[發明專利]一種廣視角光學分子斷層成像導航系統及方法

有效

• 申請號: 201610201371.5
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105662354B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 田捷;葉津佐;遲崇巍;楊鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鐘文芳

1.一種廣視角光學分子斷層成像導航系統，包括：

系統支撐模塊(101)，用于對系統中使用到的設備提供支撐作用，所述系統支撐模塊包括光學平臺支架(106)；

同步觸發模塊(201)，用于同步觸發光學信號采集模塊中CCD相機采集光學圖像和濾光片轉盤的轉動；

光學信號探測模塊(401)，用于探測成像區域中的光學信號，所述光學信號探測模塊(401)包括熒光光源(402)，白光光源(403)，熒光采集裝置(404)、白光采集裝置(405)、多個濾光片(406)和多個光學鏡頭(407)，所述白光光源(403)和熒光光源(402)包括多個，均勻分布在光學平臺支架(106)上，用于對成像區域(301)進行廣視角照射，熒光采集裝置(404)和白光采集裝置(405)包括多個，均勻分布在光學平臺支架(106)上，用于對成像區域(301)進行全視廣視角光信號采集；

數據處理模塊(501)，用于對該系統進行參數設置和對所述光學圖像數據進行處理與顯示；

所述數據處理模塊(501)包括軟件控制模塊(502)，圖像處理模塊(503)和圖像顯示模塊(504)；所述軟件控制模塊(502)負責控制光學信號探測模塊(401)中的熒光光源(402)、白光光源(403)、熒光采集裝置(404)、白光采集裝置(405)設備的開啟與關閉、參數設置，以及控制它們與同步觸發模塊(201)的同步，使得熒光光源(402)、白光光源(403)、熒光采集裝置(404)、白光采集裝置(405)能夠協同一致地有序工作；軟件控制模塊使光學信號采集模塊(401)順利完成對成像區域(301)中光學信號的廣視角的同步數據采集；

圖像處理模塊(503)將各個熒光采集裝置(404)和白光采集裝置(405)采集到的熒光圖像和白光圖像進行處理，包括以下兩部分：

首先，圖像處理模塊將熒光圖像進行特征提取，特征增強，特征添加偽彩色處理；并將白光圖像進行亮度調節；然后將熒光圖像和白光圖像序列融合在一起，形成熒光圖像和白光圖像的融合圖像；

其次，圖像處理模塊能夠進行三維重建，根據廣視角采集到的成像區域(301)中成像目標的表面二維圖像信息，重建出成像目標的三維解剖結構信息；同時，進行激發熒光斷層成像重建，根據激發熒光斷層成像技術進行內部光源的三維重建，重建出成像目標內部熒光光源在三維結構信息中的物理位置，并顯示在圖像顯示模塊(504)上，以提供內部光源的三維導航信息，

其中，利用重建得到的成像目標的三維解剖結構信息、采集到的各個角度的多光譜熒光圖像和光在生物體表面傳輸的數學模型：光的擴散方程(diffusion equation)模型，結合有限元處理方法和激發熒光斷層成像技術，就能夠通過成像物體表面的熒光分布信息，逆向求導出出成像目標內部熒光光源的三維結構信息中的物理位置信息和光強信息，并顯示在圖像顯示模塊上。

2.根據權利要求1所述的一種廣視角光學分子斷層成像導航系統，其特征在于，所述的系統支撐模塊(101)還包括系統支架(102)、數據處理模塊支架(103)、同步觸發裝置支架(104)、圖像顯示模塊支架(105)；其中：

系統支架(102)，用于支撐數據處理模塊支架(103)、同步觸發裝置支架(104)、圖像顯示模塊支架(105)、和光學平臺支架(106)，所述系統支架(102)能夠移動，且縱向能夠調節；數據處理模塊支架(103)用于支撐數據處理模塊(501)；同步觸發裝置支架(104)用于支撐同步觸發模塊(202)；圖像顯示模塊支架(105)用于支撐數據處理模塊(501)中的圖像顯示模塊(504)；光學平臺支架(106)用于支撐光學信號探測模塊(401)。