[发明专利]用于放射性药物的光学成像的纤维镜

说明书

技术领域

本发明涉及放射性药物的光学成像的方法和装置，特别是涉及使用纤维镜进行切伦科夫发光成像的方法和装置。

背景技术

罗伯森等人(物理学医学生物学(Phys Med Biol.)2009)观察到，在核医学扫描中使用的某些诊断放射性药物也可以进行光学成像。具体地，由于切伦科夫发光现象，发射带电粒子(例如，α和β粒子)的放射性药物产生可检测的光。切伦科夫光子是由于在组织中的带电粒子的减速产生的。带电粒子发射的放射性药物的光学成像称为切伦科夫发光成像(CLI)。

CLI结合了光学成像的优点(包括高时空分辨率和低成本和形状因数)，与核成像的优点(包括放射性药物的分子特异性和广泛的商业可用性)。光学成像将理解为包括紫外到近红外线波长。

希望能在临床情况下使用CLI，例如，在手术过程中提供图像以告知外科医生。在临床情况实施CLI的技术挑战是常用的诊断放射性同位素(特别是那些标记有氟-18的同位素)的切伦科夫频谱是在400-800纳米之间的可见光谱。房间里的背景照明会干扰和支配切伦科夫谱。此外，照明会引起组织自动发出在可见光谱中的荧光，该荧光将与切伦科夫信号重叠。

因此，在典型的照明条件下CLI是不可行的。所有的CLI应用迄今都在漆黑的房间或没有光干涉的室中进行。CLI的方法和系统描述于：2011年霍兰等人的申请US 2011/0250128，摩尔成像(Mol Imaging)；2012年卡彭特等人的申请US2012/0220870J，核小体抗体医学(J Nucl.Med)；以及Kothapalli等发表在2012年6月1日的生物医学光学快报，第3卷，第6号中的文章。

还已经提出了使用CLI通过断层摄影装置创建3D图像，如生物医学成像的国际期刊第2011卷，文章ID为641618的钟等人的申请WO 2012/083503中的描述。WO 2012/083503还描述了根据切伦科夫光的强度分布的切伦科夫发光的三维成像的方法。然而，这些方法也需要漆黑的条件以及在临床环境中是不可行的。

发明内容

本发明涉及一种实际用于临床环境如手术室的放射性药物的光学成像的方法和设备。

特别是，发明人已经确定需要在原地对患者的开放手术部位或其他临床位置进行组织成像。例如，在从实验对象除去异常(例如癌性)组织的手术期间，外科医生能够在手术结束之前进行确认他们已移除所有的异常组织是非常有益的；在这样的手术中的共同的问题是，不正常组织的边缘部分被留下，一旦以后检测到，这必须在进一步手术中移除。因此，本发明的一个方案是提供一种使用切伦科夫发光成像来检查在临床位置如开放式外科手术部位的组织，以检查所有异常组织(例如癌细胞)已经去除的成像系统和方法。

在第一方面，本发明提供一种实验对象接受一剂放射性药物之后从实验对象上的感兴趣区域进行切伦科夫发光的光学成像的装置，该装置包括：

成像装置，该成像装置能够将切伦科夫光子成像；

纤维镜，该纤维镜用于将在纤维镜的远端接收到的光传输到纤维镜的近端，纤维镜的近端与成像装置连接；以及

光护罩，该光护罩用于包围纤维镜的远端和用于覆盖感兴趣区域。

该光护罩能够至少基本上(优选完全地)阻挡环境光通过。在一些实施方案中该护罩设计成至少衰减10至14数量级的环境光。

优选的是成像装置接收到的环境光的水平产生的光子通量应当不到放射性药物的光子通量的10倍，否则可能很难或不可能看到切伦科夫图像。更优选的是环境光产生的光子通量小于不到放射性药物的通量的10倍。典型的放射性药物的通量(例如F18)为10³和10⁴光子/s/sr/厘米²。

以这种方式，当护罩放置在感兴趣区域上方时，用护罩的底边缘靠紧实验对象的皮肤围绕感兴趣区域形成密封(无论是直接或使用额外的密封件，例如，如下面所讨论的)，形成光密封室以能够进行该感兴趣区域的切伦科夫成像。

该护罩可用任何数量的一定程度上防止环境光渗透的合适的材料或材料的组合物形成，以便能够成功进行切伦科夫成像。例如可以是橡胶化遮光织物，橡胶海绵材料如闭孔发泡氯丁橡胶，金属化膜，不透明模塑聚合物。

在一些实施例中，为了有助于确保紧靠实验对象的护罩的光密封，首先将不透明盖布放在实验对象的上面，该盖布具有开口，使得它不会覆盖改感兴趣区域。护罩的下边缘之后能够围绕该感兴趣区域与该盖布接触。