本发明涉及直肠癌外科手术术中评估，尤其涉及一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置及存储介质。
背景技术：
1、结直肠癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一，2022年全球新发病例数>192万，死亡病例数>90万，发病率居世界第3位，死亡率居第2位。在我国，2022年新发病例数约51.71万，死亡病例数约24.00万，发病率居第2位，死亡率居第4位，且近年来发病率上升趋势明显。与西方国家相比，我国的结直肠癌发病率呈现“三高一低”的特点：直肠癌发病率高、低位肿瘤占比高、青年人发病率高但早诊率低，因此，许多直肠癌患者在就诊时已经处于局部进展期(locally advanced rectal cancer,larc)，即tnm分期为t3-4n0m0或t1-4n1-2m0。由于直肠的解剖结构特点及肿瘤浸润，这部分患者直接手术常出现术后局部复发。
2、术前新辅助放化疗(neoadjuvant chemoradiotherapy,ncrt)能降低局部复发率、增加保肛率、提高肿瘤切除率及延长无病生存期，因此被美国国立综合癌症网络(nationalcomprehensive cancer network，nccn)指南推荐为larc的治疗方案。然而，越来越多的证据表明，新辅助放化疗可增加直肠癌术后并发症的发生率。其中，最为严重的并发症是吻合口漏(anastomotic leakage，al)，报道的发生率从5％到20％不等，其他并发症有吻合口狭窄等。因此，需常规进行预防性回肠造口，而这明显影响患者生活质量。因此，外科医生及早识别al高危患者至关重要。
3、胶原纤维作为细胞外间质(extracellular matrix，ecm)的主要成分，是细胞外间质功能的主要发挥者。此外，胶原结构还影响血液供应和不同细胞的功能。胶原纤维的主要成分——ⅰ型胶原是保证吻合口机械稳定性的重要成分之一。al发生的一个潜在因素是胶原结构的改变。因此，通过判断纤维化程度可以更好地判断al发生的可能性，从而识别高危患者。
4、多项研究表明，al的发生不仅受外科医生技术的影响，还受患者临床病理特征的影响。许多危险因素被报道与al相关，如性别、年龄、术前白蛋白、ncrt等，然而，根据临床病理特征准确预测al仍有困难。
5、术中冰冻病理活检是临床上最常用、最有效的术中检测手段。但是，其具有以下局限性：(1)耗时：每例术中冰冻病理活检需耗时30分钟左右；(2)离体不可逆：术中冰冻病理活检需切下组织进行活检，该部分组织不可逆，对患者有损伤；(3)对胶原显像效果差：术中冰冻病理活检采用的he染色对细胞结构和胶原纤维间的染色区分不够强烈。
6、当前组织胶原定量方法中，使用较多的为胶原蛋白(羟脯氨酸)含量分析。主要操作过程为：组织切片在100℃环境下干燥至恒重后在110℃6mol/l的hcl溶液中水解18小时；酸解液蒸发完毕后残渣用无离子水洗涤三次，每次洗涤步骤之间需完全蒸发，以除去残酸；样品经乙酸乙酯枸橼酸盐缓冲液(ph 6)溶解和处理后，通过比色分析羟脯氨酸值，分析结果乘固定系数7.46即为胶原含量，单位为ug/mg。该方法操作流程较为繁琐且耗时，且笼统、间接地获得组织中的胶原含量水平，缺乏对胶原微观结构和特征的直接的、全局化的评价。
7、单光子共聚焦激光内窥镜(confocal laser endomicroscopy,cle)是临床上常用的术中原位实时在体检测手段。然而，单光子共聚焦内镜光学活检在实际应用中面临两大挑战：1.成像深度浅:无法获取一些深层病变信息如局部进展期直肠癌经新辅助治疗后的纤维化病灶。2.依赖外源性荧光染料：即荧光素钠，此物质在人体内可能会引起不同程度的不良反应，包括尿液和皮肤黄染现象，甚至诱发过敏反应，如呼吸困难、严重超敏反应乃至致命后果。
8、综上所述，目前临床上缺少一种优秀的方法在术中对直肠进行原位实时在体检测来定性定量分析胶原，判断局部纤维化程度。
技术实现思路
1、本发明提供了一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置及存储介质，装置由微型化激光器、底座、铰接式光路、便携式成像扫描探头、悬吊器五部分组成；存储介质可将纤维化定量信息进行数据计算、分析、统计、归类、存储。
2、本发明所采用的技术方案为：一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：由微型化激光器、底座、铰接式光路、便携式成像扫描探头、悬吊器组成，
3、作为本发明进一步的改进，所述微型化激光器采用中心波长为780nm的超快脉冲激光器，提供重复频率为80mhz的激光脉冲，平均功率为0到140mw，每个激光脉冲的时间长度为100fs，脉冲能量为1.7nj；
4、作为本发明进一步的改进，所述底座内固定有微型化激光器、激光器控制器、电脑主机；
5、作为本发明进一步的改进，所述铰接式光路安装在底座上，微型化激光器的激光通过铰接式光路送入便携式成像扫描探头；
6、作为本发明进一步的改进，所述便携式成像扫描探头用于激发组织样本产生的二次谐波(second harmonic generation,shg)和自体荧光(two-photon excitationfluorescence,tpef)信号，并通过物镜聚焦于样品上，产生信号由光电倍增管和传感器进行采集；
7、作为本发明进一步的改进，所述悬吊器由支撑柱、调节机构、力臂、两个吊钩机构组成，用于承受铰接式光路及便携式成像扫描探头的重量，使铰接式光路可以自由伸展。
8、作为本发明进一步的改进，所述微型化激光器具有两个输出端口，其中一个为环形掺铒光纤激光器的1560nm激光波长输出，通过双频产生后转换为780nm的100fs激光脉冲输出。
9、作为本发明进一步的改进，所述激光器控制器通过usb端口与电脑主机连接，激光器控制器通过d-sub37线与微型化激光器连接。
10、作为本发明进一步的改进，所述底座底部连接有多个活动脚轮和多个支撑调节块。
11、作为本发明进一步的改进，所述铰接式光路分为四段，包括一段25厘米的短臂和两段50厘米的长臂和一段连接便携式成像扫描探头的管臂，且各铰接臂之间共通过六个轴承连接；所述铰接式光路内设有九面第一平面谐调镜和两对90度旋转棱镜，且激光通过九面第一平面谐调镜和两对90度旋转棱镜的折射送入便携式成像扫描探头。
12、作为本发明进一步的改进，所述便携式成像扫描探头的原理为：激光首先通过两个第二平面调谐镜注入电流计，进入电流计后，激光通过管状透镜聚焦，再通过扫描透镜校准后进入物镜后孔，最后激光通过物镜聚焦于样品上，激发组织样本产生shg和tpef信号，产生的shg和tpef信号由同一物镜和扫描透镜采集，分光镜将发射信号反射到光电倍增管，在分光镜和光电倍增管之间插入滤波器，将600-700nm范围内的光反射到传感器上进行反射成像，在光电倍增管进行信号选择前插入两个滤光片，shg为390/10bp，tpef为550/80bp，可分别收集到shg和tpef信号，便于分析。
13、作为本发明进一步的改进，所述支撑柱与底座固定连接，所述支撑柱顶部通过调节机构与力臂转动连接且调节机构与力臂通过调节拉杆相连接，两个所述吊钩机构位于力臂底部且与其滑动连接，所述支撑柱通过支架连接有显示屏。
14、作为本发明进一步的改进，所述调节机构包括与支撑柱固定连接的支撑架和支撑顶板，所述支撑架和支撑顶板之间转动连接的旋转柱且旋转柱与力臂固定连接，所述支撑架一侧固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有第一齿轮，所述旋转柱外侧固定套设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮。
15、作为本发明进一步的改进，所述吊钩机构包括与力臂滑动连接的侧面架，所述侧面架一侧固定连接有第二驱动电机和第三驱动电机，所述侧面架顶端转动连接有多个滚轮且第二驱动电机的输出轴与其中一个滚轮相连接，所述侧面架底端转动连接有转动辊且第三驱动电机的输出轴与转动辊相连接，所述转动辊外侧缠绕有吊绳，所述吊绳底端设有用于连接铰接式光路、便携式成像扫描探头的吊钩。
16、一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的储存介质，包括固态硬盘和闪存卡中的一种，用于存储纤维化定量数据及相关信息，从而定量检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度，在术前以及术中预判术后是否会出现吻合口漏、吻合口狭窄以及术后直肠功能，并在术前以及术中给外科医师决策提供帮助。
17、本发明的有益效果：本发明的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置及存储介质可以进入直肠，原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度(包括胶原纤维形态学特征、纹理特征、强度特征)，并提供存储介质存储纤维化定量数据及相关信息，从而定量检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度，在术前或术中预判术后是否会出现吻合口漏、吻合口狭窄以及术后直肠功能，在术前或术中给外科医师决策(如是否需要行术中预防性回肠造口)提供帮助。
1.一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：由微型化激光器(1)、底座(2)、铰接式光路(3)、便携式成像扫描探头(4)、悬吊器(5)组成，
2.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述微型化激光器(1)具有两个输出端口，其中一个为环形掺铒光纤激光器的1560nm激光波长输出，通过双频产生后转换为780nm的100fs激光脉冲输出。
3.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述激光器控制器(6)通过usb端口与电脑主机(7)连接，激光器控制器(6)通过d-sub37线与微型化激光器(1)连接。
4.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述底座(2)底部连接有多个活动脚轮(8)和多个支撑调节块(9)。
5.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述铰接式光路(3)分为四段，包括一段25厘米的短臂(3.1)和两段50厘米的长臂(3.2)和一段连接便携式成像扫描探头(4)的管臂(3.3)，且各铰接臂之间共通过六个轴承连接；所述铰接式光路(3)内设有九面第一平面谐调镜和两对90度旋转棱镜，且激光通过九面第一平面谐调镜和两对90度旋转棱镜的折射送入便携式成像扫描探头(4)。
6.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述便携式成像扫描探头(4)的原理为：激光首先通过两个第二平面调谐镜(4.4)注入电流计(4.5)，进入电流计(4.5)后，激光通过管状透镜(4.6)聚焦，再通过扫描透镜(4.7)校准后进入物镜(4.1)后孔，最后激光通过物镜(4.1)聚焦于样品上，激发组织样本产生shg和tpef信号，产生的shg和tpef信号由同一物镜(4.1)和扫描透镜(4.7)采集，分光镜(4.8)将发射信号反射到光电倍增管(4.2)，在分光镜(4.8)和光电倍增管(4.2)之间插入滤波器(4.9)，将600-700nm范围内的光反射到传感器(4.3)上进行反射成像，在光电倍增管(4.2)进行信号选择前插入两个滤光片，shg为390/10bp，tpef为550/80bp，可分别收集到shg和tpef信号，便于分析。
7.根据权利要求1所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述支撑柱(5.1)与底座(2)固定连接，所述支撑柱(5.1)顶部通过调节机构(5.2)与力臂(5.3)转动连接且调节机构(5.2)与力臂(5.3)通过调节拉杆(5.5)相连接，两个所述吊钩机构(5.4)位于力臂(5.3)底部且与其滑动连接，所述支撑柱(5.1)通过支架(5.6)连接有显示屏(5.7)。
8.根据权利要求7所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述调节机构(5.2)包括与支撑柱(5.1)固定连接的支撑架(5.2.1)和支撑顶板(5.2.2)，所述支撑架(5.2.1)和支撑顶板(5.2.2)之间转动连接的旋转柱(5.2.3)且旋转柱(5.2.3)与力臂(5.3)固定连接，所述支撑架(5.2.1)一侧固定安装有第一驱动电机(5.2.4)，所述第一驱动电机(5.2.4)的输出端设有第一齿轮(5.2.5)，所述旋转柱(5.2.3)外侧固定套设有与第一齿轮(5.2.5)相啮合的第二齿轮(5.2.6)。
9.根据权利要求7所述的一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的装置，其特征在于：所述吊钩机构(5.4)包括与力臂(5.3)滑动连接的侧面架(5.4.1)，所述侧面架(5.4.1)一侧固定连接有第二驱动电机(5.4.2)和第三驱动电机(5.4.3)，所述侧面架(5.4.1)顶端转动连接有多个滚轮(5.4.4)且第二驱动电机(5.4.2)的输出轴与其中一个滚轮(5.4.4)相连接，所述侧面架(5.4.1)底端转动连接有转动辊且第三驱动电机(5.4.3)的输出轴与转动辊相连接，所述转动辊外侧缠绕有吊绳(5.4.5)，所述吊绳(5.4.5)底端设有用于连接铰接式光路(3)、便携式成像扫描探头(4)的吊钩(5.4.6)。
10.一种原位实时在体检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度的储存介质，其特征在于：包括固态硬盘和闪存卡中的一种，用于存储纤维化定量数据及相关信息，从而定量检测直肠癌新辅助放化疗后局部纤维化程度，在术前以及术中预判术后是否会出现吻合口漏、吻合口狭窄以及术后直肠功能，并在术前以及术中给外科医师决策提供帮助。
