專利名稱：微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，特別涉及一種可同時或單獨對血管和淋巴管成像并通過色彩顯示不同明確加以區(qū)分的設(shè)備。
背景技術(shù)：
微創(chuàng)手術(shù)因其創(chuàng)傷小、疼痛輕、恢復(fù)快的優(yōu)越性而漸受青睞，但目前在很多臨床領(lǐng)域，因受限于缺乏儀器輔助定位而不能很好開展。淋巴管/靜脈吻合手術(shù)是顯微外科領(lǐng)域興起的一項難度較大的手術(shù)，主要用途是將阻塞的淋巴管在機體局部直接引流到靜脈，應(yīng)用淺淋巴管/靜脈吻合手術(shù)治療阻塞性淋巴水腫獲得成功。該研究結(jié)合人類淋巴管的解剖特定，選擇與皮下主要靜脈伴行的集合淋巴管進行與附近小靜脈吻合以及分段進行淋巴管/靜脈吻合，使得機體有多根淋巴管引流至局部靜脈，能快速達到消腫的效果。目前在實際應(yīng)用中僅僅依靠肉眼對血管和淋巴管進行吻合，分辨率低，而肉眼很難發(fā)現(xiàn)淋巴管，無法術(shù) 前定位，完全依靠醫(yī)生的經(jīng)驗進行解剖層面的觀測，雖然市面亦有能單獨對血管或淋巴結(jié)成像的設(shè)備，但在兩者間頻繁的切換以及辨識度低導(dǎo)致的誤差不適于微創(chuàng)手術(shù)的應(yīng)用，而且，還缺乏能夠利用同一成像裝置同時呈現(xiàn)靜脈和淋巴管的微創(chuàng)定位導(dǎo)引設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，包括主機和與該主機通信的手持組件，其中，該手持組件包括殼體；投照裝置，用于發(fā)射照射光束；攝像裝置，用于接收返回光束成像；前成像處理裝置，與攝像裝置一體化設(shè)計以對返回的光學(xué)信號進行篩選并對攝像裝置接收到的光學(xué)信號進行成像處理；手持組件控制裝置，其具有控制按鍵和控制狀態(tài)指示燈，該手持組件控制裝置與投照裝置電連接以控制光源的開關(guān)，并通過改變電流輸出強弱的方式調(diào)節(jié)光強度，其中，該投照裝置包括用于特定組織吸收光譜成像的第一光源和用于激發(fā)熒光物質(zhì)成像的第二光源，且攝像裝置及與其一體化設(shè)計的圖像前處理裝置具有窄帶濾光片，該設(shè)備被構(gòu)造為利用同一攝像裝置和圖像前處理裝置同時或單獨對特定組織的吸收光譜成像和對熒光物質(zhì)激發(fā)光成像。根據(jù)本發(fā)明的一方面，投照裝置和攝像裝置集成在手持組件殼體內(nèi)，攝像裝置布置在投照裝置的垂直面上，第一光源和第二光源處于同一個平面以特定的間隔均勻排列，且該平面與攝像裝置的中心軸垂直。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第一光源和第二光源可由多個發(fā)光二極管和/或激光光源組成，第一光源進行吸收光譜成像，第二光源激發(fā)熒光光譜成像。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，第一光源發(fā)射第一波長的光束，第二光源發(fā)射第二波長的光束，第一波長為400-800nm，第二波長為600_1000nm。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，第一波長為700-800nm，第二波長為800_900nm。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，窄帶濾光片的中心波長大約為特定組織吸收光譜峰波長和熒光發(fā)射光譜峰波長的均值。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，窄帶濾光片的中心波長大約為800_860nm，半帶寬為15_20nmo根據(jù)本發(fā)明的再一方面，第一波長的光束和第二波長的光束能被選擇性地同時或單獨投射。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，主機包括手持組件收納倉、電源控制裝置、與手持組件控制裝置同步通信的主機控制裝置、圖像后處理裝置、圖像存儲裝置、定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，其中主機與手持組件通過有線或無線方式連接。


圖1是本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(框圖)；
圖2示意性地示出了本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備的分解透視圖，包括手持組件和主機；圖3示意性地示出了手持組件的光源排列縱剖圖；圖4示出了手持組件的剖切視圖；圖5示出了本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備采用的第一波長和第二波長的照射光和窄帶濾光片的特征；圖6示意性地示出了本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備的主機。附圖標(biāo)記100微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備110 主機111手持組件收納倉1111收納倉倉蓋1112倉門開關(guān)裝置1113固定支架1114轉(zhuǎn)軸裝置112電源控制裝置113主機控制裝置114圖像后處理裝置115圖像存儲裝置116定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)117數(shù)據(jù)輸入/輸出接口(裝置)120手持組件121 殼體122投照裝置1220 孑L1221 第一光源1222 第二光源123攝像裝置
1231窄帶濾光片124前成像處理裝置125手持組件控制裝置1251控制按鍵1252控制狀態(tài)指示燈1253控制電路
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100的示意圖，該微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100包括主機110和手持組件120。主機110與手持組件120電連接，手持組件120發(fā)射激發(fā)光束對具有熒光染料(例如經(jīng)由注射)的組織部位進行照射，并接收返回的光線。主機110對手持組件120采集的圖像進行處理，以形成血管和/或淋巴管的影像。利用人體不同組織對于不同波段近紅外光的吸收、反射率不同，選擇合適的光源投射，從特定組織反射的光束經(jīng)光學(xué)處理后能夠呈現(xiàn)該組織的影像。本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100利用了該特性獲得血管的清晰影像。熒光染料與人體白蛋白結(jié)合形成的大分子熒光物質(zhì)首先在淋巴管內(nèi)富集，在被激發(fā)光照射后，激發(fā)的熒光光譜經(jīng)過光學(xué)信號的采集處理，從而使淋巴管成像。利用本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100可獲得淋巴管的清晰影像。用于血管的吸收光譜成像和用于淋巴管的熒光光譜成像分別需要不同的波長。本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100可同時發(fā)射第一波長的光以產(chǎn)生用于血管的吸收光譜成像，以及發(fā)射第二波長的光以激發(fā)熒光物質(zhì)用于熒光光譜成像。本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備選擇適當(dāng)?shù)牡谝徊ㄩL和第二波長，并選擇適當(dāng)?shù)臒晒馕镔|(zhì)，并利用特定波長的窄帶濾光片，通過圖像前處理裝置對光學(xué)信號的處理，可以使通過同一窄帶濾光片的吸收光譜和熒光光譜信號被收集處理，以實現(xiàn)在同一設(shè)備上利用同一套攝像裝置在同一光路中同時或單獨成像血管和淋巴管，并明確加以區(qū)分。也就是說，本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100可同時處理吸收光譜數(shù)據(jù)和發(fā)射光譜數(shù)據(jù)，使血管和淋巴管同時成像。亦可單獨顯示血管成像或淋巴成像。根據(jù)本發(fā)明的實施例，微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100發(fā)射第一波長400-800nm的光束，發(fā)射第二波長600-1000nm的光束。根據(jù)另一優(yōu)選實施例，第一波長為700_800nm，第二波長為 800-900nm。另一方面，本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100利用窄帶濾光片選擇性地對接收的光線進行濾過。實施例優(yōu)選當(dāng)窄帶濾光片的中心波長為特定組織吸收光譜峰波長和熒光光譜峰波長的均值(如圖5所示)時，成像質(zhì)量和辨識度較高。根據(jù)一具體實例，窄帶濾光片的中心波長大約為800-860nm,半帶寬為15_20nm。通過該窄帶濾光片,可以實現(xiàn)利用同一套攝像裝置實現(xiàn)對特定組織的吸收光譜成像和對熒光物質(zhì)激發(fā)光同時或分別成像，而不需要通過分光裝置在兩個光路上用兩套攝像裝置分別成像。在利用本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備成像前，可對局部組織注射熒光物質(zhì)。該熒光物質(zhì)包括但不限于血卟啉，亞甲藍，異硫藍，專利藍，吲哚菁綠等。優(yōu)選采用吲哚菁綠。
以上內(nèi)容是光學(xué)系統(tǒng)波長的選擇，下面介紹具體的設(shè)備結(jié)構(gòu)。圖2示出了本發(fā)明的實施例的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100，包括主機110和與該主機110通彳目的手持組件120。主機110包括手持組件收納倉111、電源控制裝置112、與手持組件控制裝置同步通信的主機控制裝置113、圖像后處理裝置114、定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)·116、圖像存儲裝置115、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 117。手持組件收納倉111用于收納手持組件120，包括通過轉(zhuǎn)軸裝置1114與主機殼體樞轉(zhuǎn)連接的收納倉倉蓋1111，倉門開關(guān)裝置1112，以及位于收納倉111內(nèi)的用于固定手持組件120的固定支架1113。電源控制裝置112為微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100提供電能。該電源控制裝置具有短路電流保護、過流保護和過壓保護功能，能以不同的電壓和電流分別給主機110、主機控制裝置113與手持組件120上的控制裝置125、投照裝置與攝像裝置進行供電。主機110和手持組件120之間可以采用有線或無線連接。當(dāng)采用無線連接時，手持組件120可具有單獨的電源裝置。主機控制裝置113可與手持組件120上的控制裝置125同步通信，可實現(xiàn)與手持組件控制裝置相同的功能。主機控制裝置113與手持組件120上的控制裝置125的同步通信由兩部分控制面板通過專門開發(fā)的既定程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。例如，手持開關(guān)是兩個按鍵，主機是開關(guān)一個按鍵，其他按鍵及功能相同，實現(xiàn)與手持組件控制裝置相同的功能。主機110具有圖像后處理裝置114和圖像儲存裝置115，用于對手持裝置120傳遞的信號進行處理，以形成血管和/或淋巴管的影像，并將該圖像以數(shù)據(jù)文件的形式存儲在圖像儲存裝置115內(nèi)。圖像后處理裝置114可實現(xiàn)圖像的即時成像/實時傳輸功能，能自動存儲數(shù)據(jù)至圖像存儲裝置115，并可視需要通過數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至外接存儲裝置，包括但不限于U盤、移動硬盤等。主機110可具有數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，包括但不限于USB接口、圖像輸出接口、投影儀/顯示裝置接口等。該手持組件120包括殼體121，殼體121內(nèi)安裝有用于發(fā)射照射光束的投照裝置122，用于接收返回光束成像的攝像裝置123，以及與攝像裝置123電連接以對攝像裝置123接收到的信號進行成像處理的前成像處理裝置124。手持組件還包括控制裝置125，該控制裝置125包括安裝在殼體121外側(cè)的控制按鍵1251和控制狀態(tài)指示燈1252，以及位于殼體121內(nèi)的與控制按鍵1251和指示燈1252電連接的控制電路1253?？刂蒲b置125與投照裝置122電連接以控制光源的開關(guān)，并通過改變電流強弱的方式調(diào)節(jié)光強度。參見圖3和4，投照裝置122和攝像裝置123集成在手持組件殼體121內(nèi)，攝像裝置123布置在投照裝置122的中心孔1220內(nèi)。投照裝置122包括用于吸收光譜成像的第一光源1221和用于激發(fā)突光物質(zhì)成像的第二光源1222。通過該第一光源1221和第二光源1222，投照裝置122可同時發(fā)射第一波長的光用于特定組織的吸收光譜成像，以及發(fā)射第二波長的光以激發(fā)熒光物質(zhì)產(chǎn)生用于淋巴管成像的激發(fā)光。第一光源1221和第二光源1222分別包括多個發(fā)光二極管或激光光源,第一光源1221發(fā)射紅外光或紅光,第二光源1222發(fā)射紅外光。第一光源和第二光源處于同一平面以特定間隔均勻排列，該平面與攝像裝置的軸心垂直，如圖3所示。
在工作時，通過主機控制裝置113和/或手持組件控制裝置125，第一光源1221和第二光源1222可被選擇性地打開，以同時或單獨發(fā)射光束，從而可對血管和淋巴管同時或單獨成像。攝像裝置123及與其一體化設(shè)計的圖像前處理裝置具有窄帶濾光片1231以對吸收光譜成像和對熒光物質(zhì)激發(fā)光成像。定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)可對呈現(xiàn)的圖像進行準(zhǔn)確的定位標(biāo)識，可精確定位切口位置。通過對第一光源1221、第二光源1222和窄帶濾光片1231的特征波長的選擇，本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100可利用集成的單個設(shè)備實現(xiàn)對血管和淋巴管的同時成像。另外，本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備100可具有顯示裝置，包括但不限于顯示器、投影儀具有各種操作系統(tǒng)的PC以及平板電腦等。另外，本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè) 備100可具有定位輔助系統(tǒng)，可以快速定位得到的血管和淋巴管影像，確定切口位置。該微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備可實現(xiàn)在整個操作過程中的實時影像觀測，控制系統(tǒng)采用改變電流強弱來實現(xiàn)光源的強度調(diào)節(jié)，與傳統(tǒng)的控制頻率調(diào)節(jié)強度方式相比，增加了影像的穩(wěn)定性；該微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)引設(shè)備主要克服了目前一些設(shè)備單獨對血管或淋巴管進行顯影而導(dǎo)致的頻繁切換或因辨識率不高而將不同圖像重疊處理所導(dǎo)致的定位誤差率較高的缺陷，可在同一個顯示裝置中同時或單獨對血管和淋巴管成像且能通過色彩明確加以區(qū)分，定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)能精確定位切口部位，減少了誤差率，符合微創(chuàng)手術(shù)快速、精準(zhǔn)定位的特點，有助于縮減操作者的學(xué)習(xí)曲線，減少病患痛苦，具有很高的臨床價值。盡管已經(jīng)對用于實施本發(fā)明的最佳模式進行了詳盡的描述，對本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域熟悉的技術(shù)人員應(yīng)理解，用于實施本發(fā)明的各種可替換設(shè)計和實施例應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，包括主機和與該主機通信的手持組件，其中，該手持組件包括 殼體； 投照裝置，用于發(fā)射照射光束； 攝像裝置，用于接收返回光束成像； 前成像處理裝置，與攝像裝置一體化設(shè)計以對返回的光學(xué)信號進行篩選并對攝像裝置接收到的光學(xué)信號進行成像處理； 手持組件控制裝置，其具有控制按鍵和控制狀態(tài)指示燈，該手持組件控制裝置與投照裝置電連接以控制光源的開關(guān)，并通過改變電流輸出強弱的方式調(diào)節(jié)光強度， 其特征在于， 該投照裝置包括用于特定組織吸收光譜成像的第一光源和用于激發(fā)熒光物質(zhì)成像的第二光源，且攝像裝置及與其一體化設(shè)計的圖像前處理裝置具有窄帶濾光片，該設(shè)備被構(gòu)造為利用同一攝像裝置和圖像前處理裝置同時或單獨對特定組織的吸收光譜成像和對熒光物質(zhì)激發(fā)光成像。
2.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，投照裝置和攝像裝置集成在手持組件殼體內(nèi)，攝像裝置布置在投照裝置的垂直面上，第一光源和第二光源處于同一個平面以特定的間隔均勻排列，且該平面與攝像裝置的中心軸垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，第一光源和第二光源可由多個發(fā)光二極管和/或激光光源組成，第一光源進行吸收光譜成像，第二光源激發(fā)突光光譜成像。
4.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，第一光源發(fā)射第一波長的光束，第二光源發(fā)射第二波長的光束，第一波長為400-800nm，第二波長為600-1000nm。
5.如權(quán)利要求4所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，第一波長為700-800nm，第二波長為 800-900nm。
6.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，窄帶濾光片的中心波長大約為特定組織吸收光譜峰波長和熒光發(fā)射光譜峰波長的均值。
7.如權(quán)利要求6所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，窄帶濾光片的中心波長大約為800-860nm，半帶寬為 15_20nm。
8.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中，第一波長的光束和第二波長的光束能被選擇性地同時或單獨投射。
9.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備,其中，主機包括手持組件收納倉、電源控制裝置、與手持組件控制裝置同步通信的主機控制裝置、圖像后處理裝置、圖像存儲裝 置、定位輔助導(dǎo)引系統(tǒng)、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口。
10.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，其中主機與手持組件通過有線或無線方式連接。
全文摘要
一種微創(chuàng)手術(shù)定位導(dǎo)引設(shè)備，包括主機和手持組件，該手持組件包括殼體；投照裝置以發(fā)射照射光束；攝像裝置以接收返回光束成像；前成像處理裝置，與攝像裝置一體化設(shè)計以對返回光學(xué)信號進行成像處理；手持組件控制裝置，具有控制按鍵和控制狀態(tài)指示燈且與投照裝置電連接控制光源的開關(guān)，并通過改變電流輸出強弱方式調(diào)節(jié)光強度。該投照裝置包括用于特定組織吸收光譜成像的第一光源和用于激發(fā)熒光物質(zhì)成像的第二光源，且攝像裝置及圖像前處理裝置具有窄帶濾光片，該設(shè)備被構(gòu)造為利用同一攝像裝置和圖像前處理裝置同時或單獨對特定組織的吸收光譜成像和對熒光物質(zhì)激發(fā)光成像。通過本發(fā)明可以同時或單獨對血管和淋巴成像而不使用分光設(shè)計。
文檔編號A61B19/00GK102988112SQ201210570129
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者李東杰 申請人:廊坊市明德生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司