專利名稱：淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物組織成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
淋巴系統(tǒng)是脈管系的一個(gè)組成部分，由各級(jí)淋巴管道、淋巴器官和散在的淋巴組織構(gòu)成。淋巴系統(tǒng)不僅參與體液循環(huán)和脂質(zhì)代謝，還具有造血和免疫功能，是人體重要的防御系統(tǒng)之一，與過敏、肥胖、感染、糖尿病和腫瘤等多種疾病密切相關(guān)。淋巴結(jié)成像技術(shù)是研究淋巴系統(tǒng)功能及其在疾病中作用的重要途徑，特別是在腫瘤診斷治療和復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移中尤其受到重視。前哨淋巴結(jié)(sentinel lymph node, SLN)是指原發(fā)腫瘤淋巴引流區(qū)域內(nèi)，淋巴轉(zhuǎn)移必經(jīng)的第一站淋巴結(jié)，它可以作為屏障暫時(shí)阻止腫瘤細(xì)胞在淋巴系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)散。在臨床手術(shù)治療中，外科醫(yī)生往往先行小范圍的手術(shù)，試圖找到并切除腫瘤淋巴引流到達(dá)的第一站淋巴結(jié)，檢查其受侵狀態(tài)，再?zèng)Q定是否行大范圍的淋巴清掃術(shù)。SLN狀態(tài)是診斷腫瘤是否擴(kuò)散和決定治療方案的重要依據(jù)，SLN活檢陰性可以避免手術(shù)不必要的擴(kuò)大，能減輕患者的痛苦和提高生活質(zhì)量，因此SLN活檢概念的提出是腫瘤外科領(lǐng)域中一個(gè)里程碑式的進(jìn)展。盡早發(fā)現(xiàn)前哨淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移對(duì)于腫瘤的臨床分期以及采取相應(yīng)的治療措施和恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)方式均有著重要意義。目前，SLN活檢技術(shù)已經(jīng)成為黑色素瘤和乳腺癌的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式，并逐漸被推廣到胃癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、外陰癌和頭頸部腫瘤的診斷和治療中。如何準(zhǔn)確找到SLN，即對(duì)SLN進(jìn)行定位是SLN活檢的關(guān)鍵技術(shù)。淋巴結(jié)成像技術(shù)是一種SLN定位的方法，有助于術(shù)中盡快找到SLN。目前臨床常用的方法有三種(1)染料示蹤法，術(shù)中注射美藍(lán)等生物活性染料數(shù)分鐘內(nèi)便可使淋巴管、淋巴結(jié)著色。該方法較為傳統(tǒng)，簡便易行，但需要醫(yī)生有較長的學(xué)習(xí)曲線。在選擇皮膚切口時(shí)較盲目，術(shù)中耗時(shí)多，損傷大，而且染料多為小分子，在引流至SLN后數(shù)分鐘便引流到下一級(jí)淋巴結(jié)，將影響SLN活檢的準(zhǔn)確性。( 核素示蹤法，常用同位素99mTc，可通過定位放射性最強(qiáng)的淋巴結(jié)以確定 SLN。該法優(yōu)點(diǎn)在于術(shù)前明確定位，手術(shù)針對(duì)性強(qiáng)，損傷小，但因存在放射性污染會(huì)對(duì)病人和醫(yī)護(hù)人員的健康產(chǎn)生危害，且設(shè)備昂貴，限制了其臨床應(yīng)用。( 染料與放射性核素聯(lián)合示蹤法，該方法是目前為止最為可靠的定位SLN的方法。納米新材料的不斷發(fā)展也為淋巴結(jié)成像提供更多的方法。Kim等人利用近紅外II 型熒光量子點(diǎn)對(duì)小鼠和豬的腋窩SLN進(jìn)行定位成像。通過注射到小動(dòng)物體內(nèi)的量子點(diǎn)發(fā)出的熒光，可以在體外直接觀察到腋窩處的SLN。該熒光信號(hào)強(qiáng)而且穩(wěn)定，無需手術(shù)，因此量子點(diǎn)動(dòng)物熒光成像技術(shù)為臨床SLN定位打開新的局面。但是，量子點(diǎn)含有重金屬鎘(Cd)，具有很強(qiáng)的生物毒性，即使通過表面修飾包裹有機(jī)高分子或無機(jī)材料，如Si02，在體內(nèi)環(huán)境中仍然會(huì)有Cd離子滲出，逐漸累積產(chǎn)生毒性，從而限制了量子點(diǎn)的體內(nèi)應(yīng)用前景。近來，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料(Up-converting Wiosphor，UCP)在生物成像中的應(yīng)用引起
3了越來越多研究者的關(guān)注。傳統(tǒng)的熒光材料發(fā)光均符合斯托克斯定律(Stokes' law)，即發(fā)光材料的發(fā)射波長一般總是大于激發(fā)光的波長，或者說發(fā)光的光子能量通常要小于激發(fā)光子的能量。而上轉(zhuǎn)換發(fā)光是一種在紅外光激發(fā)下發(fā)出可見光的發(fā)光現(xiàn)象，其特點(diǎn)是所吸收的光子能量低于所發(fā)射的光子能量，即通過多光子機(jī)制把長波輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射，這種現(xiàn)象稱為反斯托克斯效應(yīng)。采用近紅外作為激發(fā)光，組織對(duì)光吸收較少，不會(huì)發(fā)生光反射或散射也不會(huì)被激發(fā)產(chǎn)生背景熒光，從而極大地提高成像靈敏度。UCP的發(fā)光現(xiàn)象是產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的純粹物理過程，熒光具有高度穩(wěn)定性，不易淬滅。同時(shí)，與量子點(diǎn)比較，UCP納米粒子生物相容性好，無細(xì)胞毒性。因此，如果將上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料應(yīng)用到淋巴結(jié)成像技術(shù)，發(fā)展出一種新型淋巴結(jié)成像方法和系統(tǒng)，有望解決現(xiàn)有方法存在的一些問題，為腫瘤外科手術(shù)治療提供更有效、更準(zhǔn)確、更安全的淋巴結(jié)檢測(cè)和定位手段。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有的上述淋巴結(jié)成像方法的局限和不足，采用上轉(zhuǎn)換熒光納米材料作為淋巴結(jié)成像和血管造影的標(biāo)記物，提供了一種淋巴結(jié)成像和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)。一種淋巴結(jié)和血管成像上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光器，通過激光光纖組將激光投射至探測(cè)物，激發(fā)探測(cè)物產(chǎn)生熒光；上轉(zhuǎn)換熒光探測(cè)器，接收熒光并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過信號(hào)傳輸線路傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)； 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，成像。所述上轉(zhuǎn)換熒光探測(cè)器包括鏡筒，鏡筒內(nèi)設(shè)有光學(xué)濾光片組、光學(xué)透鏡組、CXD圖像傳感器，自動(dòng)檢測(cè)并調(diào)整光學(xué)透鏡組焦距的控制電路，激光光纖組從鏡筒尾端端穿入鏡筒側(cè)壁內(nèi)部并延伸至鏡筒前端，所述的鏡筒前端端面設(shè)有與激光光纖組中激光光纖一一對(duì)應(yīng)的光纖出口。所述的激光光纖組包含4條激光光纖，所述的光纖出口數(shù)量為4個(gè)，4個(gè)光纖出口均勻環(huán)繞鏡筒軸線分布。所護(hù)的激光光纖穿入鏡筒側(cè)壁內(nèi)部的部分平行鏡筒的軸線。所述半導(dǎo)體激光器采用中心波長為980nm的半導(dǎo)體激光器。其中，所述的上轉(zhuǎn)換熒光納米材料為的稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換熒光納米粒子
權(quán)利要求1.一種淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光器(F)，通過激光光纖組(D)將激光投射至探測(cè)物(B)，激發(fā)探測(cè)物(B)產(chǎn)生熒光；上轉(zhuǎn)換熒光探測(cè)器(A)，接收熒光并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過信號(hào)傳輸線路(C)傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(E)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)換熒光探測(cè)器(A)包括鏡筒，鏡筒內(nèi)設(shè)有光學(xué)濾光片組(1)、光學(xué)透鏡組(幻丄⑶圖像傳感器(3)，自動(dòng)檢測(cè)并調(diào)整光學(xué)透鏡組( 焦距的控制電路，激光光纖組從鏡筒尾端端穿入鏡筒側(cè)壁內(nèi)部并延伸至鏡筒前端，所述的鏡筒前端端面設(shè)有與激光光纖組中激光光纖一一對(duì)應(yīng)的光纖出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，特征在于，所述的激光光纖組包含4條激光光纖，所述的光纖出口數(shù)量為4個(gè)，4個(gè)光纖出口均勻環(huán)繞鏡筒軸線分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，所護(hù)的激光光纖穿入鏡筒側(cè)壁內(nèi)部的部分平行鏡筒的軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淋巴結(jié)和血管上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器(F)采用中心波長為980nm的半導(dǎo)體激光器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種淋巴結(jié)和血管成像上轉(zhuǎn)換熒光成像系統(tǒng)，包括通過激光光纖組將激光投射至探測(cè)物，激發(fā)探測(cè)物產(chǎn)生熒光的半導(dǎo)體激光器；接收熒光并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過信號(hào)傳輸線路傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換熒光探測(cè)器；對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)成像的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，本實(shí)用新型系統(tǒng)能直接對(duì)標(biāo)記上轉(zhuǎn)換熒光納米材料的淋巴結(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)、安全的成像，為高效、準(zhǔn)確、安全地進(jìn)行淋巴結(jié)定位和研究血管相關(guān)病變提供了新方法。
文檔編號(hào)A61B5/00GK202184721SQ20112017505
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者徐宇虹, 王麗江, 王煒 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)