視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)分子影像技術(shù)領(lǐng)域，涉及的內(nèi)容包括激發(fā)熒光成像方法，圖像處理方法，內(nèi)窺式光學(xué)分子影像導(dǎo)航方法，開放式光學(xué)分子影像導(dǎo)航方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分子影像是指在細(xì)胞和分子水平上對(duì)生物體進(jìn)行無損的探測(cè)并進(jìn)行成像，如核磁共振、PET、超聲以及光學(xué)分子成像。作為其中重要的一種成像模態(tài)，光學(xué)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(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為了研宄熱點(diǎn)。激發(fā)熒光分子成像技術(shù)是光學(xué)分子影像的一個(gè)重要的分支，它使用外部光源激發(fā)生物體內(nèi)的熒光標(biāo)記物，得到激發(fā)后的熒光標(biāo)記物發(fā)射出近紅外波段的熒光，使用高靈敏度的探測(cè)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(shè)備來觀測(cè)，光學(xué)分子影像導(dǎo)航設(shè)備就是用來輔助我們獲知熒光信息。傳統(tǒng)與光學(xué)分子影像技術(shù)相結(jié)合的導(dǎo)航設(shè)備受到成像深度的限制，而內(nèi)窺式光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)可以深入成像區(qū)域內(nèi)部，解決了成像深度的問題。但是內(nèi)窺式光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)成像視野小，適用范圍有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)中成像深度與成像廣度的問題，本實(shí)用新型提供了一種視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，既可以探測(cè)較深的成像區(qū)域，也可觀測(cè)大視野的成像區(qū)域。
[0005]本實(shí)用新型提出的一種視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，包括相機(jī)模塊10、成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20、開放式成像模塊30、內(nèi)窺式成像模塊40、數(shù)據(jù)處理模塊50、系統(tǒng)支撐模塊60 ；
[0006]相機(jī)模塊10，用于對(duì)送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20的光信號(hào)同時(shí)進(jìn)行彩色成像及熒光成像，并向數(shù)據(jù)處理模塊50輸入相應(yīng)的彩色圖像和熒光圖像；
[0007]成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20，用于對(duì)開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40進(jìn)行選擇性切換，并與選擇到的模塊建立光信號(hào)的連接；
[0008]開放式成像模塊30，用于大視野觀測(cè)成像；
[0009]內(nèi)窺式成像模塊40，用于深視野探測(cè)成像；
[0010]數(shù)據(jù)處理模塊50，用于控制相機(jī)模塊10，并對(duì)控制相機(jī)模塊10采集的圖像進(jìn)行處理、存儲(chǔ)并顯示；
[0011]系統(tǒng)支撐模塊60，用于支撐和連接各部件。
[0012]優(yōu)選的，所述的相機(jī)模塊10包括用于彩色成像的彩色CXD相機(jī)11和用于熒光成像的熒光CXD相機(jī)12。
[0013]優(yōu)選的，所述的成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20包括分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機(jī)接口一 24、相機(jī)接口二 25、鏡頭轉(zhuǎn)換器26 ；
[0014]分光棱鏡21，用于將由鏡頭轉(zhuǎn)換器26傳輸過來的光線一分為二，分別送入彩色CXD相機(jī)11和熒光CXD相機(jī)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(jī)接口一 24送入彩色CXD相機(jī)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(jī)接口二 25送入熒光CXD相機(jī)12中；
[0017]鏡頭轉(zhuǎn)換器26，用于選擇性連接開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40。
[0018]優(yōu)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(qū)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(duì)成像區(qū)域35進(jìn)行照射，廣角鏡頭31采集成像區(qū)域35的光信號(hào)并送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20中。
[0020]優(yōu)選的，所述的內(nèi)窺式成像模塊40包括內(nèi)窺鏡鏡頭41、白光光源二 42、近紅外光源二 43、內(nèi)窺鏡光纖44、探測(cè)區(qū)域45 ；
[0021]白光光源二 42、近紅外光源二 43直接耦合進(jìn)內(nèi)窺鏡光纖44中，在使用過程中，將內(nèi)窺鏡光纖44送入到探測(cè)區(qū)域45，將采集到的光信號(hào)通過內(nèi)窺鏡光纖44送入到內(nèi)窺鏡鏡頭41中，并進(jìn)一步送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20中。
[0022]優(yōu)選的，所述的成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20還包括轉(zhuǎn)軸71，將成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，固定部分由分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機(jī)接口一 24、相機(jī)接口二 25、轉(zhuǎn)軸71構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)部分由鏡頭轉(zhuǎn)換器26構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過轉(zhuǎn)軸71與固定部分轉(zhuǎn)動(dòng)連接，鏡頭轉(zhuǎn)換器26上開設(shè)有兩個(gè)通孔，分別用于裝設(shè)開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40，在使用過程中旋轉(zhuǎn)鏡頭轉(zhuǎn)換器26使廣角鏡頭31或內(nèi)窺鏡鏡頭41的光軸與成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20的固定部分的光軸成一條直線。
[0023]優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)處理模塊50包括相機(jī)控制模塊51、圖像處理模塊52、圖像存儲(chǔ)模塊53、圖像顯示模塊54;
[0024]相機(jī)控制模塊51，用于調(diào)節(jié)彩色CXD相機(jī)11和熒光CXD相機(jī)12的參數(shù)；
[0025]圖像處理模塊52，用于將彩色CXD相機(jī)11和熒光CXD相機(jī)12采集到的熒光圖像進(jìn)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(chǔ)模塊53，用于存儲(chǔ)彩色CXD相機(jī)11和熒光CXD相機(jī)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(shí)時(shí)的顯示在屏幕中。
[0028]優(yōu)選的，所述的系統(tǒng)支撐模塊60包括相機(jī)支架61、光源支架62、成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊支架63、計(jì)算機(jī)支架64、顯示器支架65、系統(tǒng)支架66 ；
[0029]相機(jī)支架61，用于支撐彩色CXD相機(jī)11和熒光CXD相機(jī)12 ；
[0030]光源支架62，用于支撐光源；
[0031]成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊支架63，用于支撐成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20 ；
[0032]計(jì)算機(jī)支架64，用于支撐計(jì)算機(jī)；
[0033]顯示器支架65，用于支撐顯示器；
[0034]系統(tǒng)支架66，用于連接和支撐系統(tǒng)支撐模塊60中各支架。
[0035]本實(shí)用新型通過鏡頭轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)開放式成像模塊或內(nèi)窺式成像模塊的選擇，并通過成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊中的分光器實(shí)現(xiàn)熒光圖像和彩色圖像的同時(shí)采集，采用一臺(tái)設(shè)備既可有效的根據(jù)觀測(cè)區(qū)域選擇合適的觀測(cè)模式，實(shí)現(xiàn)了成像深度與廣度的有效兼容，拓寬了了分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的有效工作范圍，具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。
【附圖說明】
[0036]圖1是依照本實(shí)用新型實(shí)施的視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的架構(gòu)圖；
[0037]圖2是依照本實(shí)用新型實(shí)施的視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的開放式成像模塊示意圖；
[0038]圖3是依照本實(shí)用新型實(shí)施的視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的內(nèi)窺式成像模塊示意圖；
[0039]圖4是依照本實(shí)用新型實(shí)施的基于分光棱鏡的光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例子進(jìn)一步說明。
[0041]根據(jù)圖1所示，視野可切換的雙光路分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)包括:相機(jī)模塊10、成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20、開放式成像模塊30、內(nèi)窺式成像模塊40、數(shù)據(jù)處理模塊50、系統(tǒng)支撐模塊
60 ο
[0042]其中相機(jī)模塊10，包括用于彩色成像的彩色CXD相機(jī)11和用于熒光成像的熒光CCD相機(jī)12，用于對(duì)送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20的光信號(hào)同時(shí)進(jìn)行彩色成像及熒光成像，并向數(shù)據(jù)處理模塊50輸入相應(yīng)的彩色圖像和熒光圖像。
[0043]成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20包括分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機(jī)接口一24、相機(jī)接口二 25、鏡頭轉(zhuǎn)換器26，用于對(duì)開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40進(jìn)行選擇性切換，并與選擇到的模塊建立光信號(hào)的連接。分光棱鏡21，用于將由鏡頭轉(zhuǎn)換器26傳輸過來的光線一分為二，分別送入彩色(XD相機(jī)11和焚光(XD相機(jī)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(jī)接口一24送入彩色(XD相機(jī)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(jī)接口二 25送入熒光C⑶相機(jī)12中；鏡頭轉(zhuǎn)換器26，用于選擇性連接開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40。
[0044]將成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，固定部分由分光棱鏡21、濾光片一 22、濾光片二 23、相機(jī)接口一 24、相機(jī)接口二 25、轉(zhuǎn)軸71構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)部分由鏡頭轉(zhuǎn)換器26構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過轉(zhuǎn)軸71與固定部分轉(zhuǎn)動(dòng)連接，鏡頭轉(zhuǎn)換器26上開設(shè)有兩個(gè)通孔，分別用于裝設(shè)開放式成像模塊30和內(nèi)窺式成像模塊40，在使用過程中旋轉(zhuǎn)鏡頭轉(zhuǎn)換器26使廣角鏡頭31或內(nèi)窺鏡鏡頭41的光軸與成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(qū)域35，用于大視野觀測(cè)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(duì)成像區(qū)域35進(jìn)行照射，廣角鏡頭31采集成像區(qū)域35的光信號(hào)并送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20中。
[0046]內(nèi)窺式成像模塊40包括內(nèi)窺鏡鏡頭41、白光光源二 42、近紅外光源二 43、內(nèi)窺鏡光纖44、探測(cè)區(qū)域45，用于深視野探測(cè)成像。白光光源二 42、近紅外光源二 43直接耦合進(jìn)內(nèi)窺鏡光纖44中，在使用過程中，將內(nèi)窺鏡光纖44送入到探測(cè)區(qū)域45，將采集到的光信號(hào)通過內(nèi)窺鏡光纖44送入到內(nèi)窺鏡鏡頭41中，并進(jìn)一步送入成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20中。
[0047]數(shù)據(jù)處理模塊50包括相機(jī)控制模塊51、圖像處理模塊52、圖像存儲(chǔ)模塊53、圖像顯示模塊54，用于控制相機(jī)模塊10，并對(duì)控制相機(jī)模塊10采集的圖像進(jìn)行處理、存儲(chǔ)并顯示。相機(jī)控制模塊51，用于調(diào)節(jié)彩色CCD相機(jī)11和熒光CCD相機(jī)12的參數(shù)；圖像處理模塊52，用于將彩色CCD相機(jī)11和熒光CCD相機(jī)12采集到的熒光圖像進(jìn)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(chǔ)模塊53，用于存儲(chǔ)彩色CCD相機(jī)11和熒光CCD相機(jī)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(shí)時(shí)的顯示在屏幕中。
[0048]系統(tǒng)支撐模塊60包括相機(jī)支架61、光源支架62、成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊支架63、計(jì)算機(jī)支架64、顯示器支架65、系統(tǒng)支架66，用于支撐和連接各部件。相機(jī)支架61，用于支撐彩色CCD相機(jī)11和熒光CCD相機(jī)12 ;光源支架62，用于支撐光源；成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊支架63，用于支撐成像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊20 ;計(jì)算機(jī)支架64，用于支撐計(jì)算機(jī)；顯示器支架65，用于支撐顯示器；系統(tǒng)支架66，用于連接