本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及了一種乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年患乳腺癌高達(dá)21萬(wàn)人以上，患病年齡提前20歲，患病年輕化。因?yàn)樵缙诎Y狀不明顯而被忽視，85%以上的患者到醫(yī)院檢查時(shí)已到了中晚期，致使乳腺癌的死亡率逐年上升，已經(jīng)成為威脅女性生命的頭號(hào)殺手。面對(duì)這樣一種形勢(shì)，如何利用高端先進(jìn)的醫(yī)療儀器設(shè)備對(duì)婦女開(kāi)展全面的乳腺普查活動(dòng)，對(duì)乳腺癌努力做到早發(fā)現(xiàn)、早治療是當(dāng)務(wù)之急，這是抗擊乳腺癌、保乳、降低復(fù)發(fā)率和死亡率的一項(xiàng)重要措施?，F(xiàn)有乳腺檢查運(yùn)用的手段是以鉬靶、超聲為主。雖然在乳腺普查中，這兩種檢查方法都有自己的局部?jī)?yōu)勢(shì)，但也受到了一定局限，比如：鉬靶對(duì)鈣化敏感，但對(duì)東方女性的腺體型乳腺層次分辨不夠，有射線，屬有創(chuàng)檢查，不宜做體檢篩查使用。超聲對(duì)囊性和實(shí)性的占位反映敏感，但對(duì)醫(yī)生技術(shù)水平要求較高，檢查速度較慢，不宜大規(guī)模體檢篩查使用。乳腺專用磁共振，可發(fā)現(xiàn)0. 3cm左右的細(xì)小病變，能檢查出臨床觸診擁手不能觸及的腫瘤結(jié)節(jié)，同時(shí)能進(jìn)行立體測(cè)量，功能診斷，大大提高診斷準(zhǔn)確率，使乳腺癌根治保乳率達(dá)到60%-70%的先進(jìn)水平。但是其昂貴的價(jià)格不利于臨床基層的普查應(yīng)用。

近幾年國(guó)內(nèi)專利數(shù)據(jù)庫(kù)公開(kāi)了一些相關(guān)的專利技術(shù)：

例如專利CN2005100979817，一種乳腺血氧功能成像方法及乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，該發(fā)明利用雙波長(zhǎng)光源照射乳腺組織，后用探測(cè)器接收光強(qiáng)；再將該光強(qiáng)轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)后再轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)處理，通過(guò)圖像后處理，計(jì)算氧合、去氧血紅蛋白變化量；最后將氧合、去氧血紅蛋白變化量映射成像生成圖形；該系統(tǒng)特征是：包括有雙波長(zhǎng)發(fā)生器和圖像分析與處理系統(tǒng)；其中雙波長(zhǎng)發(fā)生器與所述的光源控制模塊相連接，圖像分析與處理系統(tǒng)和所述的計(jì)算機(jī)中央處理系統(tǒng)相連接。使用該方法及系統(tǒng)所獲取的圖像數(shù)據(jù)充分、真實(shí)、準(zhǔn)確、有效，為利用計(jì)算機(jī)對(duì)掃描影像進(jìn)行后處理提供了良好的前提條件。該系統(tǒng)增加了影像數(shù)字化技術(shù)、后處理技術(shù)和血氧分析技術(shù)后，提高了診斷符合率。

又如專利CN 2010201208023，雙光源雙探頭乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，該實(shí)用新型涉及一種雙光源雙探頭乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，包括：雙波長(zhǎng)光源、雙探測(cè)器、血氧和三算子信號(hào)采集單元、計(jì)算機(jī)及乳腺信息分析處理系統(tǒng)，其特征在于：雙探測(cè)器中兩個(gè)輸出端經(jīng)視頻線分別與血氧和三算子信號(hào)采集單元中的血氧圖像采集卡的兩個(gè)輸入端及三算子圖像采集卡的一個(gè)輸入端相連，血氧和三算子信號(hào)采集單元的三個(gè)輸出端分別與計(jì)算機(jī)及乳腺信息分析處理系統(tǒng)相連。該實(shí)用新型提供一種雙光源雙探頭乳腺血氧功能成像系統(tǒng)，為醫(yī)生診斷提供一種快捷方便、實(shí)用、高效的乳腺影像診斷設(shè)備。

但是以上系統(tǒng)均是快速篩查早期乳癌及各種乳腺疾病的新型診斷設(shè)備，均無(wú)達(dá)到治療的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使多功能乳腺血氧功能成像系統(tǒng)和近紅外光、納米靶向影像增強(qiáng)與光動(dòng)力治療相結(jié)合，全面優(yōu)于現(xiàn)有的用于乳腺檢查和治療的系統(tǒng)，有效提高乳腺腫瘤的早期診斷準(zhǔn)確率和治療效果，提高保乳率，并且能達(dá)到診斷與治療技術(shù)相結(jié)合的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)及其應(yīng)用，包括主控計(jì)算機(jī)、設(shè)備控制器、紅外成像模塊、紅外線發(fā)生模塊和光動(dòng)力治療模塊；所述主控計(jì)算機(jī)與設(shè)備控制器通過(guò)串行總線連接；所述設(shè)備控制器分別與光動(dòng)力治療模塊、紅外線發(fā)生模塊連接；所述紅外成像模塊通過(guò)總線與主控計(jì)算機(jī)連接。

所述主控計(jì)算機(jī)提供用戶操作界面、信息的輸入、結(jié)果輸出顯示及打印、乳腺圖像分析與處理、與設(shè)備控制器的通信以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析與處理。

所述設(shè)備控制器在主控計(jì)算機(jī)與各個(gè)模塊之間起到一種網(wǎng)關(guān)的作用，設(shè)備控制通過(guò)RS232總線和計(jì)算機(jī)相連接，負(fù)責(zé)接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的控制命令和數(shù)據(jù)，并根據(jù)所收到的命令，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制，同時(shí)讀取各個(gè)模塊的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后傳送給主控計(jì)算機(jī)。避免了各個(gè)模塊直接與主控計(jì)算機(jī)直接連接而造成連線復(fù)雜和增加主控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。

進(jìn)一步地，所述紅外成像模塊設(shè)有依次連接的圖像采集卡、紅外CCD攝像頭。紅外成像模塊的功能是采集腫瘤病變部位的血流血氧和被染色腫瘤組織圖像，然后送給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理。

進(jìn)一步地，所述紅外CCD攝像頭設(shè)有紅外濾光片，使得所采集的圖像不受外界可見(jiàn)光的干擾，降低背景噪聲。

進(jìn)一步地，所述紅外線發(fā)生模塊設(shè)有依次連接的紅外線驅(qū)動(dòng)電路和紅外線發(fā)射探頭。紅外線驅(qū)動(dòng)電路和紅外線發(fā)射探頭的功能是在設(shè)備控制器的控制下，產(chǎn)生特定頻率和脈寬的紅外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射探頭產(chǎn)生特定功率和波長(zhǎng)的紅外光，并照射到治療對(duì)象相應(yīng)部位，為紅外CCD攝像頭進(jìn)行紅外圖像采集提供必要光源。

進(jìn)一步地，所述光動(dòng)力治療系統(tǒng)設(shè)有依次連接的驅(qū)動(dòng)電路和光動(dòng)力治療探頭。通過(guò)光動(dòng)力治療探頭產(chǎn)生特定波長(zhǎng)和特定功率的紅光或近紅外光，照射被靶向納米脂質(zhì)體染成藍(lán)綠色的腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞，腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞里的光敏劑吸收到該波長(zhǎng)的光能量后會(huì)產(chǎn)生光動(dòng)力反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）生成活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧和（或）自由基，單線態(tài)氧和多種生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并迅速升溫至一定的溫度將腫瘤細(xì)胞殺死，而對(duì)正常的組織細(xì)胞無(wú)毒副作用和無(wú)創(chuàng)損傷。

所述的靶向納米腫瘤染色劑是一種對(duì)乳腺癌有靶向作用的小分子多肽為靶向劑的納米粒，同時(shí)攜帶增氧劑、光敏劑，通過(guò)局部注射或口服等途徑進(jìn)入體內(nèi)靶向乳腺病變組織，靶向納米粒會(huì)自動(dòng)跟蹤腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞，并與其表面受體相結(jié)合，將腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞染色成裸眼可視的藍(lán)綠色組織（而正常組織不吸收染色劑），同時(shí)增高病灶局部的血氧濃度，在病變區(qū)域富集光敏劑，獲得腫瘤病變部位的高清晰成像，并同時(shí)利用光動(dòng)力治療系統(tǒng)發(fā)出的波長(zhǎng)紅光或近紅外光，照射腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞，腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞里的光敏劑吸收到該波長(zhǎng)的光能量后會(huì)產(chǎn)生光動(dòng)力反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）生成活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧和（或）自由基，單線態(tài)氧和多種生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并迅速升溫至一定的溫度殺死腫瘤細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)傷的光動(dòng)力治療。

進(jìn)一步地，所述診療系統(tǒng)還包括紅外溫度探測(cè)模塊，所述紅外溫度探測(cè)模塊與設(shè)備控制器連接。紅外溫度探測(cè)模塊的功能是對(duì)靶向區(qū)域的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并反饋給設(shè)備控制器和主控計(jì)算機(jī)，為光動(dòng)力治療模塊輸出功率提供參考數(shù)據(jù)，使更好地控制光動(dòng)力治療模塊的輸出功率，提高治療效果。

所述乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)，應(yīng)用于乳腺腫瘤的診斷與治療。

本發(fā)明工作原理：

把靶向納米腫瘤染色劑局部注射或口服等途徑進(jìn)入體內(nèi)靶向乳腺病變組織，同時(shí)，紅外線發(fā)生模塊在設(shè)備控制器的控制下，通過(guò)設(shè)置產(chǎn)生特定頻率和脈寬的紅外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射探頭產(chǎn)生特定功率和特定波長(zhǎng)的紅外光，并照射到治療對(duì)象相應(yīng)部位；然后，紅外成像模塊采集治療對(duì)象特定區(qū)域的血流、血氧和被染色的腫瘤組織圖像，然后反饋給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理；再根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的分析診斷結(jié)果，通過(guò)設(shè)備控制器控制光動(dòng)力治療模塊產(chǎn)生特定波長(zhǎng)和功率的紅光或近紅外光，通過(guò)光動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)出的紅光或近紅外光照射腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞，腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞里的光敏劑吸收到該波長(zhǎng)的光能量后會(huì)產(chǎn)生光動(dòng)力反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）生成活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧和（或）自由基，單線態(tài)氧和多種生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并迅速升溫至一定的溫度，并殺死腫瘤細(xì)胞，達(dá)到治療目的；同時(shí)，紅外溫度探測(cè)模塊對(duì)靶向區(qū)域的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并反饋給設(shè)備控制器和主控計(jì)算機(jī)，為光動(dòng)力治療模塊輸出功率提供參考數(shù)據(jù)，使更好地控制光動(dòng)力治療模塊輸出功率，提高治療效果。

本發(fā)明的有益效果：

（1） 本發(fā)明采用可視納米靶向技術(shù)，利用納米粒自動(dòng)靶向腫瘤組織，可實(shí)現(xiàn)血氧功能增強(qiáng)成像，又可在紅外線作用下產(chǎn)生光動(dòng)力治療殺死腫瘤組織及清除殘存零腫瘤細(xì)胞，降低遺漏概率，提高診斷與治療效果。

（2） 本發(fā)明對(duì)示蹤劑造影的腫瘤圖像進(jìn)行采集處理，清晰地顯示腫瘤的輪轂和區(qū)域和邊界，為醫(yī)療人員的操作治療提供有效引導(dǎo)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)，包括主控計(jì)算機(jī)、設(shè)備控制器、紅外成像模塊、紅外線發(fā)生模塊和光動(dòng)力治療模塊；所述主控計(jì)算機(jī)與設(shè)備控制器通過(guò)串行總線連接；所述設(shè)備控制器分別與光動(dòng)力治療模塊、紅外線發(fā)生模塊連接；所述紅外成像模塊通過(guò)總線與主控計(jì)算機(jī)連接。

所述紅外成像模塊設(shè)有依次連接的圖像采集卡、紅外CCD攝像頭。所述紅外線發(fā)生模塊設(shè)有依次連接的紅外線驅(qū)動(dòng)電路和紅外線發(fā)射探頭。所述光動(dòng)力治療模塊設(shè)有依次連接的驅(qū)動(dòng)電路和光動(dòng)力治療探頭。

所述乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)，應(yīng)用于乳腺腫瘤的診斷與治療。

本實(shí)施例的工作原理：

把靶向納米腫瘤染色劑局部注射或口服等途徑進(jìn)入體內(nèi)靶向乳腺病變組織，同時(shí)，紅外線發(fā)生模塊在設(shè)備控制器的控制下，產(chǎn)生特定頻率和脈寬的紅外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射探頭產(chǎn)生特定功率和特定波長(zhǎng)的紅外光，并照射到治療對(duì)象相應(yīng)部位；然后，紅外成像模塊采集治療對(duì)象特定區(qū)域的血流、血氧和被染色的腫瘤組織圖像，然后反饋給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理；再根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的分析診斷結(jié)果，通過(guò)設(shè)備控制器控制光動(dòng)力治療模塊產(chǎn)生特定波長(zhǎng)和功率的紅光或近紅外光，所述光動(dòng)力治療模塊發(fā)出的紅光波長(zhǎng)范圍為620-700nm或近紅外光波長(zhǎng)范圍為700－800nm，照射病灶部位，腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞里的光敏劑吸收到該波長(zhǎng)的光能量后會(huì)產(chǎn)生光動(dòng)力反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）生成活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧和（或）自由基，單線態(tài)氧和多種生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并迅速升溫至一定的溫度殺死腫瘤細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)傷的光動(dòng)力治療。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：所述紅外CCD攝像頭設(shè)有紅外濾光片。使得所采集的圖像不受外界可見(jiàn)光的干擾，降低背景噪聲。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于：所述診療系統(tǒng)還包括紅外溫度探測(cè)模塊，所述紅外溫度探測(cè)模塊與設(shè)備控制器連接。紅外溫度探測(cè)模塊的功能是對(duì)靶向區(qū)域的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并反饋給設(shè)備控制器和主控計(jì)算機(jī)，為光動(dòng)力治療模塊輸出功率提供參考數(shù)據(jù)，使更好地控制光動(dòng)力治療模塊的輸出功率，提高治療效果。

實(shí)施例4：

一種乳腺腫瘤血氧納米增強(qiáng)功能影像診斷與治療系統(tǒng)，包括主控計(jì)算機(jī)、設(shè)備控制器、紅外成像模塊、紅外線發(fā)生模塊和光動(dòng)力治療模塊；所述主控計(jì)算機(jī)與設(shè)備控制器通過(guò)串行總線連接；所述設(shè)備控制器分別與光動(dòng)力治療模塊、紅外線發(fā)生模塊連接；所述紅外成像模塊通過(guò)總線與主控計(jì)算機(jī)連接。

所述紅外成像模塊設(shè)有依次連接的圖像采集卡、紅外CCD攝像頭。所述紅外線發(fā)生模塊設(shè)有依次連接的紅外線驅(qū)動(dòng)電路和紅外線發(fā)射探頭。所述光動(dòng)力治療模塊設(shè)有依次連接的驅(qū)動(dòng)電路和光動(dòng)力治療探頭。

本實(shí)施例的工作原理：

把靶向納米腫瘤染色劑局部注射或口服等途徑進(jìn)入體內(nèi)靶向乳腺病變組織，同時(shí)，紅外線發(fā)生模塊在設(shè)備控制器的控制下，產(chǎn)生特定頻率和脈寬的紅外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射探頭產(chǎn)生特定功率和特定波長(zhǎng)的紅外光，并照射到治療對(duì)象相應(yīng)部位；然后，紅外成像模塊采集治療對(duì)象特定區(qū)域的血流、血氧和被染色的腫瘤組織圖像，然后反饋給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理；再根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的分析診斷結(jié)果，通過(guò)設(shè)備控制器控制光動(dòng)力治療模塊產(chǎn)生特定波長(zhǎng)和功率的紅光或近紅外光，所述光動(dòng)力治療模塊發(fā)出紅光波長(zhǎng)范圍為620-670nm或近紅外光波長(zhǎng)為740-760nm，照射病灶部位，腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞里的光敏劑吸收到該波長(zhǎng)的光能量后會(huì)產(chǎn)生光動(dòng)力反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）生成活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧和（或）自由基，單線態(tài)氧和多種生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并迅速升溫至一定的溫度殺死腫瘤細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)傷的光動(dòng)力治療。