[發明專利]一種用于熒光影像導航手術的成像系統及其調節方法

在審

• 申請號: 202011251889.2
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112089492A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 蔡惠明;倪軻娜;盧露
• 申請（專利權）人: 南京諾源醫療器械有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;G02B27/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉珊珊

本發明公開了一種用于熒光影像導航手術的成像系統，包括激發光源、白光光源、微處理器、第一濾光件、匯聚鏡頭、第一棱鏡、反射鏡、第二濾光件、熒光成像透鏡、熒光CMOS圖像傳感器、第一成像透鏡、第二成像透鏡、第三成像透鏡、藍光CMOS圖像傳感器、綠光CMOS圖像傳感器、紅光CMOS圖像傳感器和棱鏡組，棱鏡組包括第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡；激發光源、白光光源、熒光CMOS圖像傳感器、藍光CMOS圖像傳感器、綠光CMOS圖像傳感器和紅光CMOS圖像傳感器均與微處理器信號連接；激發光源照射待測物后產生的熒光光線到達熒光CMOS圖像傳感器。

技術領域

本發明涉及醫療領域，更具體地說，涉及一種用于熒光影像導航手術的成像系統及其調節方法。

背景技術

手術是實體腫瘤患者的首選治療方案，約50%的患者需要接受手術治療，據統計接受手術的患者相比沒有接受手術的患者5年生存率提高了10倍左右，但手術中有約40%的患者在離開手術室時仍有腫瘤組織殘留在體內，進而導致復發，而一旦復發，死亡率便高達80%以上。造成這種現狀的主要原因是現有的檢測手段如MRI、PET-CT無法實時術中成像，術中醫生只能憑借眼看手摸和經驗決定如何切除腫瘤，這帶來了很大的主觀性和偶然性；近紅外熒光導航手術技術具有高組織穿透力、高成像分辨率和實時性的優點，理論上可以檢測到單個腫瘤細胞，是最有希望幫助醫生實現腫瘤徹底切除的技術，然而目前的熒光影像導航系統多為分體式雙相機設計或集成雙CMOS單相機設計，前者存在光路復雜、像差難以消除、可見光與熒光畫面存在機械配準誤差或應力位移誤差等問題，后者雖克服了上述大部分問題，但由于其彩色CMOS是用紅綠藍三色馬賽克濾鏡覆蓋在CMOS感光芯片上實現的，容易損失光通量和分辨率，因此通常畫面較暗，分辨率和顏色還原度較低。

發明內容

本發明旨在提供一種用于熒光影像導航手術的成像系統及其調節方法，旨在解決現有技術中光路復雜、像差難以消除、可見光與熒光畫面存在機械配準誤差或應力位移誤差等問題。

為實現此目的，本發明提供了一種用于熒光影像導航手術的成像系統，其包括激發光源、白光光源、微處理器、第一濾光件、匯聚鏡頭、第一棱鏡、反射鏡、第二濾光件、熒光成像透鏡、熒光CMOS圖像傳感器、第一成像透鏡、第二成像透鏡、第三成像透鏡、藍光CMOS圖像傳感器、綠光CMOS圖像傳感器、紅光CMOS圖像傳感器和棱鏡組，棱鏡組包括第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡；激發光源、白光光源、熒光CMOS圖像傳感器、藍光CMOS圖像傳感器、綠光CMOS圖像傳感器和紅光CMOS圖像傳感器均與微處理器信號連接；激發光源照射待測物后產生的熒光光線依次經由第一濾光件、匯聚鏡頭、第一棱鏡、第二濾光件、熒光成像透鏡到達熒光CMOS圖像傳感器；白光光源照射待測物后產生的可見光依次經由第一濾光件、匯聚鏡頭、第一棱鏡、反射鏡后進入棱鏡組，其中可見光通過第二棱鏡后分離出藍光，且藍光通過第一成像透鏡成像后傳輸到藍光CMOS圖像傳感器；可見光依次通過第二棱鏡和第三棱鏡后分離出綠光，且綠光通過第二成像透鏡成像后傳輸到綠光CMOS圖像傳感器；可見光依次通過第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡后分離出紅光，且紅光通過第三成像透鏡成像后傳輸到紅光CMOS圖像傳感器。

優選的，所述激發光源產生785nm激光。

優選的，第一濾光件為陷波濾光片，該陷波濾光片為780nm陷波濾光片，用于對785nm的激光進行阻擋。

優選的，所述第二濾光件為帶通濾光片，用于純化熒光。

優選的，所述匯聚鏡頭包括凸透鏡和凹透鏡。

優選的，所述熒光CMOS圖像傳感器、藍光CMOS圖像傳感器、綠光CMOS圖像傳感器和紅光CMOS圖像傳感器均為黑白CMOS圖像傳感器，且集成在同一相機內。