一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法，利用两个独立的成像光路实现可见光和近红外荧光分开探测，没有了分光光路限制，可以根据需要选用更短焦距的镜头，实现更宽广的成像视场，同时结构更简单、紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法
本专利技术涉及一种荧光导航成像系统，尤其涉及的是一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法。
技术介绍
近红外荧光显影技术现今已被普遍用于手术中的目标部位显影和评估，如：淋巴系统、血液循环系统和相关组织等。适应该技术的成像系统一般仅提供单色荧光成像，无背景信息的显示，难以精准地确认荧光和实际组织的相应位置，准确引导术者定位目标部位。为了直观显示组织背景信息和相应荧光，现有的产品通过双相机分光成像的方法获取组织的白光图和荧光图，并在白光图像的基础上，标记上荧光信号，作为精准术中导航图像。双相机系统利用同一个镜头进行成像，通过分光器件实现白光和荧光分开感光，使用算法合成输出近红外荧光导航图像；但是，受限于成像分光光路，成像镜头的焦距不能过短，因此不能做到广视场角，当需要大视野时，需要较大的工作距离，使用不方便。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法，旨在解决现有的双相机荧光导航系统的视场角受限问题。本专利技术的技术方案如下：一种高精度近红外荧光导航成像系统，其中，包括短波通滤光片；第一透镜；可见光感光元件；长波通滤光片；第二透镜；近红外荧光感光元件；图像处理模块；显示器；所述可见光感光元件和近红外荧光感光元件分别与图像处理模块连接；外置光源发出的白光和激发光到达组织后，其中白光和部分激发光被组织反射，由于白光被反射后可能会带有颜色，对于被组织反射的白光，以下称为可见光；同时，一部分激发光被组织的荧光分子吸收，激发出近红外荧光；所述短波通滤光片反射近红外荧光和激发光，透过可见光；透过短波通滤光片的可见光由第一透镜聚焦，成像于可见光感光元件；所述长波通滤波片反射可见光和激发光，透过近红外荧光；透过长波通滤光片的近红外荧光由第二透镜聚焦，成像于近红外荧光感光元件；可见光感光元件的图像和近红外荧光感光元件的图像被传输到图像处理模块进行处理；图像处理模块从可见光图像和近红外荧光图像上裁剪出画面重合区域，并将近红外荧光感光元件的图像，通过算法融合到可见光图像上，形成带有荧光导航标记的可见光图像，并传输到显示器显示。所述的高精度近红外荧光导航成像系统，其中，优选地，所述第二透镜的焦距比第一透镜的焦距短。一种采用如上述任一项所述的高精度近红外荧光导航成像系统的方法，其中，具体包括以下步骤：步骤S1：外置光源发出的白光和激发光到达组织后，其中白光和部分激发光被组织反射形成激发光和可见光，部分激发光被组织的荧光分子吸收，激发出近红外荧光；步骤S2：激发光、可见光和近红外荧光经过短波通滤光片，短波通滤光片反射近红外荧光和激发光，透过可见光；激发光、可见光和近红外荧光经过长波通滤波片，长波通滤波片反射可见光和激发光，透过近红外荧光；步骤S3：透过短波通滤光片的可见光由第一透镜聚焦，成像于可见光感光元件，形成可见光图像；透过长波通滤光片的近红外荧光由第二透镜聚焦，成像于近红外荧光感光元件，形成近红外荧光图像；步骤S4：可见光感光元件的图像和近红外荧光感光元件的图像被传输到图像处理模块进行处理，形成带有荧光导航标记的可见光图像，并传输到显示器显示。所述的高精度近红外荧光导航成像系统的方法，其中，所述步骤S4中，可见光感光元件的图像和近红外荧光感光元件的图像被传输到图像处理模块进行处理，具体处理过程如下：图像处理模块从可见光图像和近红外荧光图像上裁剪出画面重合区域，并将近红外荧光感光元件的图像，通过算法融合到可见光图像上，形成带有荧光导航标记的可见光图像。所述的高精度近红外荧光导航成像系统的方法，其中，所述图像数理模块根据可见光感光元件的实际感光情况和实际要求的目标亮度，计算出曝光设置，同时对可见光感光元件和近红外荧光感光元件进行曝光控制。本专利技术的有益效果：本专利技术通过提供一种高精度近红外荧光导航成像系统及方法，利用两个独立的成像光路实现可见光和近红外荧光分开探测，没有了分光光路限制，可以根据需要选用更短焦距的镜头，实现更宽广的成像视场，同时结构更简单、紧凑。附图说明图1是本专利技术中高精度近红外荧光导航成像系统的结构示意图。图2是本专利技术中可见光图像和近红外荧光图像上裁剪出画面重合区域的示意图。图3a是本专利技术中可见光图像。图3b是本专利技术中进红外荧光图像。图3c是本专利技术中荧光导航图像。图4是本专利技术中高精度近红外荧光导航成像系统的方法的步骤流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。如图1所示，一种高精度近红外荧光导航成像系统，包括短波通滤光片1；第一透镜2；可见光感光元件3；长波通滤光片4；第二透镜5；近红外荧光感光元件6；图像处理模块7；显示器8；所述可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度近红外荧光导航成像系统，其特征在于，包括短波通滤光片；第一透镜；可见光感光元件；长波通滤光片；第二透镜；近红外荧光感光元件；图像处理模块；显示器；所述可见光感光元件和近红外荧光感光元件分别与图像处理模块连接；外置光源发出的白光和激发光到达组织后，其中白光和部分激发光被组织反射，由于白光被反射后可能会带有颜色，对于被组织反射的白光，以下称为可见光；同时，一部分激发光被组织的荧光分子吸收，激发出近红外荧光；所述短波通滤光片反射近红外荧光和激发光，透过可见光；透过短波通滤光片的可见光由第一透镜聚焦，成像于可见光感光元件；所述长波通滤波片反射可见光和激发光，透过近红外荧光；透过长波通滤光片的近红外荧光由第二透镜聚焦，成像于近红外荧光感光元件；可见光感光元件的图像和近红外荧光感光元件的图像被传输到图像处理模块进行处理；图像处理模块从可见光图像和近红外荧光图像上裁剪出画面重合区域，并将近红外荧光感光元件的图像，通过算法融合到可见光图像上，形成带有荧光导航标记的可见光图像，并传输到显示器显示。

【技术特征摘要】
1.一种高精度近红外荧光导航成像系统，其特征在于，包括短波通滤光片；第一透镜；可见光感光元件；长波通滤光片；第二透镜；近红外荧光感光元件；图像处理模块；显示器；所述可见光感光元件和近红外荧光感光元件分别与图像处理模块连接；外置光源发出的白光和激发光到达组织后，其中白光和部分激发光被组织反射，由于白光被反射后可能会带有颜色，对于被组织反射的白光，以下称为可见光；同时，一部分激发光被组织的荧光分子吸收，激发出近红外荧光；所述短波通滤光片反射近红外荧光和激发光，透过可见光；透过短波通滤光片的可见光由第一透镜聚焦，成像于可见光感光元件；所述长波通滤波片反射可见光和激发光，透过近红外荧光；透过长波通滤光片的近红外荧光由第二透镜聚焦，成像于近红外荧光感光元件；可见光感光元件的图像和近红外荧光感光元件的图像被传输到图像处理模块进行处理；图像处理模块从可见光图像和近红外荧光图像上裁剪出画面重合区域，并将近红外荧光感光元件的图像，通过算法融合到可见光图像上，形成带有荧光导航标记的可见光图像，并传输到显示器显示。2.根据权利要求1所述的高精度近红外荧光导航成像系统，其特征在于，所述第二透镜的焦距比第一透镜的焦距短。3.一种采用如权利要求1或2所述的高精度近红外荧光导航成像系统的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1：外置光源发出的白光和激发光到达组织后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾兆泰，李娜娜，王翰林，张浠，安昕，
申请(专利权)人：广东欧谱曼迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44