用于内窥镜应用的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及用于内窥镜应用的照明系统，包括：至少一个基本单色光源，其具有在400nm和500nm或500nm和550nm之间的预定中心波长；光学传输路径，其适于将从光源发出的光引导至内窥镜检查区域；以及光学带阻滤波器，其中，照明系统适于通过在周围组织中产生自体荧光来照明检查区域的至少一部分，并且带阻滤波器适于针对观察者衰减至少所述光源波长，并且其中，所述光源是照明系统中的单个光源。另一实施方式涉及用于检查包括组织的体腔的内窥镜，该内窥镜包括：光源，其包括具有在400nm和550nm之间的预定中心波长的基本单色光源；用于引导来自基本单色光源的光朝向组织的至少一部分的装置；以及至少一个带阻滤波器，其适于使至少所述中心波长衰减，其中，基本单色光源被配置成在被照射的组织中产生自体荧光使得被照射的组织是可观察的，并且其中，内窥镜被配置成通过所述带阻滤波器来显示被照射的组织的至少一部分。本文还公开了用于对膀胱癌的光动力诊断和/或治疗的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本公开内容涉及用于检查体腔的内窥镜以及用于在医疗内窥镜应用中照明检查区域的系统。本公开内容还涉及用于照明体腔的内表面的至少一部分的方法。此外，本文中公开了用于对膀胱癌的光动力诊断和/或治疗的系统。
技术介绍
由于降低了与检查、诊断、治疗及手术相关的成本并且降低了对患者的风险、不舒适及损害，所以内窥镜检查在医学界正在获得越来越高的普及度。内窥镜通常包括：具有进入患者体内的远端以及朝向内窥镜的用户的近端的刚性管或柔性管。光递送系统通常被提供以照明要接受检查的体腔或器官或对象(检查区域)；光学中继系统或电中继系统，用于将图像递送给观察者；目镜和/或视频显示器，用于观察者查看检查区域；以及可选地一个或更多个另外的通道，以使得医疗器械或操作器能够进入。(一个或多个)光源通常在体外并且光通常通过管经由光纤系统而被引导。光学中继系统在刚性内窥镜的情况下可以是透镜系统，而在柔性内窥镜(纤维镜)的情况下可以是一束光纤。当然，内窥镜的横截面积应当最小。在内窥镜中，基于CCD的相机可以将光学图像转换成数字图像。可以将相机定位在内窥镜的近端。然而，在数字内窥镜中，可以将基于微型CCD的相机定位在内窥镜的远端，由此，在相机中形成的数字图像可以经由电连接被递送至近端，从而消除了对于用于将图像从远端递送至近端的光学中继系统的需要。US 2007/285771、US 2011/017923和EP 2283766描述了传统的内窥<br>镜，其具有用于在组织中产生荧光的一个或更多个光源，该光源补充有用可见光为外科医生照亮组织的明亮的光照明光源。US 6,665,556公开了用于使用来自其的光谱翼发射来检查组织的设备(例如，内窥镜)。该文献公开了：使用波长为至少600nm的单色光源照射组织并且使用从组织发射的光谱翼发射来表征组织的状态。根据该文献，由可见光(具体地，至少600nm)至红外光激发诱导的来自不同组织类型(例如癌症、癌前病变、正常组织、脂肪)的光谱翼发射是彼此可区别的并且可以用于表征状态未知的组织。在对例如膀胱的内窥镜检查中遇到的常见问题是尿液在UV-蓝色区域具有较强的吸收。用于光动力诊断或用于使恶性组织可视化的其它方法的许多市售单色光源发射在UV蓝色区域的光，并且因此在尿液中造成使恶性组织的敏化荧光混淆的强烈的绿色荧光。因为在检查期间尿液不断地进入膀胱，所以不能避免该问题，并且该问题阻碍了对膀胱癌的光动力诊断在门诊部(OPD)的应用。通常内窥镜使用两个波段，一个明亮的白光源用于使用白光来照明膀胱并且通过对白光源进行光学滤波而获得的窄带光用于激发光敏剂的荧光团。医生使用荧光来定位癌症前期组织并且切换至白光以便手术移除癌症前期组织。因此，医生必须在检查期间在两个光源之间进行切换。在基于对膀胱中的癌症前期组织的荧光标记和光动力诊断的诊断方法中遇到的另一问题是用于标记的荧光团的光漂白。光漂白主要由用于照明膀胱的明亮的蓝光源造成。结果是一些癌前病变组织可能未被医生检测到。
技术实现思路
为了提供体内的目视检查，优选地使用明亮的白光，但是当白光源耦接至光纤束中并且被递送至内窥镜的远端时，可见光的光衰减是很大的。因此，典型的检查光源是大功率的白光源如消耗数百瓦特功率的氙气灯和金属卤化物灯。可以在内窥镜中使用具有高达8mm直径的粗液芯光纤来传输光，但是这样的液芯光纤非常昂贵并且极其脆弱。因此，本专利技术的一个目的是提供一种新型的内窥镜检查光源。这通过用于内窥镜应用的本照明系统来实现，包括：至少一个基本单色光源，其具有在400nm和500nm之间或500nm和550nm之间的预定中心波长；光学传输路径，其适于将从光源发出的光引导至内窥镜检查区域；以及光学带阻滤波器，其中，该照明系统适于通过在周围组织中产生自体荧光来照明检查区域的至少一部分，并且带阻滤波器适于针对观察者使至少所述光源波长衰减，并且其中，所述光源是照明系统中的单个光源。另一实施方式涉及用于检查包括组织的体腔的内窥镜，该内窥镜包括：具有在400nm和550nm之间的预定中心波长的基本单色光源的光源；用于引导来自基本单色光源的光朝向组织的至少一部分的装置；以及适于使至少所述中心波长衰减的至少一个带阻滤波器，其中，基本单色光源被配置成在被照射的组织中产生自体荧光，使得被照射的组织是可观察的，并且其中，内窥镜被配置成通过所述带阻滤波器来显示被照射的组织的至少一部分。又一实施方式涉及用于为观看者照明受试者的体腔的内表面的至少一部分和/或用于使受试者的体腔的内表面的至少一部分对于观察者可见的方法，体腔包括组织，该方法包括以下步骤：向体腔提供具有在400nm和550nm之间的预定中心波长的基本单色光；以及通过使用单色光照射所述组织来在体腔内的组织的至少一部分中产生自体荧光，从而被照射的组织被自体荧光照亮和/或从而使所述组织对于观察者是可见的。因为由所产生的自体荧光导致被照射的组织发出荧光，由此，例如使用成像装置如内窥镜使被照射的组织对于观察者是可见的。本公开内容的内窥镜、照明系统及方法都仅需要这一个光源，这是因为单色光源在体腔内产生足够的自体荧光以允许观察者例如医生能够查看被来自单色光源的光照射的组织，这是因为被照射的组织由被照射的组织中产生的自体荧光照亮，即组织发出荧光，由此组织变得可见。因此，优选地，基本单色光源是唯一光源。因此，优选地，不使用宽频带光源来照明内窥镜的检查区、体腔和组织，即优选地，在本公开的内窥镜或照明系统或方法中不使用白炽灯光源、不使用基于放电的光源、不使用白光源或不使用服从普朗克辐射定律的光源。本公开内容还涉及包括如本文中所公开的照明系统的内窥镜系统。专利技术人已经发现，由于被照射的组织发出荧光并且由此组织变得可见，所以单色光源(如激光器或LED源)和带阻滤波器——优选地窄带陷波滤波器——的组合允许外科医生使用周围(健康)组织的自体荧光作为正常检查光。在一个示例中使用532nm的激光，在另一示例中使用525nm的LED，使来自周围组织的自体荧光光谱为约550nm至700nm，即仅可见光谱中的绿色、黄色和红色部分，但是仍足以辨别组织的形态。使用单色光源来自健康组织的所产生的自体荧光作为正常检查光，允许外科医生不使用通常在许多内窥镜手术中使用的粗大的液芯光导和消耗功率的金属卤化灯或放电灯如氙气灯。使用激光器或LED作为检查光源很大程度上降低了光传输路径的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查包括组织的体腔的内窥镜，所述内窥镜包括：‑光源，其包括具有在400nm和550nm之间的预定中心波长的基本单色光源，‑用于引导来自所述基本单色光源的光朝向所述组织的至少一部分的装置，以及‑至少一个带阻滤波器，其适于使至少所述中心波长衰减，其中，所述基本单色光源被配置成在被照射的组织中产生自体荧光，使得所述被照射的组织是可观察的，以及其中，所述内窥镜被配置成通过所述带阻滤波器来显示所述被照射的组织的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.19 EP 11194323.91.一种用于检查包括组织的体腔的内窥镜，所述内窥镜包括：
-光源，其包括具有在400nm和550nm之间的预定中心波长的基本
单色光源，
-用于引导来自所述基本单色光源的光朝向所述组织的至少一部分
的装置，以及
-至少一个带阻滤波器，其适于使至少所述中心波长衰减，
其中，所述基本单色光源被配置成在被照射的组织中产生自体荧光，
使得所述被照射的组织是可观察的，以及
其中，所述内窥镜被配置成通过所述带阻滤波器来显示所述被照射的
组织的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述预定中心波长在450nm
和550nm之间，优选地在500nm和550nm之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，其中，所述基本单色光
源位于所述内窥镜的远端。
4.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，其中，所述基本单色
光源位于所述内窥镜的近端或外部，用于引导光的所述装置还包括用于将
光从所述光源引导至所述内窥镜的远端的光学传输路径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，还包括至少一个相机
和/或包括传感器元件阵列。
6.根据权利要求5所述的内窥镜，其中，所述相机和/或所述传感器
元件阵列位于所述内窥镜的远端。
7.根据权利要求5所述的内窥镜，其中，所述相机和/或所述传感器
元件阵列位于所述内窥镜的近端。
8.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，其中，所述光源是激
光器如光纤耦合激光器、光纤激光器、固态激光器、二极管泵浦固态激光
器或半导体激光器或LED，并且所述至少一个光源适于发出连续波(CW)
光或脉冲光。
9.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，其中，所述光源是
LED，并且其中，所述内窥镜还包括用于使所述LED的光谱输出变窄的

\t带通滤波器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜，用于对膀胱癌和/或肾
盂肿瘤或肾盂癌的光动力诊断，其中，所述光源适于激发外源性光敏剂的
荧光。
11.根据权利要求10所述的内窥镜，其中，所述外源性光敏剂在膀
胱和/或肾盂中的癌症前期的、恶性的和/或快速生长的细胞中累积。
12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的内窥镜，其中，所述
外源性光敏剂基于卟啉类化合物如血卟啉或原卟啉、如原卟啉IX(PPIX)，
并且其中，所述外源性光敏剂借助于基于氨基乙酰丙酸己酯、5-氨基乙酰
丙酸(ALA或5-ALA)、己基乙酰丙酸(HAL)或甲基氨基乙酰丙酸(MAL)
的光敏染料而被施用。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的内窥镜，其中，所述外源
性光敏剂基于卤化呫吨染料，并且其中，所述外源性光敏剂借助于如曙红、
孟加拉玫瑰红或赤藓红的光敏染料而被施用。
14.一种用于内窥镜应用的照明系统，包括：
-基本单色光源，其具有在400nm和500nm或在500nm和550nm
之间的预定中心波长，
-光学传输路径，其适于将从所述光源发出的光引导至内窥镜检查区
域，以及
-至少一个光学带阻滤波器，
其中，所述照明系统适于通过在周围组织中产生自体荧光来照明所述
检查区域的至少一部分，并且所述至少一个带阻滤波器适于针对观察者衰
减至少所述光源波长，并且其中，所述光源是所述照明系统中的单个光源。
15.根据权利要求14所述的照明系统，其中，所述至少一个光源是
激光器如光纤耦合激光器、光纤激光器、固态激光器、二极管泵浦固态激
光器或半导体激光器，并且所述至少一个光源适于发出连续波(CW)光
或脉冲光。
16.根据前述权利要求14至15中任一项所述的照明系统，其中，至
少一个所述基本单色光源是所述照明系统中的唯一光源。
17.根据前述权利要求14至16中任一项所述的照明系统，其中，不
使用宽带光源来照明所述内窥镜检查区域。
18.根据前述权利要求14至17中任一项所述的照明系统，不包括宽
带光源。
19.根据前述权利要求14至18中任一项所述的照明系统，其中，所
述预定中心波长大于300nm如大于310nm、如大于320nm、如大于330
nm、如大于340nm、如大于350nm、如大于360nm、如大于370nm、
如大于380nm、如大于390nm、如大于400nm、如大于410nm、如大
于420nm、如大于430nm、如大于440nm、如大于450nm、如大于460
nm、如大于470nm、如大于480nm、如大于490nm、如大于490nm、
如大于500nm、如大于510nm、如大于520nm、如大于530nm、如大
于540nm、如大于550nm、如大于560nm、如大于570nm、如大于580
nm、如大于590nm、如大于600nm。
20.根据前述权利要求14至19中任一项所述的照明系统，其中，所
述预定中心波长在300nm和400nm之间如在400nm和500nm之间、
如在500nm和600nm之间、如在350nm和640nm之间、如在400nm
和640nm之间、如在460nm和640nm之间、如在500nm和640nm之
间、如在500nm和600nm之间、如在500nm和590nm之间、如在500
nm和580nm之间、如在510nm和580nm之间、如在500nm和570nm
之间、如在500nm和560nm之间、如在500nm和550nm之间、如在
500nm和540nm之间、如在510nm和540nm之间、如在520nm和
580nm之间、如在510nm和560nm之间、如在520nm和570nm之间、
如在527nm和537nm之间、如在530nm和534nm之间、如在531nm
和533nm之间、如为532nm。
21.根据前述权利要求14至20中任一项所述的照明系统，其中，所
述照明系统的所述预定中心波长在450nm和550nm之间，优选地在500
nm和550nm之间。
22.根据前述权利要求14至21中任一项所述的照明系统，其中，在
周围组织中产生的自体荧光光谱包括可见光。
23.根据前述权利要求14至22中任一项所述的照明系统，其中，所
述光学传输包括在线或线缆中，所述线或线缆的直径小于3mm，更优选
地小于2mm、更优选地小于1.5mm、更优选地小于1mm、更优选地小
于0.9mm、更优选地小于0.8mm、更优选地小于0.7mm、更优选地小
于0.6mm、更优选地小于0.5mm、更优选地小于0.4mm、更优选地小
于0.3mm、更优选地小于0.25mm。
24.根据前述权利要求14至23中任一项所述的照明系统，其中，所
述带阻滤波器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·林德沃尔德，格雷格斯·赫尔曼，
申请(专利权)人：丹麦科技大学，腓特烈斯贝医院，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK