视野可切换的双光路分子影像导航系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种视野可切换的双光路分子影像导航系统，其中包括：相机模块，进行彩色成像及荧光成像；成像系统转换模块，根据成像需求来转换开放式成像方式或者内窥式成像方式；开放式成像模块，进行大视野观测成像；内窥式成像模块，进行深视野探测成像；数据处理模块，提供相机控制软件及图像采集、处理、显示方法；系统支撑模块，为导航设备提供支撑和连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学分子影像
，涉及的内容包括激发荧光成像方法，图像处理方法，内窥式光学分子影像导航方法，开放式光学分子影像导航方法。
技术介绍
分子影像是指在细胞和分子水平上对生物体进行无损的探测并进行成像，如核磁共振、PET、超声以及光学分子成像。作为其中重要的一种成像模态，光学分子影像凭借低成本、高通量、非侵入、非接触、非电离辐射、高灵敏度、高特异性等优势已经成为了研宄热点。激发荧光分子成像技术是光学分子影像的一个重要的分支，它使用外部光源激发生物体内的荧光标记物，得到激发后的荧光标记物发射出近红外波段的荧光，使用高灵敏度的探测器接受荧光信息并形成荧光图像。但是近红外波段的光人肉眼是不可见的，需要借助一定的设备来观测，光学分子影像导航设备就是用来辅助我们获知荧光信息。传统与光学分子影像技术相结合的导航设备受到成像深度的限制，而内窥式光学分子影像导航系统可以深入成像区域内部，解决了成像深度的问题。但是内窥式光学分子影像导航系统成像视野小，适用范围有限。
技术实现思路
为了解决现有光学分子影像导航系统中成像深度与成像广度的问题，本技术提供了一种视野可切换的双光路分子影像导航系统，既可以探测较深的成像区域，也可观测大视野的成像区域。本技术提出的一种视野可切换的双光路分子影像导航系统，包括相机模块10、成像系统转换模块20、开放式成像模块30、内窥式成像模块40、数据处理模块50、系统支撑模块60 ；相机模块10，用于对送入成像系统转换模块20的光信号同时进行彩色成像及荧光成像，并向数据处理模块50输入相应的彩色图像和荧光图像；成像系统转换模块20，用于对开放式成像模块30和内窥式成像模块40进行选择性切换，并与选择到的模块建立光信号的连接；开放式成像模块30，用于大视野观测成像；内窥式成像模块40，用于深视野探测成像；数据处理模块50，用于控制相机模块10，并对控制相机模块10采集的图像进行处理、存储并显示；系统支撑模块60，用于支撑和连接各部件。优选的，所述的相机模块10包括用于彩色成像的彩色CXD相机11和用于荧光成像的荧光CXD相机12。优选的，所述的成像系统转换模块20包括分光棱镜21、滤光片一 22、滤光片二 23、相机接口一 24、相机接口二 25、镜头转换器26 ；分光棱镜21，用于将由镜头转换器26传输过来的光线一分为二，分别送入彩色CXD相机11和荧光CXD相机12中；滤光片一 22，用于过滤分光棱镜21传输来的光线，将波长在400nm?650nm之间的光线通过相机接口一 24送入彩色CXD相机11中；滤光片二 23，用于过滤分光棱镜21传输来的光线，将波长在810nm?870nm之间的光线通过相机接口二 25送入荧光CXD相机12中；镜头转换器26，用于选择性连接开放式成像模块30和内窥式成像模块40。优选的，所述的开放式成像模块30包括广角镜头31、白光光源一 32、近红外光源一 33、光纤34、成像区域35 ；在使用过程中，白光光源一 32、近红外光源一 33通过光纤34对成像区域35进行照射，广角镜头31采集成像区域35的光信号并送入成像系统转换模块20中。优选的，所述的内窥式成像模块40包括内窥镜镜头41、白光光源二 42、近红外光源二 43、内窥镜光纤44、探测区域45 ；白光光源二 42、近红外光源二 43直接耦合进内窥镜光纤44中，在使用过程中，将内窥镜光纤44送入到探测区域45，将采集到的光信号通过内窥镜光纤44送入到内窥镜镜头41中，并进一步送入成像系统转换模块20中。优选的，所述的成像系统转换模块20还包括转轴71，将成像系统转换模块20分为固定部分和转动部分，固定部分由分光棱镜21、滤光片一 22、滤光片二 23、相机接口一 24、相机接口二 25、转轴71构成，转动部分由镜头转换器26构成，转动部分通过转轴71与固定部分转动连接，镜头转换器26上开设有两个通孔，分别用于装设开放式成像模块30和内窥式成像模块40，在使用过程中旋转镜头转换器26使广角镜头31或内窥镜镜头41的光轴与成像系统转换模块20的固定部分的光轴成一条直线。优选的，所述的数据处理模块50包括相机控制模块51、图像处理模块52、图像存储模块53、图像显示模块54;相机控制模块51，用于调节彩色CXD相机11和荧光CXD相机12的参数；图像处理模块52，用于将彩色CXD相机11和荧光CXD相机12采集到的荧光图像进行去噪、加伪彩处理，并利用图像融合算法将彩色图像和荧光图像融合；图像存储模块53，用于存储彩色CXD相机11和荧光CXD相机12采集到的彩色图像、荧光图像以及图像处理模块52融合的图像；图像显示模块54，用于将彩色图像、荧光图像及融合图像实时的显示在屏幕中。优选的，所述的系统支撑模块60包括相机支架61、光源支架62、成像系统转换模块支架63、计算机支架64、显示器支架65、系统支架66 ；相机支架61，用于支撑彩色CXD相机11和荧光CXD相机12 ；光源支架62，用于支撑光源；成像系统转换模块支架63，用于支撑成像系统转换模块20 ；计算机支架64，用于支撑计算机；显示器支架65，用于支撑显示器；系统支架66，用于连接和支撑系统支撑模块60中各支架。本技术通过镜头转换器实现开放式成像模块或内窥式成像模块的选择，并通过成像系统转换模块中的分光器实现荧光图像和彩色图像的同时采集，采用一台设备既可有效的根据观测区域选择合适的观测模式，实现了成像深度与广度的有效兼容，拓宽了了分子影像导航系统的有效工作范围，具有广泛的应用场景。【附图说明】图1是依照本技术实施的视野可切换的双光路分子影像导航系统的架构图；图2是依照本技术实施的视野可切换的双光路分子影像导航系统的开放式成像模块示意图；图3是依照本技术实施的视野可切换的双光路分子影像导航系统的内窥式成像模块示意图；图4是依照本技术实施的基于分光棱镜的光学分子影像导航系统的成像系统转换示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例子进一步说明。根据图1所示，视野可切换的双光路分子影像导航系统包括:相机模块10、成像系统转换模块20、开放式成像模块30、内窥式成像模块40、数据处理模块50、系统支撑模块60 ο其中相机模块10，包括用于彩色成像的彩色CXD相机11和用于荧光成像的荧光CCD相机12，用于对送入成像系统转换模块20的光信号同时进行彩色成像及荧光成像，并向数据处理模块50输入相应的彩色图像和荧光图像。成像系统转换模块20包括分光棱镜21、滤光片一 22、滤光片二 23、相机接口一24、相机接口二 25、镜头转换器26，用于对开放式成像模块30和内窥式成像模块40进行选择性切换，并与选择到的模块建立光信号的连接。分光棱镜21，用于将由镜头转换器26传输过来的光线一分为二，分别送入彩色(XD相机11和焚光(XD相机12中；滤光片一 22，用于过滤分光棱镜21传输来的光线，将波长在400nm?650nm之间的光线通过相机接口一24送入彩色(XD相机11中；滤光片二 23，用于过滤分光棱镜21传输来的光线，将波长在810nm?870nm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视野可切换的双光路分子影像导航系统，其特征在于，该系统包括相机模块(10)、成像系统转换模块(20)、开放式成像模块(30)、内窥式成像模块(40)、数据处理模块(50)、系统支撑模块(60)；相机模块(10)，用于对送入成像系统转换模块(20)的光信号同时进行彩色成像及荧光成像，并向数据处理模块(50)输入相应的彩色图像和荧光图像；成像系统转换模块(20)，用于对开放式成像模块(30)和内窥式成像模块(40)进行选择性切换，并与选择到的模块建立光信号的连接；开放式成像模块(30)，用于大视野观测成像；内窥式成像模块(40)，用于深视野探测成像；数据处理模块(50)，用于控制相机模块(10)，并对控制相机模块(10)采集的图像进行处理、存储并显示；系统支撑模块(60)，用于支撑和连接各部件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田捷，毛亚敏，迟崇巍，杨鑫，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11