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技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及光电信号处理系统及查打一体激光间质热疗系统。

背景技术

激光间质热疗(laser interstitial thermotherapy,LITT)是一种使用激光的热效应破坏靶组织的治疗方式,也是目前最新的治疗脑部肿瘤的微创手术。其基本原理是利用神经外科中立体定向的方式,将一根带有冷却循环套管的光纤直入脑部,治疗时将激光通过光纤到达探头,从而加热探头周围的脑组织,实现消融的目的。同时,还通过磁共振成像实时监测组织温度,以确定消融范围。

虽然目前市场上的激光间质热疗系统可以实现安全稳定的病灶消融,但是无法实现实时病理级活检成像,只能依赖术中的核磁共振设备提供毫米级别的体外成像。并且,现有的成像系统中的光电转化模块很难兼容多模态且复杂的激光信号,则导致成像精准度较低,无法及时检测到病灶残留,也无法对肿瘤区域实时标记成像。同时,也不能与消融探针成立反馈连接,则影响医生术中判断,增加了手术风险以及患者病灶复发的几率。

因此,亟需一种新的光电信号处理系统,以实现消融过程中的实时高清成像,即“查(成像诊断)打(消融治疗)一体”,实现消融过程中的实时信息反馈,从而增强医生术中判断的准确性,提高手术成功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电信号处理系统及查打一体激光间质热疗系统,以解决如何在消融过程中实现体内实时高清成像,如何达到病理分析级别的成像分辨率和成像深度,如何在消融过程中实现实时信息反馈,如何实现兼容多模态光电信息中的至少一个问题。

为解决上述技术问题,本发明提供一种光电信号处理系统,包括:第一光电转化模块、第二光电转化模块以及显示模块;其中,

所述第一光电转化模块包括第一采集单元和/或第二采集单元;所述第一采集单元用于对第一常态干涉信号光和/或第一偏振干涉信号光进行线性采集,并对应生成第一常态电信号和/或第一偏振电信号;所述第二采集单元用于对第二偏振干涉信号光进行线性采集,并生成第二偏振电信号;

所述第二光电转化模块包括第三采集单元和/或第四采集单元;所述第三采集单元用于接收第二常态干涉信号光和/或第三偏振干涉信号光,并将所述第二常态干涉信号光和/或第三偏振干涉信号光对应转化为第二常态电信号和/或第三偏振电信号;所述第四采集单元用于接收第四偏振干涉信号光,并生成第四偏振电信号;

所述显示模块用于接收所述第一常态电信号与所述第二常态电信号,和/或,所述第一偏振电信号、所述第二偏振电信号、所述第三偏振电信号与所述第四偏振电信号,并生成图像信息。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一常态干涉信号光、所述第一偏振干涉信号光以及所述第二偏振干涉信号光均为超带宽光谱信号,且中心波长范围为820nm~845nm,带宽范围为大于或等于150nm;所述第二常态干涉信号光、所述第三偏振干涉信号光以及所述第四偏振干涉信号光均为扫频光谱信号,且中心波长为1300nm或1060nm,无跳模波长扫描范围大于或等于100nm。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光的偏振方向相互垂直;以及,所述第三偏振干涉信号光与所述第四偏振干涉信号光的偏振方向相互垂直。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一采集单元包括第一准直器、第一色散群结构、第一聚焦透镜组和第一CMOS单色线阵传感器;其中,

所述第一准直器用于将所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光传递至所述第一色散群结构中;

所述第一色散群结构用于对所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光进行色散处理,以调节非线性误差和光程差;

所述第一聚焦透镜组用于将经色散处理后的所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光聚焦传递至所述第一CMOS单色线阵传感器中;

所述第一CMOS单色线阵传感器用于将接收到的所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光对应转化为所述第一常态电信号和/或所述第一偏振电信号。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一色散群结构包括第一光栅和第一等腰棱镜;所述第一聚焦透镜组包括:第一平凸透镜和第一消色差透镜;其中,所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光依次经所述第一光栅、所述第一等腰棱镜、所述第一平凸透镜和所述第一消色差透镜,并进入所述第一CMOS单色线阵传感器中。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一消色差透镜中的曲面与所述第一平凸透镜中的曲面相对设置。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第二采集单元包括第二准直器、第二色散群结构、第二聚焦透镜组和第二CMOS单色线阵传感器;其中,

所述第二准直器用于将所述第二偏振干涉信号光传递至所述第二色散群结构中;

所述第二色散群结构用于对所述第二偏振干涉信号光进行色散处理,以调节非线性误差和光程差;

所述第二聚焦透镜组用于将经色散处理后的所述第二偏振干涉信号光聚焦传递至所述第二CMOS单色线阵传感器中;

所述第二CMOS单色线阵传感器用于将接收到的所述第二偏振干涉信号光转化为所述第二偏振电信号。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第二色散群结构包括第二光栅和第二等腰棱镜;所述第二聚焦透镜组包括:第二平凸透镜和第二消色差透镜;其中,所述第二偏振干涉信号光依次经所述第二光栅、所述第二等腰棱镜、所述第二平凸透镜和所述第二消色差透镜,并进入所述第二CMOS单色线阵传感器中。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第二消色差透镜中的曲面与所述第二平凸透镜中的曲面相对设置。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一光电转化模块还包括第一数字信号处理单元,用于接收第一使能信号,并采集所述第一常态电信号,以生成第一常态数字信号;和/或,采集所述第一偏振电信号与所述第二偏振电信号,以对应生成第一偏振数字信号与第二偏振数字信号;

其中,所述第一常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号与所述第二偏振数字信号传输至所述显示模块,用于生成所述图像信息。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第一使能信号为信号谱域触发信号。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第三采集单元包括第一平衡放大器、第一信号检测单元和第二信号检测单元;

所述第一平衡放大器的正极输入端用于接收噪声反射信号,所述第一平衡放大器的负极输入端用于接收所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光;所述第一信号检测单元与所述第一平衡放大器相接,用于检测所述噪声反射信号的功率值是否符合设定要求;所述第二信号检测单元与所述第一平衡放大器相接,用于检测所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光的功率值是否符合设定要求;

其中,若所述噪声反射信号的功率值以及所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光的功率值均符合设定要求,所述第一平衡放大器用于对所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光进行消噪处理和光电转换,并对应生成所述第二常态电信号和/或所述第三偏振电信号。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第四采集单元包括第二平衡放大器、第三信号检测单元和第四信号检测单元;其中,

所述第二平衡放大器的正极输入端用于接收噪声反射信号,所述第二平衡放大器的负极输入端用于接收所述第四偏振干涉信号光;所述第三信号检测单元与所述第二平衡放大器相接,用于检测所述噪声反射信号的功率值是否符合设定要求;所述第四信号检测单元与所述第二平衡放大器相接,用于检测所述第四偏振干涉信号光的功率值是否符合设定要求;

其中,若所述噪声反射信号的功率值以及所述第四偏振干涉信号光的功率值均符合设定要求,所述第二平衡放大器用于对所述第四偏振干涉信号光进行消噪处理和光电转换,并对应生成所述第四偏振电信号。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第二光电转化模块还包括第二数字信号处理单元,用于接收第二使能信号,并采集所述第二常态电信号,以生成第二常态数字信号;和/或,采集所述第三偏振电信号与所述第四偏振电信号,以对应生成第三偏振数字信号与第四偏振数字信号;

其中,所述第二常态数字信号,和/或所述第三偏振数字信号与所述第四偏振数字信号传输至所述显示模块,用于生成所述图像信息。

可选的,在所述的光电信号处理系统中,所述第二使能信号包括扫频触发信号、波长触发信号和波数时钟触发信号。

基于同一发明构思,本发明还提供一种查打一体激光间质热疗系统,包括所述的光电信号处理系统以及消融控制系统;

所述光电信号处理系统用于生成目标区域的所述图像信息;

所述消融控制系统包括消融探针、测温模块、冷却模块和机械运动模块;所述消融探针用于对所述目标区域中的组织结构进行激光消融;所述测温模块用于检测所述消融探针的温度信息,并反馈至所述显示模块;所述冷却模块用于对所述目标区域进行冷却循环处理;所述机械运动模块用于控制所述消融探针的位移,以及反馈所述消融探针的位置信息至所述显示模块;

其中,所述显示模块显示所述图像信息、所述温度信息以及所述位置信息。

综上所述,本发明提供一种光电信号处理系统及查打一体激光间质热疗系统。其中,所述光电信号处理系统包括:第一光电转化模块、第二光电转化模块以及显示模块。所述第一光电转化模块用于将第一常态干涉信号光,和/或第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号对应转换为第一常态电信号,和/或第一偏振电信号与第二偏振电信号。所述第二光电转化模块用于将第二常态干涉信号光,和/或第三偏振干涉信号光与所述第四偏振干涉信号对应转换为第二常态电信号,和/或第三偏振电信号与第四偏振电信号。所述显示模块根据所述第一常态电信号与所述第二常态电信号,和/或,所述第一偏振电信号、所述第二偏振电信号、所述第三偏振电信号与所述第四偏振电信号,并生成图像信息,从而实现兼容多种模态的激光信号,以达到病理分析级别的成像分辨率和成像深度,保证成像质量。

此外,本发明提供的所述查打一体激光间质热疗系统包括所述光电信号处理系统和所述消融控制系统,所述消融控制系统不仅可以实现对病灶的消融,还能够形成与所述光电信号处理系统之间的信息反馈,以使得所述显示模块同步显示目标区域中的图像信息、温度信息以及所述消融探针的位置信息,有利于医生通过显示信息,实时掌握消融程度和温度,并据此调整所述消融探针的位置和循环冷却程度,从而协助医生增强术中的控制力和判断力,提高手术成功率。

附图说明

图1是本发明实施例中查打一体激光间质热疗系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中第一光电转化模块的结构示意图。

图3是本发明实施例中第二光电转化模块的结构示意图。

图4是本发明实施例中消融控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的,各附图需要展示的侧重点不同,有时会采用不同的比例。还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

请参阅图1,本实施例提供一种光电信号处理系统3,包括:第一光电转化模块31、第二光电转化模块32以及显示模块33;其中,所述第一光电转化模块31包括第一采集单元311和/或第二采集单元312;所述第一采集单元311用于对第一常态干涉信号光和/或第一偏振干涉信号光进行线性采集,并对应生成第一常态电信号和/或第一偏振电信号;所述第二采集单元312用于对第二偏振干涉信号光进行线性采集,并生成第二偏振电信号;所述第二光电转化模块32包括第三采集单元321和/或第四采集单元322;所述第三采集单元321用于接收第二常态干涉信号光和/或第三偏振干涉信号光,并将所述第二常态干涉信号光和/或第三偏振干涉信号光对应转化为第二常态电信号和/或第三偏振电信号;所述第四采集单元322用于接收第四偏振干涉信号光,并生成第四偏振电信号;所述显示模块33用于接收所述第一常态电信号与所述第二常态电信号,和/或,所述第一偏振电信号、所述第二偏振电信号、所述第三偏振电信号与所述第四偏振电信号,并生成图像信息。

可见,本实施例提供的所述光电信号处理系统能够兼容所述第一常态干涉信号光与所述第二常态干涉信号光,和/或所述第一偏振干涉信号光、所述第二偏振干涉信号光、所述第三偏振干涉信号光以及所述第四偏振干涉信号光,并且经过光信号和电信号的转换,以实现在所述显示模块33实时成像,并且基于多模态的激光信号,所述图像信息可以达到病理分析级别的成像分辨率和成像深度,保证成像质量,有利于医生对术中消融控制,提高手术成功率。

以下结合附图1~4对本实施例提供的所述光电信号处理系统作具体说明。

需要说明的是,本实施例中的所述第一常态干涉信号光、所述第二常态干涉信号光、所述第一偏振干涉信号光、所述第二偏振干涉信号光、所述第三偏振干涉信号光以及所述第四偏振干涉信号光,是由激光发射系统1发出第一信号光和第二信号光经激光干涉系统2处理后而生成,且携带有目标区域的图像信息。其中,所述第一信号光为超带宽光谱信号,且中心波长范围为820nm~845nm,带宽范围为大于或等于150nm。优选的,所述第一信号光为840nm中央波长超160nm带宽的超带宽光谱信号。所述第二信号光为扫频光谱信号,且中心波长为1300nm或1060nm,无跳模波长扫描范围大于或等于100nm。则所述第二信号光为1300nm中央波长超100nm无跳模扫描范围的扫频光谱信号,或为1060nm中央波长超100nm无跳模扫描范围的扫频光谱信号。

进一步的,所述第一信号光经所述激光干涉系统2生成所述第一常态干涉信号光,和/或所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光,且均传输至所述第一光电转化模块31中。所述第二信号光经所述激光干涉系统2生成所述第二常态干涉信号光,和/或所述第三偏振干涉信号光与所述第四偏振干涉信号光,且均传输至所述第一光电转化模块31中。因此,所述第一常态干涉信号光、所述第一偏振干涉信号光以及所述第二偏振干涉信号光均为超带宽光谱信号,且中心波长范围为820nm~845nm,带宽范围为大于或等于150nm;所述第二常态干涉信号光、所述第三偏振干涉信号光以及所述第四偏振干涉信号光均为扫频光谱信号,且中心波长为1300nm或1060nm,无跳模波长扫描范围大于或等于100nm。其中,所述第一常态干涉信号光,和/或所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光可以实现微米级别的病理成像。所述第二常态干涉信号光,和/或所述第三偏振干涉信号光与所述第四偏振干涉信号光可以实现厘米级超深度亚病理成像。基于此,可以获得既满足病理成像的高分辨率又满足超深度的成像结果。

进一步的,所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光的偏振方向相互垂直;以及,所述第三偏振干涉信号光与所述第四偏振干涉信号光的偏振方向相互垂直。可选的,所述第一偏振干涉信号光为S偏振,所述第二偏振干涉信号为P偏振;或者,所述第二偏振干涉信号光为S偏振,所述第一偏振干涉信号为P偏振。所述第三偏振干涉信号光为S偏振,所述第四偏振干涉信号为P偏振;或者,所述第四偏振干涉信号光为S偏振,所述第三偏振干涉信号为P偏振。

请参阅图1-2,所述第一光电转化模块31用于接收所述第一常态干涉信号光,和/或所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光,且包括第一采集单元311和/或第二采集单元312,以及第一数字信号处理单元313。可以理解的是,当所述第一光电转化模块31仅接收所述第一常态干涉信号时,所述第一光电转化模块31内仅设置有所述第一采集单元311。当所述第一光电转化模块31仅仅接收所述第一偏振干涉信号光和所述第二偏振干涉信号光时,或既接收所述第一常态干涉信号又接收所述第一偏振干涉信号光和所述第二偏振干涉信号光时,所述第一光电转化模块31内同时设置有所述第一采集单元311和所述第二采集单元312。其中,图1和2所示为同时设置有所述第一采集单元311和所述第二采集单元312的情况,本实施例以此为示例说明光电转化的过程。

进一步的,所述第一采集单元311包括第一准直器3111、第一色散群结构3112、第一聚焦透镜组3113和第一CMOS单色线阵传感器3114。所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光依次经过所述第一准直器3111、所述第一色散群结构3112、所述第一聚焦透镜组3113和所述第一CMOS单色线阵传感器3114。可以理解的是,当所述第一光电转化模块31同时接收所述第一常态干涉信号光、所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光时,所述第一常态干涉信号光和所述第一偏振干涉信号光均进入所述第一采集单元311,所述第二偏振干涉光进入所述第二采集单元312。当所述第一光电转化模块31仅仅接收所述第一偏振干涉信号光与所述第二偏振干涉信号光时,所述第一偏振干涉信号光进入所述第一采集单元311,所述第二偏振干涉光进入所述第二采集单元312。

所述第一准直器3111用于将所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光传递至所述第一色散群结构3112中。所述第一准直器3111为超带宽保护银模的反射准直器起到对光束的准直和传递的作用。

所述第一色散群结构3112用于对所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光进行色散处理,以调节光束在波数K空间内的非线性误差和光程差。具体的,所述第一光栅为透射体相位全息衍射双光栅,用于对所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光进行色散。所述第一等腰棱镜接收经色散的所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光,以实现调节k空间角非线性误差。具体的,首先对所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光进行波数样本取样。其中,以所述第一常态干涉信号光为例,对其波数空间中依次平均以等增量取值11个计算设计波数样本,并标记为波数k

其中,d是第一光栅的光栅常数。因此,波长λ

因此,从公式(2)中可得衍射角α

η

基于此,从斯内尔定律得:

其中,n

φ

因此,根据公式(3)、(4)和(5)并引入波数k

β

因此,根据公式(3)、(4)、(6)和(7)得出可相应计算η′

所述第一色散群结构3112的均方根偏差函数为:

线性变异系数CVL为:

根据公式(10)可知,所述第一光栅和所述第一等腰棱镜组成的所述第一色散群结构3112可以大幅度降低非线性误差。

进一步的,所述第一光栅和所述第一等腰棱镜组成的所述第一色散群结构还可以实现缩短光程差的作用。具体的,将所述第一光栅的光信号分散点定义为O点,所述第一等腰棱镜的顶点定义为A点,剩余顶角为B点和C点,以及,波数为k

因此,k

其中,

同时,

因此,根据公式(13)可以计算X

请继续参阅图1和2,所述第一聚焦透镜组3113用于将经色散处理后的所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光聚焦传递至所述第一CMOS单色线阵传感器中3114。其中,所述第一聚焦透镜组3113包括:第一平凸透镜和第一消色差透镜。进一步的,所述第一消色差透镜可为平凹透镜的组合透镜,也可以为设置有非球面的透镜,以实现消色差的目的。

进一步的,为使得所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光依次经所述第一平凸透镜和所述第一消色差透镜后聚焦至所述第一CMOS单色线阵传感器3114中。所述第一聚焦透镜组3113所需焦距为:

其中,L是所述第一CMOS单色线阵传感器3114有效像素阵列的长度。

进一步的,所述第一消色差透镜中的曲面与所述第一平凸透镜中的曲面相对设置,其目的在于消除像差,尤其是场曲线像差。其中,波数k

其中p是x方向上的像素大小。R是线性色散倒数,表示焦平面上扩散超过1μm的光谱宽度(波数)。其中,R=Δk/p,Δk是一个像素覆盖的波数片段,分别与所述第一CMOS单色线阵传感器3114的像素形状的傅里叶变换和光谱仪中的高斯光束剖面相关。

所述第一CMOS单色线阵传感器3114将所接收的所述第一常态干涉信号光和/或所述第一偏振干涉信号光对应转化为所述第一常态电信号和/或所述第一偏振电信号。所述第一常态电信号和/或所述第一偏振电信号均为虚拟射频信号,且为模拟电信号。进一步的,所述第一常态电信号和/或所述第一偏振电信号从所述第一CMOS单色线阵传感器3114出射后,进入所述第一数字信号处理单元313,且由所述第一数字信号处理单元313采集并对应转化为第一常态数字信号和/或所述第一偏振数字信号。其中,所述第一常态数字信号和/或所述第一偏振数字信号为数字超宽带信号,即为数字电信号,以实现模数转换。

请继续参阅图1和2,所述第一光电转化模块31中的所述第二采集单元312中的结构与所述第一采集单元311中的结构相同,包括:第二准直器3121、第二色散群结构3122、第二聚焦透镜组3123和第二CMOS单色线阵传感器3124。其中,所述第二准直器3121用于将所述第二偏振干涉信号光传递至所述第二色散群结构3122中,起到准直和传递的作用。所述第二色散群结构3122用于对所述第二偏振干涉信号光进行色散处理,以调节光束的非线性误差和光程差,且所述第二色散群结构3122包括第二光栅和第二等腰棱镜。所述第二聚焦透镜组3123用于将经色散处理后的所述第二偏振干涉信号光聚焦传递至所述第二CMOS单色线阵传感器3124中。其中,所述第二聚焦透镜组3123包括:第二平凸透镜和第二消色差透镜,且所述第二偏振干涉信号光依次经所述第二光栅、所述第二等腰棱镜、所述第二平凸透镜和所述第二消色差透镜,并进入所述第二CMOS单色线阵传感器3124中。进一步的,所述第二消色差透镜可为平凹透镜的组合透镜,也可以为设置有非球面的透镜,以实现消色差的目的。且所述第二消色差透镜中的曲面与所述第二平凸透镜中的曲面相对设置,其目的在于消除像差,尤其是场曲线像差。需要说明的是,所述第二采集单元312中的所述第二色散群结构3122实现调节光束非线性误差和光程差的过程,以及所述第二聚焦透镜组3123实现消除色差和像差的过程可参照本实施例中关于所述第一采集单元311中的记载,本实施例在此不做赘述。

所述第二CMOS单色线阵传感器3124用于将接收到的所述第二偏振干涉信号光转化为所述第二偏振电信号。所述第二偏振电信号为虚拟射频信号,且为模拟电信号。进一步的,所述第二偏振电信号从所述第二CMOS单色线阵传感器3124出射后,进入所述第一数字信号处理单元313,且由所述第一数字信号处理单元313采集并对应转化为所述第二偏振数字信号。其中,所述第二偏振数字信号为数字超宽带信号,即为数字电信号,以实现模数转换。基于此,所述第一数字信号处理单元313输出的所述第一常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号与所述第二偏振数字信号传输至所述显示模块33,用于生成所述图像信息。

进一步的,在所述第一数字信号处理单元313生成所述第一常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号与所述第二偏振数字信号之前,所述第一数字信号处理单元313接收由所述激光发射系统1发出的所述第一使能信号。所述第一使能信号为信号谱域触发信号。所述信号谱域触发信号与所述第一信号光同步从所述激光发射系统1中发出,以等待所述第一常态电信号,和/或所述第一偏振电信号与所述第二偏振电信号到达所述第一数字信号处理单元313,并在到达时,激活所述第一数字信号处理单元313,从而生成所述第一常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号与所述第二偏振数字信号。

请参阅图1和3,所述第二光电转化模块32包括所述第三采集单元321和/或第四采集单元322,以及所述第二数字信号处理单元323。可以理解的是,当所述第二光电转化模块32仅接收所述第二常态干涉信号时,所述第二光电转化模块32内仅设置有所述第三采集单元321。当所述第二光电转化模块32仅仅接收所述第三偏振干涉信号光和所述第四偏振干涉信号光时,或既接收所述第二常态干涉信号又接收所述第三偏振干涉信号光和所述第四偏振干涉信号光时,所述第二光电转化模块32内同时设置有所述第三采集单元321和所述第四采集单元322。其中图1和3所示为同时设置有所述第三采集单元321和所述第四采集单元322的情况,本实施例以此为示例说明光电转化的过程。

进一步的,所述第三采集单元321包括第一平衡放大器3211、第一信号检测单元3212和第二信号检测单元3213。所述第一平衡放大器3211的正极输入端用于接收噪声反射信号。其中,所述噪声反射信号由所述激光发射系统1从所述激光干涉系统2中获取的反射污染光,并通过所述激光发射系统1内的污染处理后生成的所述噪声反射信号,以作为后续的消噪因子。所述第一平衡放大器3211的负极输入端用于接收所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光。所述第一信号检测单元3212与所述第一平衡放大器3211相接,用于检测所述第一平衡放大器3211的正极输入端所接收的噪声反射信号的功率值是否符合设定要求。以及,所述第二信号检测单元3213与所述第一平衡放大器3211相接,用于检测所述第一平衡放大器3211的正极输入端所接收的所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光的功率值是否符合设定要求。

若所述噪声反射信号的功率值以及所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光的功率值均符合设定要求,所述第一平衡放大器3211中的超低噪声高速跨阻放大器,将所述第一平衡放大器3211负极输入端所接收的信号减去输入端所接收的信号,即将所述第二常态干涉信号和/或所述第三偏振干涉信号光减去所述噪声反射信号,以实现消除噪声。以及,所述第一平衡放大器3211中的运算放大器还会对消噪后的信号进行放大并光电转换,以对应生成所述第二常态电信号和/或所述第三偏振电信号。随之,所述第二常态电信号和/或所述第三偏振电信号入射至所述第二数字信号处理单元323中,并经所述第二数字信号处理单元323采集处理,对应生成第二常态数字信号和/或所述第三偏振数字信号,以传输至所述显示模块33,用于生成所述图像信息。

请继续参阅图1和3,所述第三采集单元321中的结构与所述第四采集单元322中的结构相同。进一步的,所述第四采集单元322包括第二平衡放大器3221、第三信号检测单元3222和第二信号检测单元3223。所述第二平衡放大器3221的正极输入端用于接收噪声反射信号。其中,所述噪声反射信号由所述激光发射系统1从所述激光干涉系统2中获取的反射污染光,并通过所述激光发射系统1内的污染处理后生成的所述噪声反射信号,以作为后续的消噪因子。所述第二平衡放大器3221的负极输入端用于接收所述第四偏振干涉信号光。所述第三信号检测单元3222与所述第二平衡放大器3221相接,用于检测所述第二平衡放大器3221的正极输入端所接收的噪声反射信号的功率值是否符合设定要求。以及,所述第三信号检测单元3223与所述第二平衡放大器3221相接,用于检测所述第二平衡放大器3221的正极输入端所接收的所述第四偏振干涉信号光的功率值是否符合设定要求。

若所述噪声反射信号的功率值以及所述第四偏振干涉信号光的功率值均符合设定要求,所述第二平衡放大器3221中的超低噪声高速跨阻放大器,将所述第二平衡放大器3221负极输入端所接收的信号减去输入端所接收的信号,即将所述第四偏振干涉信号光减去所述噪声反射信号,以实现消除噪声。以及,所述第二平衡放大器3221中的运算放大器还会对消噪后的信号进行放大并光电转换,以生成所述第四偏振电信号。随之,所述第四偏振电信号入射至所述第二数字信号处理单元323中,并经所述第二数字信号处理单元323采集处理,生成所述第四偏振数字信号,以传输至所述显示模块33,用于生成所述图像信息。

进一步的,在所述第二数字信号处理单元323生成所述第二常态数字信号,和/或所述第三偏振数字信号与所述第四偏振数字信号之前,所述第二数字信号处理单元323接收由所述激光发射系统1发出的所述第二使能信号。所述第二使能信号包括扫频触发信号、波长触发信号和波数时钟触发信号。所述第二使能信号与所述第二信号光同步从所述激光发射系统1中发出,以等待所述第二常态电信号,和/或所述第三偏振电信号与所述第四偏振电信号到达所述第二数字信号处理单元323,并在到达时激活所述第二数字信号处理单元323,从而生成所述第二常态数字信号,和/或所述第三偏振数字信号与所述第四偏振数字信号。

综上可知,所述第一光电转化模块31将所述第一常态干涉光转化为所述第一常态数字信号,和/或将所述第一偏振干涉光和所述第二偏振干涉光分别转化为所述第一偏振数字信号和所述第二偏振数字信号。所述第二光电转化模块32将所述第二常态干涉光转化为所述第二常态数字信号,和/或将所述第三偏振干涉光和所述第四偏振干涉光分别转化为所述第三偏振数字信号和所述第四偏振数字信号。所述显示模块33接收所述第一常态数字信号与所述第二常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号、所述第二偏振数字信号、所述第三偏振数字信号以及所述第四偏振数字信号,并据此生成目标区域中的病灶图像信息。其中,所述第一常态数字信号,和/或所述第一偏振数字信号与所述第二偏振数字信号可以实现微米级别的病理成像。所述第二常态数字信号,和/或所述第三偏振数字信号与所述第四偏振数字信号可以实现厘米级超深度亚病理成像。因此,本实施例提供的所述光电信号处理系统3实现了兼容多模态的激光转换处理,从而获得既满足病理成像的高分辨率又满足超深度的成像结果。

基于同一发明构思,本实施例还提供一种查打一体激光间质热疗系统。请参阅图1和4,所述查打一体激光间质热疗系统包括所述光电信号处理系统3和所述消融控制系统4。由上述可知,所述光电信号处理系统3用于兼容多种激光模态,生成目标区域的所述图像信息。所述消融控制系统4用于实现对目标区域的病灶进行激光消融,以及与所述光电信号处理系统3之间建立反馈连接,以便于医生实时掌握术中各类指标信息,提高手术的成功率。

进一步的,所述消融控制系统4包括消融探针41、测温模块42、冷却模块43和机械运动模块44。所述消融探针41接收所述激光发射系统1发出的打光,以对所述目标区域中的组织结构进行激光消融;以及,接收所述激光干涉系统2发出的查光,并将所述查光传输至目标区域内,以携带目标区域信息后返回至所述消融探针41,并回射至所述激光干涉系统2中。进一步的,所述打光和所述查光经不同光路进入所述消融控制系统4中。所述测温模块42用于检测所述消融探针41的温度信息,并反馈至所述光电信号处理系统3中的所述显示模块33中。其目的在于,医生可以通过所述显示模块33的显示观测出目标区域的实时温度情况,以对温度过高或过低的情况进行及时调节,以提高手术的安全性和可靠性。所述冷却模块43用于对所述目标区域进行冷却循环处理,以在目标区域温度过高的情况下及时降温处理,以保证手术过程的安全。所述机械运动模块44用于控制所述消融探针41的位移,以及反馈所述消融探针41的位置信息至所述显示模块33中,使得医生不仅能够看到病灶区域的成像还能够观测到所述消融探针41的准确位置,以在发现病灶残留时及时调整所述消融探针41的位置,去除残留病灶,进一步提高手术的成功率。

显然,本实施例提供所述显示模块33与所述消融控制系统4建立有反馈机制,使得所述显示模块33能够同时显示目标区域的图像信息和温度信息,以及所述消融探针41的位置信息,以协助医生增强术中的控制力和判断力,提高手术成功率。

综上所述,本实施例提供一种光电信号处理系统及查打一体激光间质热疗系统。其中,所述光电信号处理系统3中设置有第一光电转化模块31、第二光电转化模块32以及显示模块33。所述第一光电转化模块31和所述第二光电转化模块32不仅可以采集处理常态信号光,还能够采集处理偏振信号光,实现多激光模态的兼容运行,从而实现体内成像的目的,并且体内成像可以达到病理分析级别的成像分辨率和成像深度,成像质量高。此外,所述查打一体激光间质热疗系统中的所述消融控制系统4不仅可以实现对病灶的消融,还能够形成与所述光电信号处理系统3之间的信息反馈,以使得所述显示模块33同步显示目标区域中的图像信息、温度信息以及所述消融探针41的位置信息,有利于医生通过显示信息,实时掌握消融程度和温度,并据此调整所述消融探针41的位置和循环冷却程度,从而协助医生增强术中的控制力和判断力,提高手术成功率。

此外还应该认识到,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。

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06120116513781