專利名稱:具有血管造影功能的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)顯微成像技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及到一種具有血管造影功能的手 術(shù)顯微鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
顯微鏡應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有幾百年的歷史，而直接將顯微鏡用于外科手術(shù)則 是從1925年開始的。手術(shù)顯微鏡的產(chǎn)生，使醫(yī)生能夠看清手術(shù)部位的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行 憑肉眼無(wú)法完成的各種顯微手術(shù)，大大擴(kuò)展了手術(shù)治療范圍，提高了手術(shù)精度和病人愈合 率。手術(shù)顯微鏡已成為一種常規(guī)醫(yī)療設(shè)備，主要供醫(yī)院臨床各科室進(jìn)行手術(shù)與檢查使用。
圖1是傳統(tǒng)手術(shù)顯微鏡10的示意圖。從照明光源(例如氙氣燈)11發(fā)出的光線 經(jīng)過(guò)分光鏡12全反射，透過(guò)物鏡13會(huì)聚到樣品14上，經(jīng)樣品14背向散射的光再經(jīng)過(guò)物鏡 13、16，最后進(jìn)入觀察者(手術(shù)者)人眼17。
但是傳統(tǒng)的手術(shù)顯微鏡對(duì)于腦肝腫瘤、心血管、眼底疾病等許多疑難病癥束手無(wú) 策，這些病癥往往位于血管密集的地方，很難辨別血管的細(xì)微結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。
另外，已知血管造影技術(shù)主要有熒光素血管造影(fundus fluorescein angiography, M 禾爾 FFA)，卩朵胄 § jfl 罾(indocyanine green angiography, M 禾爾 ICGA)。兩者的檢查步驟基本相同，只是采用的造影劑和濾光片不同。造影儀的傳統(tǒng)裝置如 圖2所示。激發(fā)光源31發(fā)出的激發(fā)光照射到已注射過(guò)造影劑的被檢測(cè)者32，該被檢測(cè)者32 受到激發(fā)光的照射而產(chǎn)生了熒光，該熒光經(jīng)過(guò)濾光片33后投射到攝像裝置34上成像?，F(xiàn) 有的造影技術(shù)多用于對(duì)被檢測(cè)者進(jìn)行檢查與診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種具有血管造影功能 的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其能使手術(shù)的實(shí)施更客觀、更精確。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
一種具有血管造影功能的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，包括顯微鏡模塊，所述顯微鏡模塊包 括照明光源和位于照明光光路上并利用照明光對(duì)被觀察物放大成像的照明光學(xué)顯微系統(tǒng)， 所述手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)的特點(diǎn)在于，還包括血管顯影模塊，所述照明光學(xué)顯微系統(tǒng)包括第一 分光鏡，所述血管顯影模塊包括激發(fā)光源和熒光攝像單元，所述第一分光鏡、所述激發(fā)光源 和所述熒光攝像單元按照如下方式構(gòu)成光路，從被觀察物反射的照明光至少部分透射過(guò)所 述第一分光鏡后顯微成像，所述激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光至少部分經(jīng)所述第一分光鏡反射后 射在被觀察物上，被觀察物由所述激發(fā)光激發(fā)的熒光沿所述激發(fā)光的來(lái)路射回至所述血管 顯影模塊，并由所述熒光攝像單元攝取。
優(yōu)選地
所述血管顯影模塊還包括第二分光鏡，所述第二分光鏡按照如下方式設(shè)置，所述 激發(fā)光至少部分透射過(guò)所述第二分光鏡后，透射出的部分再射至所述第一分光鏡，所述熒光至少部分經(jīng)所述第二分光鏡反射后，反射出的部分再由所述熒光攝像單元攝取。
所述被觀察物采用吲哚青綠造影，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為SlOnm的光源， 所述第一分光鏡為可見光半透射半反射且紅外全反射的分光鏡，所述第二分光鏡為波長(zhǎng) 820nm以上反射820nm以下透射的分光鏡，所述熒光攝像單元包括近紅外攝像單元。
所述被觀察物采用熒光素鈉造影，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為490nm的光源，所 述第一分光鏡為可見光半透射半反射的分光鏡，所述第二分光鏡為波長(zhǎng)515nm-525nm反射 其他波長(zhǎng)透射的窄帶濾光片，所述熒光攝像單元包括綠光攝像單元。
所述被觀察物采用鹽酸氨基乙酰丙酸造影，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為400nm的 光源，所述第一分光鏡為可見光半透射半反射且紫外光全反射的二向色鏡，所述第二分光 鏡為波長(zhǎng)640-650nm反射其他波長(zhǎng)透射的窄帶濾光片，所述熒光攝像單元包括紅光攝像單兀。
所述激發(fā)光源為發(fā)光二極管或超輻射發(fā)光二極管或激光二極管。
所述血管顯影模塊還包括第三分光鏡和可見光攝像單元，所述第一分光鏡為可見 光至少半反射的分光鏡，所述的第三分光鏡為所述激發(fā)光透射且可見光至少半反射的分光 鏡，所述第三分光鏡和可見光攝像單元按照如下方式設(shè)置，經(jīng)所述第一分光鏡反射回的可 見光至少部分再經(jīng)所述第三分光鏡反射后，反射出的部分再由所述可見光攝像單元攝取。
所述第二分光鏡較所述第三分光鏡離所述第一分光鏡更近而離所述激發(fā)光源更 遠(yuǎn)。
所述第二分光鏡較所述第三分光鏡離所述激發(fā)光源更近而離所述第一分光鏡更 遠(yuǎn)。
所述血管顯影模塊還包括設(shè)置于所述激發(fā)光光路上靠近所述激發(fā)光源的第一會(huì) 聚透鏡和靠近所述第一分光鏡的第二會(huì)聚透鏡。
本實(shí)用新型有益的技術(shù)效果是
1、本實(shí)用新型的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)不但具有常規(guī)的照明光學(xué)顯微系統(tǒng)，還在照明光 學(xué)顯微系統(tǒng)中設(shè)置了第一分光鏡，同時(shí)系統(tǒng)還包括含激發(fā)光源和熒光攝像單元的血管顯影 模塊，從被觀察物反射的照明光至少部分透射過(guò)第一分光鏡后顯微成像，而激發(fā)光源發(fā)出 的激發(fā)光至少部分經(jīng)第一分光鏡反射后射在被觀察物上，被觀察物由激發(fā)光激發(fā)的熒光沿 激發(fā)光的來(lái)路射回至血管顯影模塊，并由熒光攝像單元攝取，這樣，采用本實(shí)用新型的手術(shù) 顯微鏡系統(tǒng)，醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中通過(guò)手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行觀察的同時(shí)還通過(guò)手術(shù)顯微鏡系 統(tǒng)的對(duì)造影血管進(jìn)行拍攝，使醫(yī)生能結(jié)合血管造影得到的攝像信息進(jìn)行更精準(zhǔn)的手術(shù)，還 能提高手術(shù)的效率，并可保留所攝取的這些動(dòng)態(tài)的手術(shù)過(guò)程信息以供后續(xù)的診斷和評(píng)價(jià)。
2、根據(jù)本實(shí)用新型，可以在不改變傳統(tǒng)手術(shù)顯微鏡裝置的基礎(chǔ)上結(jié)合血管造影成 像裝置，這樣不僅減低了生產(chǎn)成本，而且模塊化的設(shè)計(jì)，使顯影模塊方便組合在其他的顯微 裝置上，體現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的靈活性，便利醫(yī)生的操作。


圖1是傳統(tǒng)手術(shù)顯微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是造影儀的傳統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本實(shí)用新型手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
4[0025]圖4是圖3中的血管顯影模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本實(shí)用新型手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
請(qǐng)參考圖3，具有造影功能的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)包括顯微鏡模塊10和血管顯影模塊 20。
其中，顯微鏡模塊10包括可見照明光源11和照明光顯微系統(tǒng)。照明光源11可選 用大功率的鹵素?zé)艋螂療粢詫?shí)現(xiàn)均勻和足夠強(qiáng)度的照明。照明光顯微系統(tǒng)包括第四分光鏡 12、第一物鏡13、第一分光鏡15和第二物鏡16。第一分光鏡15優(yōu)選采用紅外全反射可見 光半透射半反射的濾光片。
本實(shí)施例的血管顯影模塊為針對(duì)ICG造影而設(shè)置。如圖3和圖4所示，血管顯影模 塊包括激發(fā)光源21、激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)和攝像裝置。激發(fā)光源21可采用中心波長(zhǎng)優(yōu)選為SlOnm 的LED (發(fā)光二極管)或SLED (超輻射發(fā)光二極管)或LD (激光二極管)。激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)包 括設(shè)置在轉(zhuǎn)接口外殼2中的第二分光鏡22、第三分光鏡24、可調(diào)節(jié)的第一會(huì)聚透鏡fl和第 二會(huì)聚透鏡f2 (本文所稱的透鏡并不限于單個(gè)透鏡，也涵蓋多個(gè)透鏡組成的透鏡組)。第 二分光鏡22優(yōu)選采用波長(zhǎng)820nm以上反射820nm以下波長(zhǎng)透射的濾光片，第三分光鏡24 采用可見光反射紅外透射的濾光片。攝像裝置包括近紅外攝像單元23和可見光攝像單元 25。近紅外攝像單元23包括鏡頭和光圈23a、鏡頭與攝像頭的聯(lián)接環(huán)23b、CXD (電荷耦合 器件)23c,以及經(jīng)連接(XD23c的控制元件的單元23d。
手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)工作原理如下
照明光源11發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第四分光鏡12反射，通過(guò)第一物鏡13會(huì)聚到被檢測(cè)物 14上，經(jīng)被檢測(cè)物14背向散射的光再經(jīng)過(guò)第一物鏡13、第一分光鏡15和第二物鏡16，最后 進(jìn)入觀察者人眼17。
當(dāng)進(jìn)行ICG顯影時(shí)，激發(fā)光源21發(fā)出的光經(jīng)第一會(huì)聚透鏡fl會(huì)聚成均勻的光斑 21',再相繼通過(guò)第三分光鏡24、第二分光鏡22以及第二會(huì)聚透鏡f2后變成平行光，該平 行光經(jīng)第一分光鏡15及第一物鏡13照射到被檢測(cè)生物組織上。由于ICG最大吸收波長(zhǎng)是 805nm，最大激發(fā)波長(zhǎng)是835nm，則反射回去的信號(hào)光的光譜發(fā)生了改變。信號(hào)光再經(jīng)過(guò)第一 物鏡13、第一分光鏡15后，一部分信號(hào)光經(jīng)過(guò)第二物鏡16進(jìn)入人眼，另一部分信號(hào)光先經(jīng) 過(guò)第二會(huì)聚透鏡f2，經(jīng)第二分光鏡22濾光反射后，投射到紅外光攝像元件23上，而透過(guò)的 光第三分光鏡24濾光反射后，投射到可見光攝像元件25上。
激發(fā)光源21優(yōu)選與可見照明光源11從一個(gè)光源模塊中獲得，通過(guò)分光鏡來(lái)實(shí)現(xiàn) 所需要的激發(fā)光。
將造影劑快速注入被檢測(cè)者的靜脈，即可利用本實(shí)用新型的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)對(duì)手 術(shù)進(jìn)行觀察或拍攝。由于造影劑隨血流運(yùn)行，可動(dòng)態(tài)地勾劃出血管的形態(tài)，加上熒光顯像， 提高了血管的對(duì)比度和可見性，使一些細(xì)微的血管變化得以辨認(rèn)。利用熒光的攝像連續(xù)拍 攝，使手術(shù)結(jié)果更客觀、準(zhǔn)確和動(dòng)態(tài)，而且，所獲得的信息對(duì)臨床診斷、預(yù)后評(píng)價(jià)、治療、療效 觀察以及探討發(fā)病機(jī)理等具有寶貴價(jià)值。[0037]實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例的區(qū)別在于，血管顯影模塊為針對(duì)采用光敏劑5_ALA(鹽酸氨 基乙酰丙酸)作為造影劑的應(yīng)用而設(shè)置。5-ALA鹽酸氨基乙酰丙酸最大吸收波長(zhǎng)是400nm， 激發(fā)波長(zhǎng)是645nm的紅光，相應(yīng)地，激發(fā)光源21優(yōu)選中心波長(zhǎng)為400nm的紫外線光源，第一 分光鏡15優(yōu)先采用可見光半透射半反射且紫外光全反射的二向色鏡和第三分光鏡24優(yōu) 選采用短波長(zhǎng)透射濾光片，如紫外光透射且可見光反射，第二分光鏡22優(yōu)選采用中心波長(zhǎng) 645nm的窄帶濾光片，如波長(zhǎng)640nm-650nm反射，其他波段透射，近紅外攝像單元23以紅光 攝像單元代替，同時(shí)，第一、二會(huì)聚透鏡Π、f2的焦距有相應(yīng)變化。由于采用的光源是紫外 光，所以為了防止紫外光對(duì)人眼的傷害，應(yīng)在人眼接收光前增設(shè)濾光片18以濾掉紫外光。 本實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例一類似，在此不予贅述。
實(shí)施例三
本實(shí)施例與實(shí)施例的區(qū)別在于，血管顯影模塊為針對(duì)采用熒光素鈉作為造影劑的 應(yīng)用而設(shè)置。熒光素吸收波長(zhǎng)490nm藍(lán)光，激發(fā)波長(zhǎng)520nm的綠光，相應(yīng)地，激發(fā)光源21優(yōu) 選中心波長(zhǎng)為490nm的光源，第一分光鏡15和第三分光鏡24優(yōu)選采用可見光半透半反的 濾光片，第二分光鏡22優(yōu)選采用中心波長(zhǎng)為520nm，例如515nm-525nm反射，其他波長(zhǎng)透射 的窄帶濾光片，近紅外攝像單元23以綠光攝像單元代替，同時(shí)，第一、二會(huì)聚透鏡Π、f2的 焦距有相應(yīng)變化。本實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例一類似，在此不予贅述。
在各種實(shí)施例中，第二分光鏡22、攝像元件23的位置與第三分光鏡24、可見光攝 像元件25的位置可以相應(yīng)調(diào)換。由于一般情況下分光鏡易做到高反射，優(yōu)先考慮前述的實(shí) 施例，即按照第二分光鏡22較第三分光鏡24離第一分光鏡15更近而離激發(fā)光源21更遠(yuǎn) 的方式設(shè)置。
此外，如圖5所示，在變通的實(shí)施例中，還可以省去血管顯影模塊中第三分光鏡24 和可見光攝像單元2。應(yīng)了解，雖然作為優(yōu)選的實(shí)例，增設(shè)第三分光鏡24和可見光攝像單 元2能使本系統(tǒng)增加對(duì)于可見光的攝像能力，但這些改進(jìn)特征對(duì)本實(shí)用新型而言并不是必 須的。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
6
權(quán)利要求
一種具有血管造影功能的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，包括顯微鏡模塊，所述顯微鏡模塊包括照明光源和位于照明光光路上并利用照明光對(duì)被觀察物放大成像的照明光學(xué)顯微系統(tǒng)，其特征在于，還包括血管顯影模塊，所述照明光學(xué)顯微系統(tǒng)包括第一分光鏡，所述血管顯影模塊包括激發(fā)光源和熒光攝像單元，所述第一分光鏡、所述激發(fā)光源和所述熒光攝像單元按照如下方式構(gòu)成光路，從被觀察物反射的照明光至少部分透射過(guò)所述第一分光鏡后顯微成像，所述激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光至少部分經(jīng)所述第一分光鏡反射后射在被觀察物上，被觀察物由所述激發(fā)光激發(fā)的熒光沿所述激發(fā)光的來(lái)路射回至所述血管顯影模塊，并由所述熒光攝像單元攝取。
2.如權(quán)利要求
1所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述血管顯影模塊還包括第二 分光鏡，所述第二分光鏡按照如下方式設(shè)置，所述激發(fā)光至少部分透射過(guò)所述第二分光鏡 后，透射出的部分再射至所述第一分光鏡，所述熒光至少部分經(jīng)所述第二分光鏡反射后，反 射出的部分再由所述熒光攝像單元攝取。
3.如權(quán)利要求
2所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述被觀察物采用吲哚青綠造 影，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為SlOnm的光源，所述第一分光鏡為可見光半透射半反射且 紅外全反射的分光鏡，所述第二分光鏡為波長(zhǎng)820nm以上反射820nm以下透射的分光鏡，所 述熒光攝像單元包括近紅外攝像單元。
4.如權(quán)利要求
2所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述被觀察物采用熒光素鈉造 影，所述第一分光鏡為可見光半透射半反射的分光鏡，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為490nm 的光源，所述第二分光鏡為波長(zhǎng)515nm-525nm反射其他波長(zhǎng)透射的窄帶濾光片，所述熒光 攝像單元包括綠光攝像單元。
5.如權(quán)利要求
2所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述被觀察物采用鹽酸氨基乙 酰丙酸光敏劑造影，所述激發(fā)光源為中心波長(zhǎng)為400nm的光源，所述第一分光鏡為可見光 半透射半反射且紫外光全反射的二向色鏡，所述第二分光鏡為波長(zhǎng)640-650nm反射其他波 長(zhǎng)透射的窄帶濾光片，所述熒光攝像單元包括紅光攝像單元。
6.如權(quán)利要求
1至5任意一項(xiàng)所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述激發(fā)光源為發(fā) 光二極管或超輻射發(fā)光二極管或激光二極管。
7.如權(quán)利要求
2所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述血管顯影模塊還包括第三 分光鏡和可見光攝像單元，所述第一分光鏡為可見光至少半反射的分光鏡，所述第三分光 鏡為所述激發(fā)光透射且可見光至少半反射的分光鏡，所述第三分光鏡和可見光攝像單元按 照如下方式設(shè)置，經(jīng)所述第一分光鏡反射回的可見光至少部分再經(jīng)所述第三分光鏡反射 后，反射出的部分再由所述可見光攝像單元攝取。
8.如權(quán)利要求
7所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分光鏡較所述第三分 光鏡離所述第一分光鏡更近而離所述激發(fā)光源更遠(yuǎn)。
9.如權(quán)利要求
7所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分光鏡較所述第三分 光鏡離所述激發(fā)光源更近而離所述第一分光鏡更遠(yuǎn)。
10.如權(quán)利要求
7所述的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述血管顯影模塊還包括設(shè)置 于所述激發(fā)光光路上靠近所述激發(fā)光源的第一會(huì)聚透鏡和靠近所述第一分光鏡的第二會(huì) 聚透鏡。
專利摘要
本實(shí)用新型公告了一種具有血管造影功能的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)，包括顯微鏡模塊和血管顯影模板，顯微鏡模塊包括照明光源和照明光學(xué)顯微系統(tǒng)，照明光學(xué)顯微系統(tǒng)包括第一分光鏡，血管顯影模塊包括激發(fā)光源和熒光攝像單元，按照如下方式構(gòu)成光路，從被觀察物反射的照明光至少部分透射過(guò)第一分光鏡后顯微成像，激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光至少部分經(jīng)第一分光鏡反射后射在被觀察物上，被觀察物由激發(fā)光激發(fā)的熒光沿激發(fā)光的來(lái)路射回至血管顯影模塊，并由熒光攝像單元攝取。本實(shí)用新型的手術(shù)顯微鏡系統(tǒng)能在手術(shù)過(guò)程中拍攝造影血管，使手術(shù)的實(shí)施更客觀、更精確。
文檔編號(hào)G02B5/20GKCN201664343SQ200890000006
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年11月11日
發(fā)明者何永紅, 吳蕾, 李鵬, 王輝 申請(qǐng)人:深圳市莫廷影像技術(shù)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan