視野可切換的雙光路分子影像導航系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光學分子影像技術領域，涉及的內容包括激發熒光成像方法，圖像處理方法，內窺式光學分子影像導航方法，開放式光學分子影像導航方法。
【背景技術】
[0002]分子影像是指在細胞和分子水平上對生物體進行無損的探測并進行成像，如核磁共振、PET、超聲以及光學分子成像。作為其中重要的一種成像模態，光學分子影像憑借低成本、高通量、非侵入、非接觸、非電離輻射、高靈敏度、高特異性等優勢已經成為了研宄熱點。激發熒光分子成像技術是光學分子影像的一個重要的分支，它使用外部光源激發生物體內的熒光標記物，得到激發后的熒光標記物發射出近紅外波段的熒光，使用高靈敏度的探測器接受熒光信息并形成熒光圖像。
[0003]但是近紅外波段的光人肉眼是不可見的，需要借助一定的設備來觀測，光學分子影像導航設備就是用來輔助我們獲知熒光信息。傳統與光學分子影像技術相結合的導航設備受到成像深度的限制，而內窺式光學分子影像導航系統可以深入成像區域內部，解決了成像深度的問題。但是內窺式光學分子影像導航系統成像視野小，適用范圍有限。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現有光學分子影像導航系統中成像深度與成像廣度的問題，本實用新型提供了一種視野可切換的雙光路分子影像導航系統，既可以探測較深的成像區域，也可觀測大視野的成像區域。
[0005]本實用新型提出的一種視野可切換的雙光路分子影像導航系統，包括相機模塊10、成像系統轉換模塊20、開放式成像模塊30、內窺式成像模塊40、數據處理模塊50、系統支撐模塊60 ；
[0006]相機模塊10，用于對送入成像系統轉換模塊20的光信號同時進行彩色成像及熒光成像，并向數據處理模塊50輸入相應的彩色圖像和熒光圖像；
[0007]成像系統轉換模塊20，用于對開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40進行選擇性切換，并與選擇到的模塊建立光信號的連接；
[0008]開放式成像模塊30，用于大視野觀測成像；
[0009]內窺式成像模塊40，用于深視野探測成像；
[0010]數據處理模塊50，用于控制相機模塊10，并對控制相機模塊10采集的圖像進行處理、存儲并顯示；
[0011]系統支撐模塊60，用于支撐和連接各部件。
[0012]優選的，所述的相機模塊10包括用于彩色成像的彩色CXD相機11和用于熒光成像的熒光CXD相機12。
[0013]優選的，所述的成像系統轉換模塊20包括分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機接口一 24、相機接口二 25、鏡頭轉換器26 ；
[0014]分光棱鏡21，用于將由鏡頭轉換器26傳輸過來的光線一分為二，分別送入彩色CXD相機11和熒光CXD相機12中；
[0015]濾光片一 22，用于過濾分光棱鏡21傳輸來的光線，將波長在400nm?650nm之間的光線通過相機接口一 24送入彩色CXD相機11中；
[0016]濾光片二 23，用于過濾分光棱鏡21傳輸來的光線，將波長在810nm?870nm之間的光線通過相機接口二 25送入熒光CXD相機12中；
[0017]鏡頭轉換器26，用于選擇性連接開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40。
[0018]優選的，所述的開放式成像模塊30包括廣角鏡頭31、白光光源一 32、近紅外光源一 33、光纖34、成像區域35 ；
[0019]在使用過程中，白光光源一 32、近紅外光源一 33通過光纖34對成像區域35進行照射，廣角鏡頭31采集成像區域35的光信號并送入成像系統轉換模塊20中。
[0020]優選的，所述的內窺式成像模塊40包括內窺鏡鏡頭41、白光光源二 42、近紅外光源二 43、內窺鏡光纖44、探測區域45 ；
[0021]白光光源二 42、近紅外光源二 43直接耦合進內窺鏡光纖44中，在使用過程中，將內窺鏡光纖44送入到探測區域45，將采集到的光信號通過內窺鏡光纖44送入到內窺鏡鏡頭41中，并進一步送入成像系統轉換模塊20中。
[0022]優選的，所述的成像系統轉換模塊20還包括轉軸71，將成像系統轉換模塊20分為固定部分和轉動部分，固定部分由分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機接口一 24、相機接口二 25、轉軸71構成，轉動部分由鏡頭轉換器26構成，轉動部分通過轉軸71與固定部分轉動連接，鏡頭轉換器26上開設有兩個通孔，分別用于裝設開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40，在使用過程中旋轉鏡頭轉換器26使廣角鏡頭31或內窺鏡鏡頭41的光軸與成像系統轉換模塊20的固定部分的光軸成一條直線。
[0023]優選的，所述的數據處理模塊50包括相機控制模塊51、圖像處理模塊52、圖像存儲模塊53、圖像顯示模塊54;
[0024]相機控制模塊51，用于調節彩色CXD相機11和熒光CXD相機12的參數；
[0025]圖像處理模塊52，用于將彩色CXD相機11和熒光CXD相機12采集到的熒光圖像進行去噪、加偽彩處理，并利用圖像融合算法將彩色圖像和熒光圖像融合；
[0026]圖像存儲模塊53，用于存儲彩色CXD相機11和熒光CXD相機12采集到的彩色圖像、熒光圖像以及圖像處理模塊52融合的圖像；
[0027]圖像顯示模塊54，用于將彩色圖像、熒光圖像及融合圖像實時的顯示在屏幕中。
[0028]優選的，所述的系統支撐模塊60包括相機支架61、光源支架62、成像系統轉換模塊支架63、計算機支架64、顯示器支架65、系統支架66 ；
[0029]相機支架61，用于支撐彩色CXD相機11和熒光CXD相機12 ；
[0030]光源支架62，用于支撐光源；
[0031]成像系統轉換模塊支架63，用于支撐成像系統轉換模塊20 ；
[0032]計算機支架64，用于支撐計算機；
[0033]顯示器支架65，用于支撐顯示器；
[0034]系統支架66，用于連接和支撐系統支撐模塊60中各支架。
[0035]本實用新型通過鏡頭轉換器實現開放式成像模塊或內窺式成像模塊的選擇，并通過成像系統轉換模塊中的分光器實現熒光圖像和彩色圖像的同時采集，采用一臺設備既可有效的根據觀測區域選擇合適的觀測模式，實現了成像深度與廣度的有效兼容，拓寬了了分子影像導航系統的有效工作范圍，具有廣泛的應用場景。
【附圖說明】
[0036]圖1是依照本實用新型實施的視野可切換的雙光路分子影像導航系統的架構圖；
[0037]圖2是依照本實用新型實施的視野可切換的雙光路分子影像導航系統的開放式成像模塊示意圖；
[0038]圖3是依照本實用新型實施的視野可切換的雙光路分子影像導航系統的內窺式成像模塊示意圖；
[0039]圖4是依照本實用新型實施的基于分光棱鏡的光學分子影像導航系統的成像系統轉換示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖和實施例子進一步說明。
[0041]根據圖1所示，視野可切換的雙光路分子影像導航系統包括:相機模塊10、成像系統轉換模塊20、開放式成像模塊30、內窺式成像模塊40、數據處理模塊50、系統支撐模塊
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[0042]其中相機模塊10，包括用于彩色成像的彩色CXD相機11和用于熒光成像的熒光CCD相機12，用于對送入成像系統轉換模塊20的光信號同時進行彩色成像及熒光成像，并向數據處理模塊50輸入相應的彩色圖像和熒光圖像。
[0043]成像系統轉換模塊20包括分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機接口一24、相機接口二 25、鏡頭轉換器26，用于對開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40進行選擇性切換，并與選擇到的模塊建立光信號的連接。分光棱鏡21，用于將由鏡頭轉換器26傳輸過來的光線一分為二，分別送入彩色(XD相機11和焚光(XD相機12中；濾光片一 22，用于過濾分光棱鏡21傳輸來的光線，將波長在400nm?650nm之間的光線通過相機接口一24送入彩色(XD相機11中；濾光片二 23，用于過濾分光棱鏡21傳輸來的光線，將波長在810nm?870nm之間的光線通過相機接口二 25送入熒光C⑶相機12中；鏡頭轉換器26，用于選擇性連接開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40。
[0044]將成像系統轉換模塊20分為固定部分和轉動部分，固定部分由分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機接口一 24、相機接口二 25、轉軸71構成，轉動部分由鏡頭轉換器26構成，轉動部分通過轉軸71與固定部分轉動連接，鏡頭轉換器26上開設有兩個通孔，分別用于裝設開放式成像模塊30和內窺式成像模塊40，在使用過程中旋轉鏡頭轉換器26使廣角鏡頭31或內窺鏡鏡頭41的光軸與成像系統轉換模塊20的固定部分的光軸成一條直線。
[0045]開放式成像模塊30包括廣角鏡頭31、白光光源一 32、近紅外光源一 33、光纖34、成像區域35，用于大視野觀測成像。在使用過程中，白光光源一 32、近紅外光源一 33通過光纖34對成像區域35進行照射，廣角鏡頭31采集成像區域35的光信號并送入成像系統轉換模塊20中。
[0046]內窺式成像模塊40包括內窺鏡鏡頭41、白光光源二 42、近紅外光源二 43、內窺鏡光纖44、探測區域45，用于深視野探測成像。白光光源二 42、近紅外光源二 43直接耦合進內窺鏡光纖44中，在使用過程中，將內窺鏡光纖44送入到探測區域45，將采集到的光信號通過內窺鏡光纖44送入到內窺鏡鏡頭41中，并進一步送入成像系統轉換模塊20中。
[0047]數據處理模塊50包括相機控制模塊51、圖像處理模塊52、圖像存儲模塊53、圖像顯示模塊54，用于控制相機模塊10，并對控制相機模塊10采集的圖像進行處理、存儲并顯示。相機控制模塊51，用于調節彩色CCD相機11和熒光CCD相機12的參數；圖像處理模塊52，用于將彩色CCD相機11和熒光CCD相機12采集到的熒光圖像進行去噪、加偽彩處理，并利用圖像融合算法將彩色圖像和熒光圖像融合；圖像存儲模塊53，用于存儲彩色CCD相機11和熒光CCD相機12采集到的彩色圖像、熒光圖像以及圖像處理模塊52融合的圖像；圖像顯示模塊54，用于將彩色圖像、熒光圖像及融合圖像實時的顯示在屏幕中。
[0048]系統支撐模塊60包括相機支架61、光源支架62、成像系統轉換模塊支架63、計算機支架64、顯示器支架65、系統支架66，用于支撐和連接各部件。相機支架61，用于支撐彩色CCD相機11和熒光CCD相機12 ;光源支架62，用于支撐光源；成像系統轉換模塊支架63，用于支撐成像系統轉換模塊20 ;計算機支架64，用于支撐計算機；顯示器支架65，用于支撐顯示器；系統支架66，用于連接