光学分子影像导航系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种光学分子影像导航系统，该系统包括：可见光光源为采集背景图像提供可见光；近红外光光源提供近红外光，近红外光为产生荧光的激发光；内窥镜装置，包括：物镜汇聚和接收可见光与近红外光的混合光束，混合光束是所述可见光与近红外光对待成像物体照射后的混合反射光；转像结构将物镜接收到的倒像的混合光束转换为正像的混合光束，并将正像的混合光束传递给分光装置；分光装置，对正像的混合光束进行分光，分光后的可见光是背景环境的背景图像的光束，分光后的近红外光是待成像物体的物体荧光图像的光束；相机装置从分光装置接收背景图像和物体荧光图像；图像处理装置对背景图像和物体荧光图像进行融合处理，输出融合图像。

Optical molecular imaging navigation system

The embodiment of the invention provides an optical molecular imaging navigation system, the system includes: the visible light source provides visible light for the collection of background image; near infrared light source provides near infrared, near infrared light into the fluorescence excitation light; endoscope device, including: mixing light gathering lens and receiving visible light and near infrared the mixed beam is the visible light and near infrared light to imaging objects after irradiation of mixed reflection light; turn like structure will receive a lens like hybrid beam into a mixed beam as the beam, and the mixed positive transfer to the light dividing device; optical splitter, beam of as were mixed light, light after the visible light beam is the background image background, near infrared light is the object to be imaged object fluorescence images from the camera device beam; The light receiving device receives background and object fluorescent images, and the image processing device processes the background and object fluorescent images, and outputs the fused images.

【技术实现步骤摘要】
光学分子影像导航系统
本专利技术涉及分子成像
，特别涉及一种光学分子影像导航系统。
技术介绍
近年来，医学影像技术蓬勃发展，在成像方法上已由过去的结构性、功能性成像向细胞分子水平的分子成像方法方面突破。医学诊断方法也从传统医生经验方法向着精准医学的目标而迈进。分子影像的方法可以帮助医生客观精确的从细胞分子水平判断病症的精准位置，而光学分子影像的方法由于其高分辨率、高特异性等优点受到国际上的广泛关注，而其中近红外激发荧光分子影像技术由于生物组织的吸收和散射效应最小，信背比较高等优点，已经成为研究的热点。目前，国内外已有关于单台相机实现近红外成像的方法，然而这种方法仅提供荧光图像，对可见光探测的效果较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种光学分子影像导航系统，以解决现有技术中光学分子影像导航系统由于仅提供荧光图像导致对可见光探测的效果较差的技术问题。该系统包括：可见光光源、近红外光光源、内窥镜装置、分光装置、相机装置以及图像处理装置，其中，所述可见光光源，用于为采集背景图像提供可见光；所述近红外光光源，用于提供近红外光，所述近红外光为产生荧光的激发光；所述内窥镜装置，包括：物镜，用于汇聚和接收可见光与近红外光的混合光束，所述混合光束是所述可见光与所述近红外光对待成像物体照射后的混合反射光，所述可见光的反射光是背景环境的倒像的光束，所述近红外光的反射光是所述待成像物体的倒像的光束；转像结构，用于将所述物镜接收到的倒像的混合光束转换为正像的混合光束，并将正像的混合光束传递给分光装置；所述分光装置，用于对正像的混合光束进行分光，可见光与荧光分别代表了目标背景信息和目标信息，分光后的可见光是背景环境的背景图像的光束，分光后的近红外光是所述待成像物体的物体荧光图像的光束；所述相机装置，用于从所述分光装置接收所述背景图像和所述物体荧光图像；所述图像处理装置，用于对所述背景图像和所述物体荧光图像进行融合处理，输出融合图像。在本专利技术实施例中，通过设置可见光光源和近红外光光源，分别提供了可见光和近红外光，进而通过分光装置进行分光分别得到可见光的光路和红外光的光路，对分光后的可见光生成背景图像，对分光后的近红外光生成待成像物体的物体荧光图像，使得同时采集到了背景图像和物体荧光图像，在实际操作中不仅可以看到较强的物体荧光图像信息，同时可见光的照射也可以使得观测人员看到可见的背景信息，同时两个光谱的光线并不会相互影响，可以有效的解决现有技术中光学分子影像导航系统由于仅提供荧光图像导致对可见光探测的效果较差的技术问题。背景图像和物体荧光图像通过融合处理输出的融合图像，有利于实现医学图像导航精确定位病症区域的目的。此外，上述内窥镜装置与现有的内窥镜装置相比，取消了原有的目镜系统，只包括物镜和转像系统，简化了光学分子影像导航系统的整体光路，也减轻了光学分子影像导航系统的整体重量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的一种光学分子影像导航系统的结构框图；图2是本专利技术实施例提供的一种内窥镜装置内物镜的结构及光路的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种内窥镜装置内窥镜装置内转像结构及光路的示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种分光装置的结构及光路的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。在本专利技术实施例中，提供了一种光学分子影像导航系统，如图1所示，该系统包括：可见光光源111、近红外光光源112、内窥镜装置120、分光装置130、相机装置140以及图像处理装置150，其中，所述可见光光源111，用于为采集背景图像提供可见光；所述近红外光光源112，用于提供近红外光，所述近红外光为产生荧光的激发光；所述内窥镜装置120，包括：物镜121，用于汇聚和接收可见光与近红外光的混合光束，所述混合光束来自于可见光与近红外光对待成像物体照射后的混合反射光，可见光的反射光是背景环境的倒像的光束，近红外光的反射光是所述待成像物体的倒像的光束，例如，待成像物体可以为肿瘤、血管等；转像结构122，用于将所述物镜121接收到的倒像的混合光束转换为正像的混合光束，并在经过其内部的多个像转换阵列后将正像的混合光束传至分光装置；所述分光装置130，用于对正像的混合光束进行分光，反光后的可见光与荧光分别代表了背景信息和待成像物体的信息，分光后的可见光是背景环境的背景图像的光束，分光后的近红外光是所述待成像物体的物体荧光图像的光束；具体的，近红外光主要激发照射的待成像物体为肿瘤、血管或病变组织等关键目标位置，这些关键物体反射特异性近红外光束形成荧光图像；所述相机装置140，用于从所述分光装置接收所述背景图像和所述物体荧光图像；所述图像处理装置150，用于对所述背景图像和所述物体荧光图像进行融合处理，输出融合图像。由图1所示可知，在本专利技术实施例中，通过设置可见光光源和近红外光光源，分别提供了可见光和近红外光，进而通过分光装置进行分光分别得到可见光的光路和红外光的光路，对分光后的可见光生成背景图像，对分光后的近红外光生成待成像物体的物体荧光图像，使得同时采集到了背景图像和物体荧光图像，在实际操作中不仅可以看到较强的物体荧光图像信息，同时可见光的照射也可以使得观测人员看到可见的背景信息，同时两个光谱的光线并不会相互影响，可以有效的解决现有技术中光学分子影像导航系统由于仅提供荧光图像导致对可见光探测的效果较差的技术问题。背景图像和物体荧光图像通过融合处理输出的融合图像，有利于实现医学图像导航精确定位病症区域的目的。此外，上述内窥镜装置与现有的内窥镜装置相比，取消了原有的目镜系统，只包括物镜和转像系统，简化了光学分子影像导航系统的整体光路，也减轻了光学分子影像导航系统的整体重量。具体实施时，如图1所示，可见光光源111和近红外光光源112组成多光谱光源110。具体的，近红外光光源112提供近红外光的普段范围可以为400纳米至650纳米，波长可以为785纳米。具体实施时，上述内窥镜装置120只包括物镜121和转像结构122，与现有的内窥镜装置相比，上述内窥镜装置120去掉了原有的目镜。具体的，待成像物体直接通过物镜121和转像结构122配合分光装置130在探测器上成像。具体的，如图2所示，可见光与近红外光照射待成像物体并通过物镜121后，在物镜121后方成汇聚倒立的像的混合光束，之后混合光束进入转像结构122，实现倒像的混合光束到正像的混合光束的转换和长距离传输，而后与分光系统130相衔接。具体的，如图3所示，转像结构122对物镜121之后形成的汇聚倒立像的混合光束进行发散传递，各光束分别在自己的路线上进行传递，再经过其内部的透镜组后进行汇聚和转像，这样即实现了倒立像的混合光束向正立像的混合光束的转换。图2、3所示的光束10、20、20、40经过物镜121后汇聚并成倒立像的光束11、21、31、41，再经由转像结构122内部的多个透镜组进行传递，并最后输出如图3所示的10、20、30、40的正立像的光束。具体实施时，为了实现对可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学分子影像导航系统，其特征在于，包括：可见光光源、近红外光光源、内窥镜装置、分光装置、相机装置以及图像处理装置，其中，所述可见光光源，用于为采集背景图像提供可见光；所述近红外光光源，用于提供近红外光，所述近红外光为产生荧光的激发光；所述内窥镜装置，包括：物镜，用于汇聚和接收可见光与近红外光的混合光束，所述混合光束是所述可见光与所述近红外光对待成像物体照射后的混合反射光，所述可见光的反射光是背景环境的倒像的光束，所述近红外光的反射光是所述待成像物体的倒像的光束；转像结构，用于将所述物镜接收到的倒像的混合光束转换为正像的混合光束，并将正像的混合光束传递给分光装置；所述分光装置，用于对正像的混合光束进行分光，分光后的可见光是背景环境的背景图像的光束，分光后的近红外光是所述待成像物体的物体荧光图像的光束；所述相机装置，用于从所述分光装置接收所述背景图像和所述物体荧光图像；所述图像处理装置，用于对所述背景图像和所述物体荧光图像进行融合处理，输出融合图像。

【技术特征摘要】
1.一种光学分子影像导航系统，其特征在于，包括：可见光光源、近红外光光源、内窥镜装置、分光装置、相机装置以及图像处理装置，其中，所述可见光光源，用于为采集背景图像提供可见光；所述近红外光光源，用于提供近红外光，所述近红外光为产生荧光的激发光；所述内窥镜装置，包括：物镜，用于汇聚和接收可见光与近红外光的混合光束，所述混合光束是所述可见光与所述近红外光对待成像物体照射后的混合反射光，所述可见光的反射光是背景环境的倒像的光束，所述近红外光的反射光是所述待成像物体的倒像的光束；转像结构，用于将所述物镜接收到的倒像的混合光束转换为正像的混合光束，并将正像的混合光束传递给分光装置；所述分光装置，用于对正像的混合光束进行分光，分光后的可见光是背景环境的背景图像的光束，分光后的近红外光是所述待成像物体的物体荧光图像的光束；所述相机装置，用于从所述分光装置接收所述背景图像和所述物体荧光图像；所述图像处理装置，用于对所述背景图像和所述物体荧光图像进行融合处理，输出融合图像。2.如权利要求1所述的光学分子影像导航系统，其特征在于，所述分光装置，包括：二向色片，用于对正像的混合光束进行分光，得到分光后的可见光和分光后的近红外光；可见光成像结构，用于对分光后的可见光生成背景环境的背景图像；近红外光成像结构，用于对分光后的近红外光生成所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟崇巍，王丽，
申请(专利权)人：北京数字精准医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11