外置式双光源阴道镜成像系统技术方案

本实用新型专利技术揭示了一种外置式双光源阴道镜成像系统，包括成像系统和光源系统，所述成像系统包括用于获取图像的外置式的阴道镜镜体和用于分光的图像采集单元；所述光源系统包括近红外光源和LED白光光源，其发出的光束经过整形后该光束中心均与所述阴道镜镜体的成像中心重合，使得所述阴道镜镜体同时获取可见光图像、近红外荧光图像，及融合图像。本实用新型专利技术的有益效果主要体现在：放大倍率高、分辨率高，实现了对宫颈、阴道组织的可见光‑近红外荧光双模式成像，可初步标记、识别各阶段病变组织；整形后的光束可以同时显示高分辨率的近红外荧光图像和白光图像，实现实时视频输出；采用外置式结构，便于操作、使用卫生，便于实际应用。

External double light source colposcope imaging system

【技术实现步骤摘要】
外置式双光源阴道镜成像系统
本专利技术涉及医用成像
，具体地涉及一种外置式阴道镜成像系统。
技术介绍
宫颈癌是常见的妇科生殖道恶性肿瘤之一。在女性恶性肿瘤中，其发病率居第二位。在世界范围内，每年大约有50万新发病例，其中80％的病例发生于发展中国家。宫颈组织位于人体较深处，需要专用的成像设备观察。阴道镜是一种观察宫颈的装置，是诊断宫颈癌不可或缺的仪器。现有的阴道镜有内置式和外置式两种，内置式阴道镜，如专利201710348007.6揭示的“一种多成像模式的内置式阴道镜”，其具有存在消毒不便、病患不适等问题，虽然该专利中的技术可以实现多种成像模式，但是其采用的分时点亮的照明方式，使获得的可见光图像和荧光图像有一定的时间差，不能产生多光源融合图像。外置式阴道镜具有工作距离长、放大倍率高、图像分辨率高、操作方便、便于消毒的优点。但现有的外置式阴道镜如奥林巴斯VIZ-YD、莱斯康3ML等仅有白光或绿光观察功能，对宫颈病变的初步诊断停留在主观目视观察上，初步诊断结果极大地依赖于医生的临床经验，缺少直观的诊断指标。近年来，近红外荧光成像技术被广泛地应用于病变组织识别、手术导引、血管造影等临床医疗领域。吲哚菁绿是一种对人体安全的近红外荧光造影剂，在宫颈涂抹吲哚菁绿溶液后，由于病变组织的高通透性和滞留效应(EPR效应)，吲哚菁绿会在病变组织中富集。这种现象为识别早期病变组织提供了可能。近红外荧光穿透深度较深，并且因为生物组织在近红外波段几乎没有自发荧光，成像目标会更加突出。结合阴道镜，对宫颈进行高分辨率的近红外荧光成像，可有效识别早期病灶。现有的外置式阴道镜，如中国专利申请号201620528626.4的专利技术专利“一种激光诱导荧光光谱阴道镜”使用不同波段的激光逐点扫描诱导荧光，这种成像方法速度较慢，装置较为复杂；中国专利申请号201510979397.8的专利技术专利“一种多模式电子阴道镜系统”不具备近荧光成像功能。另外，中国专利申请号201611058128.9、201510008183.6、201210196099.8、201810376241.4、201510008184.0揭示的技术方案虽可以对生物组织进行可见光和近红外荧光成像，但不适用于观察宫颈组织。因为宫颈组织在人体内部深处，病变组织一般都很小，需要特定的强光源照明，并要求成像镜组有放大功能，上述的技术方案均不存在。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种外置式双光源阴道镜成像系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：外置式双光源阴道镜成像系统，包括成像系统、光源系统及数据处理系统，所述成像系统包括用于获取图像的外置式阴道镜镜体和图像采集单元；所述图像采集单元连接有可将可见光彩色图像和近红外荧光图像合成可见光-荧光融合图像的所述数据处理系统；所述光源系统包括近红外光源和LED白光光源，所述近红外光源和所述LED白光光源的光路上分别设有近红外光透镜组和可见光透镜组，所述近红外光源和所述LED白光光源发出的光束通过各自透镜组整形后其中心均与所述阴道镜镜体的成像中心重合，使得所述阴道镜镜体同时获取可见光图像和近红外荧光图像。优选的，所述阴道镜镜体的镜头前侧固设有第一滤光器，所述第一滤光器为陷波滤光器；所述阴道镜镜体和所述图像采集单元之间设置有耦合透镜组，所述耦合透镜组为消色差透镜组，其表面镀可见光-近红外增透膜。优选的，所述图像采集单元、所述阴道镜镜体和耦合透镜组共用成像光路。优选的，所述图像采集单元包括分光器、彩色图像传感器和近红外图像传感器，所述分光器设置于所述彩色图像传感器和近红外图像传感器的前侧，所述分光器将接收的光线分开成可见光和近红外荧光并分别被所述彩色图像传感器和近红外图像传感器接收。优选的，所述近红外光源和所述LED白光光源固设于所述阴道镜镜体的上方，并与所述阴道镜镜体之间呈夹角设置，使得所述近红外光源和所述LED白光光源发出的光束的中心相重合。优选的，所述可见光透镜组沿所述LED白光光源的发射光路依次设置有第一透镜、第二透镜和第二滤光器，以使可见光光束在工作面上产生的可见光光斑恰好覆盖成像视场，所述第二滤光器为低通滤光器。优选的，所述近红外光透镜组沿所述近红外光源的发射光路依次设置有第三透镜和第四透镜，所述第三透镜的焦距为25.4mm，所述第四透镜的焦距为50mm，所述第三透镜与第四透镜的间距为76mm，所述第三透镜的后焦面处设置有用于滤除杂光的光阑，所述第三透镜与光阑之间间距25.4mm，所述光阑开口直径为6mm，以使近红外光光束在工作面上产生的近红外光光斑覆盖成像视场。优选的，所述近红外光源连接有驱动电路，用以调节近红外光源的输出功率。优选的，所述阴道镜镜体的底部固设有支架。本专利技术揭示的外置式双光源阴道镜成像系统，包括成像系统、光源系统及数据处理系统，所述成像系统包括用于获取图像的外置式阴道镜镜体和图像采集单元；所述光源系统包括近红外光源和LED白光光源，所述近红外光源和所述LED白光光源的光路上分别设有近红外光透镜组和可见光透镜组，所述近红外光源和所述LED白光光源发出的光束通过各自透镜组整形后其中心均与所述阴道镜镜体的成像中心重合，使得所述阴道镜镜体同时获取可见光图像和近红外荧光图像；所述图像采集单元包括分光器、彩色图像传感器和近红外图像传感器，所述分光器将接收的光线分开成可见光和近红外荧光并分别被所述彩色图像传感器和近红外图像传感器接收；所述图像采集单元连接有所述数据处理系统，所述数据处理系统包括用于显示所述彩色图像传感器接收的可见光所形成的彩色图像的第一显示单元、用于显示所述近红外图像传感器接收的近红外荧光所形成的近红外荧光图像的第二显示单元、用于将可见光彩色图像和近红外荧光图像合成可见光-荧光融合图像的图像合成器、以及用于显示所述可见光-荧光融合图像的第三显示单元。本专利技术的有益效果主要体现在：1、可同时获取可见光图像和近红外荧光图像，并且放大倍率高、分辨率高，使得医务人员可以借助近红外荧光成像技术来更好的观察到病变组织，使得治疗更精准简便；2、共用的成像光路使得消除了获取图像之间存在的时间差，可以得到可见光-近红外荧光融合图像，方便医生判断，病变区域会被荧光显示出来，把荧光图像再融合到可见光图像上，判断会更加直观；3、外置式的阴道镜镜体设置，相比内置式的阴道镜更加安全卫生，也最大程度地降低了患者不适，更适用于实际使用；4、分光器使得可见光图像和近红外荧光图像同时生成，成像速度快，提高了工作效率；5、相比于其他用于生物组织的成像系统，本专利技术与外置式阴道镜镜体相配合的整形后的光束结构，其专用性更强，更适用于观察宫颈组织。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明：图1：本专利技术实施例的结构示意图；图2：本专利技术实施例中近红外光源的发光光路示意图；图3：本专利技术实施例中可见光光源的发光光路示意图；图4：本专利技术实施例中图像数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：包括成像系统（100）、光源系统（200）及数据处理系统（300），所述成像系统（100）包括用于获取图像的外置式阴道镜镜体（101）和图像采集单元（110）；所述图像采集单元（110）连接有可将可见光彩色图像和近红外荧光图像合成可见光-荧光融合图像的所述数据处理系统（300）；所述光源系统（200）包括近红外光源（201）和LED白光光源（202），所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）的光路上分别设有近红外光透镜组和可见光透镜组，所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）发出的光束通过各自透镜组整形后其中心均与所述阴道镜镜体（101）的成像中心重合，使得所述阴道镜镜体（101）同时获取可见光图像和近红外荧光图像。/n

【技术特征摘要】
1.外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：包括成像系统（100）、光源系统（200）及数据处理系统（300），所述成像系统（100）包括用于获取图像的外置式阴道镜镜体（101）和图像采集单元（110）；所述图像采集单元（110）连接有可将可见光彩色图像和近红外荧光图像合成可见光-荧光融合图像的所述数据处理系统（300）；所述光源系统（200）包括近红外光源（201）和LED白光光源（202），所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）的光路上分别设有近红外光透镜组和可见光透镜组，所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）发出的光束通过各自透镜组整形后其中心均与所述阴道镜镜体（101）的成像中心重合，使得所述阴道镜镜体（101）同时获取可见光图像和近红外荧光图像。


2.根据权利要求1所述的外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：所述阴道镜镜体（101）的镜头前侧固设有第一滤光器（102），所述第一滤光器（102）为陷波滤光器；所述阴道镜镜体（101）和所述图像采集单元（110）之间设置有耦合透镜组（106），所述耦合透镜组（106）为消色差透镜组，其表面镀可见光-近红外增透膜。


3.根据权利要求2所述的外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：所述图像采集单元（110）、所述阴道镜镜体（101）和耦合透镜组（106）共用成像光路。


4.根据权利要求3所述的外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：所述图像采集单元（110）包括分光器（113）、彩色图像传感器（114）和近红外图像传感器（115），所述分光器（113）设置于所述彩色图像传感器（114）和近红外图像传感器（115）的前侧，所述分光器（113）将接收的光线分开成可见光和近红外荧光并分别被所述彩色图像传感器（114）和近红外图像传感器（115）接收。


5.根据权利要求1所述的外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）固设于所述阴道镜镜体（101）的上方，并与所述阴道镜镜体（101）之间呈夹角设置，使得所述近红外光源（201）和所述LED白光光源（202）发出的光束的中心相重合。


6.根据权利要求1所述的外置式双光源阴道镜成像系统，其特征在于：所述可见光透镜组沿所述LED白光光源（202）的发射光路依次设置有第一透镜（205）、第二透镜（206）和第二滤光器（203），以使可见光光束在工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，王晨，刘小虎，陆锦玲，
申请(专利权)人：华中科技大学苏州脑空间信息研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32