) 手段相比，能夠提供更為豐富的診斷信息，因此，將本發(fā)明用于體內(nèi)器官的 檢測(cè)和分析，可以實(shí)現(xiàn)某些疾病的早期診斷，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1、一種在體超光譜成像診斷儀，包括光纖(2)、內(nèi)窺鏡(3)、聚光鏡(4)、激發(fā)光源(5)、入射透鏡(6)、色散單元(7)、CCD(8)、色散單元控制器(9)和計(jì)算機(jī)(10)，其特征在于激發(fā)光源(5)、聚光鏡(4)、內(nèi)窺鏡(3)、入射透鏡(6)、色散單元(7)、CCD(8)依次成光路連接；CCD(8)輸出信號(hào)電纜連接計(jì)算機(jī)(10)，計(jì)算機(jī)(10)連接色散單元控制器(9)及激發(fā)光源(5)，色散單元控制器(9)連接色散單元(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在體超光譜成像診斷儀，其特征在于所述的內(nèi) 窺鏡(3)為普通醫(yī)用硬式內(nèi)鏡、光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡或者直接使用成像光纖代替。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在體超光譜成像診斷儀，其特征在于所述的激 發(fā)光源(5)是冷光激光光源或者是普通白光光源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在體超光譜成像診斷儀，其特征在于所述的色 散單元(7)為聲光調(diào)諧濾波器(AOTF)或液晶可調(diào)諧濾波器(LCTF)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在體超光譜成像診斷儀，它包括光纖、內(nèi)窺鏡、聚光鏡、激發(fā)光源、入射透鏡、色散單元、CCD、色散單元控制器和計(jì)算機(jī)，特點(diǎn)是激發(fā)光源、聚光鏡、內(nèi)窺鏡、入射透鏡、色散單元、CCD依次成光路連接；激發(fā)光源經(jīng)過匯聚后使用光纖連接到內(nèi)窺鏡，通過內(nèi)窺鏡端口照射到體內(nèi)活體組織上，反射光經(jīng)過光纖傳出至入射透鏡，經(jīng)過色散單元后成像于CCD。CCD的信號(hào)電纜連接到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的控制線連接到色散單元控制器，色散單元控制器連接到色散單元。計(jì)算機(jī)通過控制色散單元改變波長(zhǎng)并通過CCD采集圖像數(shù)據(jù)，最后獲得體內(nèi)活體組織的超光譜圖像數(shù)據(jù)。將本發(fā)明用于體內(nèi)器官的檢測(cè)和分析，可以實(shí)現(xiàn)某些疾病的早期診斷。
文檔編號(hào)A61B1/00GK101313838SQ20081003995
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者李慶利 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)