D相机4通过光纤相连，所述CCD相机4内设有光学成像模块，所述CCD相机4与计算机5电连接；所述增感屏2与内窥镜3为可拆卸连接。所述内窥镜3与CCD相机4之间连接有转接头6。
[0047]所述暗箱1，用于容纳切伦科夫荧光探测装置和待测物体；
[0048]所述增感屏2，用于采集核素发射的γ光子，并将之转化为荧光信号；所述增感屏2为圆柱形绿色系列稀土增感屏；其成份为硫氧化钆，利用硫氧化钆稀土材料被核素衰变所发射的Y线激发能够产生荧光信号的特性，把硫氧化钆稀土材料制成增感屏。增感屏2置于患者发病处，可将放射性核素衰变发出的γ射线转换为荧光信号。
[0049]所述内窥镜3，用于采集信号，并进行无损耗最大化光学信号传输；所述内窥镜3为医用纤维内窥镜，所述内窥镜镜头与所述增感屏2耦合。待诊断患者体内核素衰变所发出的γ线穿透人体到达增感屏2，激发上面的硫氧化钆稀土材料并发出荧光，内窥镜3采集荧光传输到科学级光学ANDOR CCD相机进行成像，医用纤维内窥镜能最大限度的保证采集到荧光并进行无损耗的传输到CCD相机。能够捕获待诊断病人体内核素的分步情况，实现医用内窥式辐射发光成像。
[0050]所述CCD相机4，用于控制信号采集和光学成像，并处理采集到的荧光数据；所述CCD相机4为信号采集和光学成像的科学级光学ANDOR CCD相机，其采用全新设计，并集成了 iXon系列的先进属性，在确保定量稳定性的同时，像素读出速度达到30MHz。其可采集工作温度、曝光时间、光圈大小、采集帧频和EM增益。
[0051]所述计算机5，用于对数据和图像的融合输出。
[0052]本发明还提供了一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法，其包括以下步骤:
[0053]步骤1，增感屏未安装时，内窥镜采集白光；内窥镜探头采集白光后经光纤传输到科学级光学ANDOR CCD相机并对待成像对象进行光学成像，得到白光图；
[0054]步骤2，加装增感屏，增感屏将核素发射的Y光子转化为荧光信号；内窥镜探头采集荧光后经光线传输到科学级光学ANDOR CCD相机并对待成像对象进行光学成像，得到荧光图；
[0055]步骤3，对白光图进行二值化，腐蚀使噪音区和目标区分离，防止噪音区与目标区粘连而导致噪音区无法消除，计算二值图中连通区域的个数，然后再计算连通区域面积，求面积最大的连通区域的面积，并选取面积最大的区域，再对目标区域内部空洞填充，针对上面的腐蚀进行膨胀还原，提取边界图即为感兴趣区域；
[0056]步骤4，对荧光图进行去噪，减去背景值，加伪彩色；具体方法:中值滤波去除高亮点；减去背景值是人工选择一块区域，得出平均值，然后全图减去这个值；加伪彩色是先预先定义好一张彩虹色colormap，然后进行映射；
[0057]步骤5，对所述白光图选取的感兴趣区域在荧光图上提取出来并进行融合，得到配准后的图像。
[0058]临床上，患者首先处于避光的暗箱中，然后用内窥镜镜头前的增感屏对准需要待测部位，患者5-15s的时间保持不动，然后外面的医护人员操作电脑进行采集数据，采集好后就可以让患者出来，以避免窒息等问题；并且在患者出来的同时医生就可以立即知道该患者是否患有甲充疾病。
[0059]本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统可以实现医用核素的辐射发光成像，包括放射诊断中常用的FDG、Tc、I等放射性核素的成像；克服了以往核素_光学成像(切伦科夫成像策略)中，成像核素少、成像速度慢、光信号强度低、信号穿透性不足的缺点；还可以克服以往核素-光学成像信号增强策略中增强元件(主要是纳米颗粒等)的生物安全性瓶颈；开启了内窥镜的新用途。
[0060]应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的思想和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。
【主权项】
1.一种医用内窥式辐射发光成像系统，其特征在于:其包括以下部件，暗箱，其用于容纳切伦科夫荧光探测装置和待测物体； 增感屏，位于待测物体的发病处，用于采集核素发射的γ光子，并将γ光子转化为荧光信号； 内窥镜，其用于采集荧光信号，并将荧光信号无损耗最大化传输给CCD相机； CCD相机，其处理收集到的荧光信号，并进行光学成像；同时，将处理后的数据和图像输出给计算机； 计算机，其用于对数据和图像的融合处理； 所述内窥镜和增感屏均设于暗箱内，且内窥镜的一端与增感屏可拆卸的耦合连接，内窥镜的另一端与设于所述暗箱外部的CCD相机通过光纤相连，所述CCD相机与计算机电连接。2.根据权利要求1所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统，其特征在于:所述增感屏为圆柱形绿色系列稀土增感屏。3.根据权利要求1所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统，其特征在于:所述增感屏的成份中包含硫氧化钆。4.根据权利要求1所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统，其特征在于:所述内窥镜为医用纤维内窥镜。5.根据权利要求1所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统，其特征在于:所述CCD相机的像素读出速度为30MHz，所述CCD相机可采集工作温度、曝光时间、光圈大小、帧频和EM增益。6.一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法，其特征在于:其包括以下步骤: SI，将内窥镜对准待测物体，采集白光； S2，CCD相机根据内窥镜采集的白光进行光学成像，得到白光图； S3，在内窥镜前安装增感屏，并将增感屏对准待测物体，增感屏将核素发射的γ光子转化为荧光信号； S4，内窥镜米集焚光信号； S5，内窥镜米集到的焚光信号经光纤传输给CCD相机，CCD相机进行焚光成像，得到核素荧光图； S6，计算机将步骤S2和步骤S5所得到的白光图和核素荧光图进行图像处理得到配准图； S7，使用计算机将所述配准图输出。7.根据权利要求6所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法，其特征在于:所述步骤S6中图像处理的具体过程如下: S01，选择核素荧光图，并进行去噪、减背景值、加伪彩色，得到具有有效数据的图像Il ; S02，从白光图中抽取出感兴趣区域，得到图像13 ; S03，在图像Il中找到有用信号区域得到图像12 ; S04，将图像12融合叠加到图像13上，得到配准图。8.根据权利要求7所述的一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法，其特征在于:所述图像13是基于白光图中各图像显著度和相对位置，结合颜色和纹理特征，采用区域生长法提取所得。
【专利摘要】本发明公开一种医用内窥式辐射发光成像系统及其成像方法，其成像系统包括暗箱、增感屏、内窥镜、CCD相机和计算机；增感屏与内窥镜均设于暗箱内，且二者耦合连接，内窥镜与设于暗箱外部的CCD相机相连，CCD相机与计算机电连接；增感屏与内窥镜为可拆卸连接。其成像方法为：增感屏未安装时，内窥镜采集白光，CCD相机光学成像得到白光图；增感屏安装时，增感屏将核素发射的γ光子转化为荧光信号，内窥镜采集荧光信号，CCD相机进行荧光成像，得到荧光图；对白光图和荧光图进行图像处理融合得到配准图。本发明的成像系统，其信号强、信号穿透性强、成像速度快、操作简单、对病人的身体影响小、能最大程度减少病人的抗拒心理。
【IPC分类】A61B1/06, A61B1/04
【公开号】CN105105697
【申请号】CN201510386451
【发明人】曹旭, 李彬, 康飞, 梁继民, 朱守平, 詹勇华
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月3日