一种主动光激发手术导航系统和相机头,其中导航系统包括:第一光源和第二光源,其中所述第一光源提供可见光;所述第二光源提供近红外光,且所述第一光源提供的可见光与所述第二光源提供的近红外光中心重叠;图像采集单元,所述图像采集单元包括第一图像传感器和第二图像传感器;所述第一图像传感器基于所述第一光源提供的可见光成像;所述第二图像传感器基于所述第二光源提供的近红外光所激发的荧光成像;其中,第一图像传感器和第二图像传感器共享光路。本实施例提供的主动光激发手术导航系统和相机头体积小,精确度高,干扰小。能够提供肿瘤的精确位置。
Active light activated surgical navigation system and camera head
An active light-excited surgery navigation system and a camera head comprising a first light source and a second light source, wherein the first light source provides visible light, the second light source provides near-infrared light, and the visible light provided by the first light source overlaps the near-infrared light center provided by the second light source; and image acquisition. The image acquisition unit comprises a first image sensor and a second image sensor; the first image sensor imaging based on visible light provided by the first light source; the second image sensor imaging based on fluorescence excited by near-infrared light provided by the second light source; and the first image sensor The optical path is shared with the second image sensor. The active light excitation surgery navigation system and the camera head provided by the embodiment have the advantages of small volume, high accuracy and small interference. It can provide accurate location of tumor.
【技术实现步骤摘要】
主动光激发手术导航系统和相机头
本技术涉及分子成像
,特别涉及一种主动光激发手术导航系统和相机头。
技术介绍
癌症治疗最有疗效的方法是手术切除和化疗。而手术切除后遗留的癌症细胞的数量是衡量手术切除成功与否的一个指标:遗留的癌症细胞的多少和彻底清除的程度极大的影响了病情后期的发展,手术后如果有过多的癌症细胞遗留在器官上,则可能直接降低了随后的化疗效果和病人的存活几率。对于尺寸较小的癌症组织或肿瘤边界,医生很难从肉眼和触摸的经验上给予准确判断。并且在病人的病灶区,癌症组织和血管、神经等正常组织交错,肉眼无法分辨,在手术时,医生如果在切除癌症细胞的同时,过多的切除血管和神经等正常组织,会对病人的健康和功能造成巨大伤害。因此,能为医生提供病灶区实时影像且能够精确分辨癌症组织和正常组织的设备,成为现在研究的热点。
技术实现思路
本技术解决的问题是体积小、精确度高且能够对可见光波段的荧光的靶向药物摄影合成的主动光激发手术导航系统和相机头。为解决上述问题,本技术提供一种主动光激发手术导航系统,包括:第一光源和第二光源,其中所述第一光源提供可见光;所述第二光源提供近红外光,且所述第一光源提供的可见光与所述第二光源提供的近红外光中心重叠;图像采集单元,所述图像采集单元包括第一图像传感器和第二图像传感器;所述第一图像传感器基于所述第一光源提供的可见光成像;所述第二图像传感器基于所述第二光源提供的近红外光所激发的荧光成像;其中,第一图像传感器和第二图像传感器共享光路。可选的,还包括二向色镜,所述二向色镜适于透射所述可见光和反射所述荧光,或所述二向色镜适于透射所述荧光和反射所述可见光。可选的,还包括,壳体,所述壳体用于容纳第一光源、第二光源和图形采集单元。可选的,还包括,依次设置于第一光源前的非球面镜和第一滤光片。可选的,还包括,依次设置于第二光源前的工程漫射体和第二滤光片。可选的,还包括,设置于图像采集单元前的第三滤光片。可选的,所述第一图像传感器为彩色电荷耦合元件或彩色CMOS图像传感器。可选的,所述第二图像传感器为近红外电荷耦合元件或近红外CMOS图像传感器。可选的,所述第一图像传感器和第二图像传感器集成于图像采集单元内。本技术还提供一种相机头,包括如上述任一实施例的主动光激发手术导航系统。本实施例提供的主动光激发手术导航系统和相机头体积小,精确度高,干扰小。能够提供肿瘤的精确位置。附图说明图1-3为本申请一实施例的主动光激发手术导航系统示意图;图4为一实施例的图像采集单元示意图;图5为采用第二图像传感器采集成像的第一图片,和将获取的第一图片中的肿瘤的数据信息,与采用第一图像传感器采集成像的照片叠加的照片;图6示出采用本申请实施例的主动光激发手术导航系统的合成图像灵敏度曲线示意图。具体实施方式目前的大多数荧光影像系统为了能够实现同时采集病灶区的荧光标记图像的能力,往往都设计成由两台或三台摄像机同时工作,分工完成实时采集不同光谱影像的任务,然后将不同光谱影像合成药物靶向的手术图像。现有两台或三台摄像机的荧光影像系统体积较大,无法小型化,可移动性差;而且两台或三台摄像机同时工作,位置无法精确重叠,影像合成难度高且有误差。更需要指出的是,两台或三台摄像机同时工作的荧光影像系统,由于必须对整体的病灶区采用可见照明光摄影,如果对病灶区的部分组织(例如癌症细胞)采用可见光波段的荧光的靶向药物,在合成摄影时,整体的病灶区影像和可见波段的荧光影像互相干扰,合成的图像不能为医生提供导引。为此,本申请的专利技术人提供主动光激发手术导航系统,包括:第一光源和第二光源,其中所述第一光源提供可见光;所述第二光源提供近红外光,且所述第一光源提供的可见光与所述第二光源提供的红外光中心重叠;图像采集单元,所述图像采集单元包括第一图像传感器和第二图像传感器;所述第一图像传感器基于所述第一光源提供的可见光成像;所述第二图像传感器基于所述第二光源提供的红外光所激发的荧光成像;其中,第一图像传感器和第二图像传感器共享光路;图像合成器,将第一图像传感器和第二图像传感器成像的图像合成。本申请的实施例将第一光源、第二光源和图像采集单元集成为一体,且所述图像采集单元的第一图像传感器和第二图像传感器能够共享光路的分别对可见光和激发荧光成像,不但减小的设备的体积,并且采集的影像互不干扰,合成的影像精确度高,能够为医生提供病人癌症细胞与其他正常组织的精确分辨的实时影像,为医生切除荧光标记的癌症肿瘤和靶向的其他病灶提供精确引导,减少癌症细胞认定过程中的不确定性和误判,提高医生手术的成功率。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。请参考图1-图3,其中,图1-3为本申请一实施例的主动光激发手术导航系统示意图。其中,该主动光激发手术导航系统包括:壳体100,所述壳体100可以为塑料、金属、玻璃、合金或高分子材料。所述壳体100具有空腔,用以容纳主动光激发手术导航系统的其他部件,例如第一光源、第二光源和图像采集单元等等。在一些实施例中,所述壳体100为长方体、正方体、圆柱体、类长方体、类正方体、类圆柱体等形状。本领域的技术人员可以根据实际需要,选择合适的形状。在一些实施例中,所述壳体100具有近端101和远端102,其中,所述近端101为靠近病灶区的一端,所述远端102为远离病灶区的一端。所述近端101的表面具有若干开口,所述开口用于为第一光源、第二光源和图像采集单元提供光路进出口。作为一些实施例,所述开口的数量可以为三个。在其他实施例中,所述开口也可以为2个、4个或者其他数量。所述主动光激发手术导航系统还包括:第一光源110、第二光源120和图像采集单元130。在一些实施例中,所述第一光源110、第二光源120和图像采集单元130设置在所述壳体100内,所述壳体内部具有卡嵌或者挂扣结构,用于固定所述第一光源110、第二光源120和图像采集单元130。在一些实施例中,所述壳体的远端102或侧壁具有若干线路开口,用于容纳为所述第一光源110、第二光源120和图像采集单元130提供能量和数据的线路。在一些实施例中,所述第一光源110为白光光源,例如,所述第一光源110为白光LED,所述白光LED的波长范围为380-760nm。在一些实施例中,为了使得所述第一光源110的光能够较佳地通过所述壳体100的开口,较佳的照射在病灶区,所述第一光源110的前面设置有非球面镜111。所述非球面镜111用于将LED发散发射的光进行收束,使得LED发射的可见光发散角减小,可以顺利通过传输的通道。在一些实施例中,在非球面镜111的前面设置有第一滤光片112,所述第一滤光片为低通滤光片,其只允许通过665nm以下的可见光。以防止图像采集单元130采集的彩色图像失真。所述低通滤光片能够防止多余的光经过组织反射后进入到图像采集单元130可见光图像传感器,又不影响图像采集单元130的近红外图像传感器,为此,需要通过尽可能多的红色波段。在一些实施例中,考虑到近红外图像传感器开始的感光为700nm,800nm左右达到峰值,为此,允许通过665nm以下的可见光的低通滤光片为较佳选择。在一些实施例中,所述第二光源120可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种主动光激发手术导航系统,其特征在于,包括:第一光源和第二光源,其中所述第一光源提供可见光;所述第二光源提供近红外光,且所述第一光源提供的可见光与所述第二光源提供的近红外光中心重叠;图像采集单元,所述图像采集单元包括第一图像传感器和第二图像传感器;所述第一图像传感器基于所述第一光源提供的可见光成像;所述第二图像传感器基于所述第二光源提供的近红外光所激发的荧光成像;其中,第一图像传感器和第二图像传感器共享光路。
【技术特征摘要】
1.一种主动光激发手术导航系统,其特征在于,包括:第一光源和第二光源,其中所述第一光源提供可见光;所述第二光源提供近红外光,且所述第一光源提供的可见光与所述第二光源提供的近红外光中心重叠;图像采集单元,所述图像采集单元包括第一图像传感器和第二图像传感器;所述第一图像传感器基于所述第一光源提供的可见光成像;所述第二图像传感器基于所述第二光源提供的近红外光所激发的荧光成像;其中,第一图像传感器和第二图像传感器共享光路。2.如权利要求1所述的主动光激发手术导航系统,其特征在于,还包括二向色镜,所述二向色镜适于透射所述可见光和反射所述荧光,或所述二向色镜适于透射所述荧光和反射所述可见光。3.如权利要求1所述的主动光激发手术导航系统,其特征在于,还包括,壳体,所述壳体用于容纳第一光源、第二光源和图形采集单元。4.如权利要求1所述的主动...
【专利技术属性】
技术研发人员:王平,杨光,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:新型
国别省市:湖北,42
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