一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，包括外壳和眼镜式框架；所述外壳中安装有图像处理模块、电源模块、显示屏和眼镜框架容纳仓；所述眼镜式框架上安装有图像采集模块、微型投影模块、激发光源模块和测距模块。本装置采用了直视投影的显像方式，同时将相关功能模块进行微型化设计并集成化于可穿戴的眼镜式框架内部；既解决了现有技术中医生需反复在显示器与病变部位间频繁切换视角的问题，又使手术导航系统的操作控制权回到了主刀手中。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置
本专利技术涉及医疗影像及医疗器械
，具体涉及一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置。
技术介绍
乳腺癌目前已成为女性最常见的恶性肿瘤之一，发病率逐年上升，在全世界以及我国大中城市，已位居女性恶性肿瘤的第一位。乳腺癌的早期筛查以及合适的临床治疗对于控制其引起的患者预后差乃至死亡都是及其重要的。前哨淋巴结是乳腺癌病人癌转移的第一组淋巴结，通过对前哨淋巴结的切除活检确定是否有癌转移，从而确定是否行腋窝淋巴结清扫，成为乳腺癌诊治的建议治疗方案。目前，前哨淋巴结活检(SLNB)已成为腋淋巴结阴性早期乳腺癌病人腋淋巴结评估的优选术式，若SLN(+)，则行腋窝淋巴结清扫术，若SLN(-)，则腋窝不作处理。SLNB成功的关键是定位SLN。前哨淋巴结被定义为肿瘤转移的第一站淋巴结。实际操作中首先在乳房注射示踪剂，根据示踪剂的指引切除第一站淋巴结，通过病理诊断确定转移与否。确保前哨淋巴结活检成功率和准确性的核心在于示踪技术。目前定位SLN的方法主要有蓝色染料示踪法、放射性核素示踪法、蓝色染料结合放射性核素示踪法、间接淋巴造影法、近红外荧光成像法和光声成像法。目前，核素联合染料进行双示踪的方法是国内外指南推荐的首选示踪方法。但由于核素制剂在存储和使用时均需辐射防护、需核医学科参与、配套设施要求高等原因，多数单位难以常规开展。近年来，以ICG为示踪剂的近红外荧光示踪技术因其无辐射、使用方便、实时性、学习曲线短等优势迅速获得国内外学者青睐，与蓝色染料联合成为理想的备选双示踪方案。近红外荧光手术导航系统对手术定位的精度提高、手术医源性损伤的减少、手术路径的优化及成功率的提高等具有十分重要的意义。因此，更加精准、高效、便捷的近红外荧光成像仪器也成为各个实验室与医药公司开发的热点方向。目前的近红外荧光影像导航系统一般是使用荧光造影剂与特定部位相结合，通过摄像头拍摄所需的医学影像，经处理后显示在相应屏幕上，提供给医生靶病灶的位置信息。这种方法虽然能够将手术所需的信息呈现在医生面前，但是医生看到的影像与病人实际身体组织分开显示，需要医生在手术过程中不断切换视野，导致医生在切除病灶的过程中，无法精准地操作，给医生手术过程带来极大的不便。为此，一些采用直视投影方式的手术导航系统被开发出来，具体的对采集荧光图像配准后投射到病人身体相应部位，实时显示目标组织的位置和大小。如中国专利“一种乳腺癌显像投射导航系统”(专利号：CN203915087U)和“一种共光轴式病变部位显像投影导航装置(专利号:CN207837634U)”。但这些专利设计均为体积较大的台式产品，底座式设计对医生的操作有一定的局限性，使用操作不方便。针对这个问题，一些手持式手术导航系统被开发出来，如中国专利“一种手持式荧光影像导航定位装置(专利号：CN209301313U)”，在保留直视投影设计的同时，整个装置内部高度集成化设计，整体为手持便携形式，占用空间小，操作简单，在使用过程中可以自由调节高度和角度，不受医疗环境限制，大大提升了应用范围和灵活性。综上所述，现有的医用近红外荧光影像手术导航系统已经在系统的准确性，便携性等方面取得了巨大的进步。但是，目前的手术导航系统的设计均是需由手术助手负责手术导航系统的调节和操作，从而协助主刀的手术操作。手术导航系统的操作控制权在助手手中，这使得手术操作中助手的操作与主刀的调节显示需求存在一定程度上的不协调，特别是在新组建的手术团队之中。这在一定程度上增加了手术时间，降低了手术的精确度。因此，研发一种由主刀直接控制同时又不影响操作的导航系统具有重要的临床应用价值和前景。2015年12月23日张泽树、裴静等研究人员报道了一种用于可疑病变的光学和超声双模式定位的可穿戴Goggle眼镜手术导航系统(ZhangZ,PeiJ,etal.(2016)PLoSONE11(7):e0157854)。体外试验显示该系统可为荧光导航下前哨淋巴结活检和组织模拟体模内模拟肿瘤的定位等提供有效的手术导航。该系统初步显示了可穿戴式设计在近红外荧光手术导航中的应用价值，但该系统尚存在诸多不足之处，一方面，该系统未进行集成化的设计，各个功能部件需要分别安放，临床使用不方便；另一方面，该装置的荧光融合图像显示在主刀的Goggle眼镜之中，助手无法观测到荧光融合影像，因此，一定程度上使助手无法协调的配合主刀的手术操作。因此，有必要研发新一代的手术导航系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，以解决上述技术问题。本专利技术为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，包括外壳和眼镜式框架；所述外壳中安装有图像处理模块、电源模块、显示屏和眼镜框架容纳仓；所述眼镜式框架上安装有图像采集模块、微型投影模块、激发光源模块和测距模块；所述图像处理模块分别与测距模块、图像采集模块、微型投影模块、测距模块、显示屏连接；所述电源模块分别与微型投影模块、激发光源模块、显示屏、测距模块和图像处理模块电性连接。优选的，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体呈书页状转动连接，所述显示屏安装在上壳体上，所述图像处理模块、电源模块和眼镜框架容纳仓安装在下壳体中。优选的，所述电源模块采用充电宝。优选的，所述图像采集模块为微型CCD或CMOS摄像头。优选的，所述图像采集模块内置安装在眼镜式框架的一侧，所述图像采集模块的镜头前安装有长通滤光片。优选的，所述微型投影模块为mini投影仪，所述微型投影模块内置安装于眼镜式框架的另一侧，所述微型投影模块的投影方向与图像采集模块的光轴平行。优选的，所述激发光源模块由多颗近红外LD组成，所述激发光源模块内置于眼镜式框架的中间部位。优选的，所述测距模块采用URM37V4超声波测距模块，所述测距模块内置于眼镜式框架之中，所述测距模块位于激发光源模块正上方。优选的，所述图像处理模块采用树莓派。本专利技术的有益效果是：(1)本装置采用了直视投影的显像方式，使医生可凭肉眼直接在病变部位观察到实时的荧光影像进行手术，解决了现有导航系统中主刀需反复在显示器与病变部位间频繁切换视角的问题，对于提高手术定位精度、减少手术损伤、缩短手术时间及提高手术成功率等具有重要意义。(2)使手术导航系统的操作控制权在回到主刀手中，同时助手及主刀均可在直视下观察目标病灶部位的荧光导航影像。使主刀可在操作中可根据自己的手术操作需求适时主动的调节荧光视野；同时助手在获取荧光导航的情况下也可以及时准确的辅助主刀操作。对于提高手术的精确度，缩短手术时间具有重要的临床价值。(3)本专利技术将图像采集模块、微型投影模块、激发光源模块和测距模块进行微型化设计，并集成化于眼镜式框架内部，主刀可进行佩戴，使用过程中可以自由调节投影的高度和角度。该装置不受患者身体部位的限制，占用空间小，大大提升了应用范围和灵活性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的工作原理示意图；...

【技术保护点】
1.一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，其特征在于：包括外壳(1)和眼镜式框架(2)；/n所述外壳(1)中安装有图像处理模块(4)、电源模块(5)、显示屏(7)和眼镜框架容纳仓(11)；/n所述眼镜式框架(2)上安装有图像采集模块(3)、微型投影模块(6)、激发光源模块(8)和测距模块(9)；/n所述图像处理模块(4)分别与测距模块(9)、图像采集模块(3)、微型投影模块(6)、测距模块(9)、显示屏(7)连接；/n所述电源模块(5)分别与微型投影模块(6)、激发光源模块(8)、显示屏(7)、测距模块(9)和图像处理模块(4)电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，其特征在于：包括外壳(1)和眼镜式框架(2)；
所述外壳(1)中安装有图像处理模块(4)、电源模块(5)、显示屏(7)和眼镜框架容纳仓(11)；
所述眼镜式框架(2)上安装有图像采集模块(3)、微型投影模块(6)、激发光源模块(8)和测距模块(9)；
所述图像处理模块(4)分别与测距模块(9)、图像采集模块(3)、微型投影模块(6)、测距模块(9)、显示屏(7)连接；
所述电源模块(5)分别与微型投影模块(6)、激发光源模块(8)、显示屏(7)、测距模块(9)和图像处理模块(4)电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，其特征在于：所述外壳(1)包括上壳体(101)和下壳体(102)，所述上壳体(101)和下壳体(102)呈书页状转动连接，所述显示屏(7)安装在上壳体(101)上，所述图像处理模块(4)、电源模块(5)和眼镜框架容纳仓(11)安装在下壳体(102)中。


3.根据权利要求1所述的一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，其特征在于：所述电源模块(5)采用充电宝。


4.根据权利要求1所述的一种可穿戴式荧光影像投影导航定位装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴静，韩春光，王昭蕊，潘宇搏，李俊，杨筱嵬，
申请(专利权)人：安徽医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：安徽;34