荧光分子成像系统及装置的制作方法

本申请涉及医学成像技术领域，尤其是涉及一种荧光分子成像系统及装置。

背景技术：

肿瘤是威胁人类健康的一大“杀手”，随着医疗技术的发展，外科医生已经可以实现将肿瘤切除且不影响组织、器官的正常生命体征。然而，由于现有医学成像系统难以实现对肿瘤边界的精确定位，从而导致在手术过程中，外科医生无法实现对肿瘤准确切除。因此，如何准确识别正常生物组织结构与非正常生物组织结构，已成为医学成像技术领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种荧光分子成像系统及装置，以实现更准确地识别正常生物组织结构与非正常生物组织结构。

为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种荧光分子成像系统，包括：

多光谱光源激发模块，用于同步向含有近红外荧光造影剂的目标探测区域发射可见光及近红外光；

光学探测器模块，用于采集所述目标探测区域的混合光图像；

图像处理模块，用于根据所述混合光图像生成可见荧光图像；

显示模块，用于实时显示所述可见荧光图像。

在本申请一实施例中，所述光学探测器模块包括：

成像镜头，用于获取所述目标探测区域的第一混合光信号；

滤光片，用于滤除所述第一混合光信号中的近红外光发射光，获得第二混合光信号；

光电转换模块，用于将所述第二混合光信号转换成混合光图像。

在本申请一实施例中，所述光电转换模块包括以下中的任意一种：

电荷耦合元件；

互补金属氧化物半导体图像传感器。

在本申请一实施例中，所述多光谱光源激发模块包括：led白光光源及近红外光激光光源。

在本申请一实施例中，所述led白光光源及所述近红外光激光光源彼此靠近且独立设置。

另一方面，本申请实施例还提供了一种多光谱光源激发模块，所述多光谱光源激发模块应用于荧光分子成像系统，其用于同步向含有近红外荧光造影剂的目标探测区域发射可见光及近红外光。

在本申请一实施例中，所述多光谱光源激发模块包括：led白光光源及近红外光激光光源。

另一方面，本申请实施例还提供了一种光学探测器模块，所述光学探测器模块应用于荧光分子成像系统，所述光学探测器模块用于采集目标探测区域的混合光图像；所述目标探测区域内含有近红外荧光造影剂。

在本申请一实施例中，所述光学探测器模块包括：

成像镜头，用于获取所述目标探测区域的第一混合光信号；

滤光片，用于滤除所述第一混合光信号中的近红外光发射光，获得第二混合光信号；

光电转换模块，用于将所述第二混合光信号转换成混合光图像。

另一方面，本申请实施例还提供了一种图像处理模块，所述图像处理模块应用于荧光分子成像系统，其包括：

图像获取单元，用于获取目标探测区域的混合光图像；所述目标探测区域内含有近红外荧光造影剂；

图像合成单元，用于根据所述混合光图像生成可见荧光图像。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例可以获取目标探测区域(其内含有近红外荧光造影剂)的混合光图像，并可根据混合光图像生成可见荧光图像；而可见荧光图像中可见光图像部分可得到手术中环境、肿瘤及组织等可见的环境信息；而可见荧光图像中的荧光图像部分可得到病变组织、肿瘤等兴趣区域信息，因此，本申请实施例可有利于更准确地识别目标探测区域内的正常生物组织与病变组织，因而可在非接触术中提供实时精准的导航影像。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请一些实施例的荧光分子成像系统的结构框图；

图2为本申请一些实施例中图像处理模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。例如在下面描述中，在第一部件上方形成第二部件，可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式形成的实施例，还可以包括第一部件和第二部件以非直接接触方式(即第一部件和第二部件之间还可以包括额外的部件)形成的实施例等。

而且，为了便于描述，本申请一些实施例可以使用诸如“在…上方”、“在…之下”、“顶部”、“下方”等空间相对术语，以描述如实施例各附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件之间的关系。应当理解的是，除了附图中描述的方位之外，空间相对术语还旨在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如若附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或部件“下方”或“之下”的元件或部件，随后将被定位为“在”其他元件或部件“上方”或“之上”。

参见图1所示，本申请一些实施例的荧光分子成像系统可以包括多光谱光源激发模块、光学探测器模块、图像处理模块和显示模块等。其中，多光谱光源激发模块可以用于同步向含有近红外荧光造影剂的目标探测区域发射可见光及近红外光。光学探测器模块可以用于采集所述目标探测区域的混合光图像。图像处理模块可以用于根据所述混合光图像生成可见荧光图像。显示模块可以用于实时显示所述可见荧光图像。

在本申请上述实施例的荧光分子成像系统中，可见荧光图像中可见光图像部分(波长范围：450nm～650nm)可得到手术中环境、肿瘤及组织等可见的环境信息；而可见荧光图像中的荧光图像部分(波长范围：820nm～900nm)可得到病变组织、肿瘤等兴趣区域信息，因此，本申请上述实施例的荧光分子成像系统输出显示的可见荧光图像，可有利于更准确地识别目标探测区域内的正常生物组织与病变组织，因而可在非接触术中提供实时精准的导航影像。

在本申请一实施例中，所述多光谱光源激发模块可以是彼此靠近且独立设置的led白光光源及近红外光激光光源，所述led白光光源和所述近红外光激光光源可同步对应向目标探测区域发射可见光和近红外光。在本申请另一实施例中，所述多光谱光源激发模块也可以是单激光源，所述单激光源发可射出波长范围至少覆盖可见光波段及近红外光波段的激光。因此，在本申请一些实施例中，并不限定多光谱光源激发模块的结构，具体可以根据需要选择。

在本申请一实施例中，所述光学探测器模块可以包括成像镜头、滤光片和光电转换模块。其中，成像镜头可以用于获取所述目标探测区域的第一混合光信号。滤光片可以用于滤除所述第一混合光信号中的近红外光发射光，获得第二混合光信号。光电转换模块可以用于将所述第二混合光信号转换成混合光图像。

在本申请一些实施例中，根据需要，成像镜头可以为任何合适的结构，例如，在一示例性实施例中，镜头可以为内窥镜镜头等。光电转换模块可以采用任何合适的现有感光元件，例如电荷耦合元件(即ccd感光元件)，或互补金属氧化物半导体图像传感器(即cmos感光元件)等。

在本申请一些实施例中，根据需要，所述图像处理模块可以采用任何合适的硬件或软硬件相结合的结构。例如在一些示例性实施例中，所述图像处理模块可采用现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)或复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice，简称cpld)等硬件结构实现。其中，fpga和cpld均是一种基于硬件基础的处理系统，其数据处理速度快，可以在一个时钟周期内，同时处理多个数据，从而可以缩短处理时间，并降低图像延时。在上述硬件实现方式下，如图2所示，所述图像处理模块具体可以包括图像获取单元21和图像合成单元22。其中，图像获取单元21可以用于获取目标探测区域的混合光图像；所述目标探测区域内含有近红外荧光造影剂；图像合成单元22可以用于根据所述混合光图像生成可见荧光图像。

在本申请一些实施例中，为便于使用，多光谱光源激发模块和图像处理模块可集成为系统主机，光学探测器模块可集成于一手柄内，并可通过光纤、通讯线缆等与系统主机连接。光纤可将多光谱光源激发模块的近红外激光及led白光通过手柄导入，并可从手柄前端发射出，光学探测器模块采集的图像数据可通过通讯线缆传回系统主机处理，图像处理模块处理后输出至显示模块显示。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或更多个或硬件模块中实现。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的装置或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。