一种用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置

技术领域

本发明涉及医疗领域，更具体地说，涉及一种用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置。

背景技术

恶性肿瘤是威胁全球健康的严重公共卫生问题，手术是肿瘤患者的首选治疗方案，然而据统计约有40%的患者在术中未能实现R0切除，术后一年复发率高达60%，其主要原因是现有检测手段如MRI、PET-CT无法实时术中成像，术中医生只能凭借眼看手摸和经验决定切除方案。近红外荧光导航手术以其实时性和高精准性成为最有希望解决这一手术难题的技术，这一技术将帮助医生在术中精准地识别肿瘤边缘和高灵敏地发现微小残留病灶。近红外荧光是由激光激发产生的，而对于开放式手术而言同时观察较大面积内荧光的分布情况是实现肿瘤区分的必要前提条件，因此一个能进行大面积照射的激光面光源必不可少，同时它还要具备一定的均匀性，才可能满足高精准和高灵敏的要求。目前主要的激光匀光技术有毛玻璃散射原理的扩散片、球形腔内多段反射、由电机带动的旋转散射片、高频振动压电摆镜和微透镜阵列等，然而这些技术不同程度伴有损耗高、结构复杂和光线不均匀的特点，并不满足于荧光影像导航技术对于激发光高利用度、高度集成化、稳定低噪的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置，旨在解决现有技术中损耗高、结构复杂和光线不均匀的问题。

为实现此目的，本发明提供了一种用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置，包括固体激光器、滤光件、多模光纤束、光纤准直器和护套，其中固体激光器用于产生785nm激光；滤光件位于固体激光器内且用于对激光进行纯化，该滤光件为带通滤光片；多模光纤束由光纤组合形成，该多模光纤束的输入端与固体激光器输出端耦合；光纤均位于护套内；光纤准直器的输入端与多模光纤束的输出端连接，该光纤准直器包括凸透镜；785nm激光激光依次经由带通滤通片、光纤和光纤准直器照射到患处。

优选的，所述多模光纤束由19根直径为200μm的光纤复合而成，且多模光纤束输出端的直径为1.3 mm。

优选的，所述凸透镜的后焦距为6.5 mm。

优选的，所述光纤准直器的前端设有透明材料制成的端盖。

优选的，所述护套的表面涂有防水层。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明的匀化激光面光源在用于荧光影像导航手术时，可直接与成像光路呈一定夹角照射到注入示踪剂的患处，激发出的荧光通过成像设备进行成像，可以实现覆盖更充分、更均匀的照射，且结构简洁。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明在距离光纤准直器的出光口50 cm处的光斑实拍照片；

图3为本发明在距离光纤准直器的出光口50 cm处的功率密度实测结果。

图中标号说明：

1、固体激光器；2、多模光纤束；3、光纤准直器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，一种用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置，包括固体激光器1、滤光件（未示出）、多模光纤束2、光纤准直器3和护套（未示出），其中固体激光器1用于产生785nm激光；滤光件位于固体激光器1内且用于对激光进行纯化，且该滤光件为带通滤光片，可以对785±5nm的激光进行过滤；多模光纤束2由光纤组合形成，该多模光纤束2的输入端与固体激光器1输出端耦合；光纤均位于护套内；光纤准直器3的输入端与多模光纤束2的输出端连接，该光纤准直器3包括凸透镜；785nm激光依次经由带通滤通片、光纤和光纤准直器3的凸透镜照射到患处。

优选的，由于多模光纤束2由光纤组合形成，且该多模光纤束2的输入端与固体激光器1输出端耦合，因此该多模光纤束2可以将激光分束，在输出端面形成多个类点光源。

其中当上述类点光源经过光纤准直器3的凸透镜后形成多束准平行光，这些多束准平行光互相交叠且空间角度不一，使得从光纤准直器3出射的总光束呈现一定的小角度发散，并且具备较好的均匀性，经过一段距离的传播便能形成大面积的均匀激光照射。

优选的，光纤准直器3与多模光纤束2连接，光纤准直器3中凸透镜的后焦面恰位于多模光纤束2的出口处，光纤准直器3的前端设有透明材料制成的端盖。

进一步的，多模光纤束2由19根直径为200μm的光纤复合而成，多模光纤束2的出口直径为1.3 mm；护套的表面涂有防水层，以提高光纤的使用寿命。

在本发明较佳的选择中，光纤准直器3的凸透镜后焦距为6.5 mm，光束的发散角为arctan(1/10)=5.8°，光束从光纤准直器3出射后经过50 cm传播，形成10*10 cm

为了验证本发明方法的效果，进行了以下验证实验：通过使用光功率计（接收口直径为1.6 cm）在50 cm处光斑的9处位置进行光功率密度（单位mW/cm

本发明的用于荧光影像导航手术的匀化激光面光源装置在用于荧光影像导航手术时，可直接与成像光路呈一定夹角照射到目标视野中注射了荧光示踪剂的患处，激发出的荧光通过成像设备进行成像，也可集成在其它照明方式中，如同轴照明，实现覆盖更充分、更均匀的激发，且结构简洁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。