一种腔内成像辅助介入式治疗系统

本发明涉及医疗器械，特别涉及一种腔内成像辅助介入式治疗系统。

背景技术：

1、光治疗，包括光动力治疗(photodynamic therapy，pdt)和光热治疗(photothermal therapy，ptt)，将光治疗试剂吸收的光能传递给氧气或者转换成热能，通过产生的活性氧物质或者局部过高热诱导肿瘤细胞凋亡，也可通过损伤肿瘤内血管造成血栓，间接导致组织因缺血或营养物质而坏死。介入式光热治疗(interventionalphotothermal therapy，iptt)可以在导管辅助下实现定位精确的治疗，且能打破以往光治疗只用于浅表肿瘤和炎症病灶部位的局限。目前，对于腹腔原位肿瘤模型如胰腺癌、膀胱癌等，iptt策略显示出较好的肿瘤治疗效果。

2、鉴于腹部肿瘤的位置，实时成像技术在提高iptt准确性方面发挥着重要作用，有利于实际操作。考虑到腔内病灶部位的限制，基于内窥导管的腔内成像系统被广泛报道。光学相干断层扫描(optical coherence tomography，oct)技术作为临床诊断中一种重要的光学成像方式，已被广泛应用于许多领域，包括眼科、心脏病学和皮肤科。oct系统通过获取背散射光与参考光的干涉，实现对表层下组织的高速和高分辨率成像，实现实时“光学活检”。通过集成的微型导管，oct系统可以对进行精准体内成像，提供高分辨的病灶区域的深度层析成像。

3、目前，通常将oct系统与光治疗系统相结合，先通过oct系统实现对病灶区域的成像，再基于光治疗系统对病灶区域进行激光消融诊疗，从而实现定位精确的治疗。但是，这种方法诊疗复杂程度较高，并且直接进行激光治疗能量较高，对于病灶区域的特异性治疗较差，即使有成像引导，也容易造成周围健康区域的损伤。另外，直接使用激光器进行光热治疗，光穿透深度仍有待提高，治疗的精准性有待提高。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种，腔内成像辅助介入式治疗系统，能够同时实现成像与治疗的功能，简化手术治疗操作复杂程序，提高治疗精准性与效果。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种腔内成像辅助介入式治疗系统，包括成像与治疗模块、组合与分离模块和介入模块；

3、所述成像与治疗模块，用于产生成像激励信号和治疗激励信号；以及，获取所述成像激励信号经病灶区域反射和/或散射后的第一成像信号，并对所述第一成像信号进行处理得到成像结果；其中，所述治疗激励信号用于激发病灶区域富集的铋基纳米材料产生热效应，以对所述病灶区域进行治疗；

4、所述组合与分离模块，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号传输至所述介入模块；以及，获取所述介入模块采集的用于成像的信号，从所述用于成像的信号中分离得到所述成像激励信号经所述病灶区域反射或散射后的第一成像信号，并传输至所述成像与治疗模块；

5、所述介入模块，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号传递至所述病灶区域；以及，采集用于成像的信号，并传输至所述组合与分离模块。

6、可选择地，所述成像与治疗模块包括：

7、成像激励源，用于产生所述成像激励信号；

8、治疗激励源，用于产生所述治疗激励信号；

9、成像处理模块，用于获取所述第一成像信号，并对所述第一成像信号进行处理得到成像结果。

10、可选择地，所述成像与治疗模块包括：

11、成像治疗共用激励源，用于产生一个成像治疗共用激励信号，作为所述成像激励信号以及所述治疗激励信号；

12、成像处理模块，用于获取所述第一成像信号，并对所述第一成像信号进行处理得到成像结果。

13、进一步地，所述成像处理模块包括：

14、信号采集模块，用于将所述第一成像信号转换成可采样的电信号进行采样；

15、数字信号处理模块，用于将采集到的电信号进行信号处理，以得到所述成像结果。

16、进一步地，所述成像与治疗模块还包括：

17、模拟信号处理模块，用于对所述成像激励信号进行第一预处理，得到预处理后的成像激励信号；

18、显示模块，用于显示所述成像结果；

19、激励信号处理模块，用于对所述治疗激励信号进行第二预处理，得到预处理后的治疗激励信号。

20、进一步地，所述成像激励信号和所述治疗激励信号为光信号、声信号或电信号。

21、可选择地，所述组合与分离模块包括：

22、信号组合模块，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号进行合并得到合并后的激励信号，并将所述合并后的激励信号传输至所述介入模块；

23、信号分离模块，用于获取所述介入模块采集的第二成像信号，从所述第二成像信号中分离得到所述第一成像信号，并传输至所述成像与治疗模块；

24、其中，所述介入模块用于将所述合并后的激励信号传递至所述病灶区域；以及，采集所述合并后的激励信号经所述病灶区域反射和/或散射后的第二成像信号，作为用于成像的信号，并传输至所述组合与分离模块。

25、可选择地，所述组合与分离模块包括：

26、信号传输模块，用于将所述成像治疗共用激励信号传输至所述介入模块；

27、信号分离模块，用于获取所述介入模块采集的第三成像信号，从所述第三成像信号中分离得到所述第一成像信号，并传输至所述成像与治疗模块；

28、其中，所述介入模块用于将所述成像治疗共用激励信号传递至所述病灶区域；以及，采集所述成像治疗共用激励信号经所述病灶区域反射和/或散射后的第三成像信号，作为用于成像的信号，并传输至所述组合与分离模块。

29、进一步地，所述组合与分离模块为双包层光纤耦合器。

30、进一步地，所述介入模块包括：

31、内窥导管，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号传递至所述病灶区域；以及，采集用于成像的信号，并传输至所述组合与分离模块；

32、运动控制装置，用于控制所述内窥导管的移动。

33、由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

34、根据本发明实施例的腔内成像辅助介入式治疗系统，通过组合与分离模块将成像与治疗的两种能量进行高效耦合，以及从病灶区域组织返回的信号中分离出成像信号，以对病灶区域进行成像，能够同时实现成像与治疗的功能，实现由实时成像引导的介入式精准治疗方式，简化手术治疗操作复杂程序，提高治疗精准性与效果。

35、同时，通过配合铋基纳米材料实现实时腔内成像与介入式治疗一体化的体内治疗，由于该材料兼具光散射性能和光转导热性能，因而能够基于该材料进行高信噪比成像以及高效能量转换，从而增强成像效果、提高治疗效率。

技术特征：

1.一种腔内成像辅助介入式治疗系统，其特征在于，包括成像与治疗模块、组合与分离模块和介入模块；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成像与治疗模块包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成像与治疗模块包括：

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述成像处理模块包括：

5.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述成像与治疗模块还包括：

6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述成像激励信号和所述治疗激励信号为光信号、声信号或电信号。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述组合与分离模块包括：

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述组合与分离模块包括：

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述组合与分离模块为双包层光纤耦合器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述介入模块包括：

技术总结
本发明涉及一种腔内成像辅助介入式治疗系统，包括：成像与治疗模块，用于产生成像激励信号和治疗激励信号；获取所述成像激励信号经病灶区域反射和/或散射后的第一成像信号，并对所述第一成像信号进行处理得到成像结果；其中，所述治疗激励信号用于激发病灶区域富集的铋基纳米材料产生热效应，以对所述病灶区域进行治疗；组合与分离模块，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号传输至所述介入模块；获取所述介入模块采集的用于成像的信号，从所述用于成像的信号中分离得到所述成像激励信号经所述病灶区域反射或散射后的第一成像信号；介入模块，用于将所述成像激励信号和所述治疗激励信号传递至所述病灶区域；以及，采集用于成像的信号。

技术研发人员：涂圣贤,杨钒,黄晓宇,王富
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12