[發(fā)明專利]一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭及其成像方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110201027.7
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112807096A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鵬;胡善云
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海維爾康生物科技有限公司
• 主分類號: A61B90/00
• 分類號: A61B90/00;A61B5/00;A61B1/06;H04N5/225;H04N5/232;H04N5/235;H04N5/265;H04N5/374;H04N9/04
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

本發(fā)明公開一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭，包括熒光攝像頭和圖像處理主機，熒光攝像頭包括一個彩色CMOS感光芯片、一個黑白CMOS感光芯片和一個分光棱鏡，分光棱鏡用于將入射光分別投射在彩色CMOS感光芯片和黑白CMOS感光芯片上，圖像處理主機用于處理彩色CMOS感光芯片和黑白CMOS感光芯片上的圖像，且公開相應(yīng)的成像方法，本發(fā)明中一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭可以使雙CMOS像的疊加更為精準。因為雙CMOS的成像是同一個攝像頭的成像，相比現(xiàn)有的雙攝像頭熒光探測儀，提高了手術(shù)的精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭，還涉及一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭的成像方法。

背景技術(shù)

醫(yī)用成像技術(shù)極大地提高了醫(yī)生對于病灶原因和位置、病情發(fā)展階段、后期恢復(fù)以及治療等診斷的準確性，例如X-射線計算機斷層成像(CT)、正電子發(fā)射斷層顯像(PET)、單光子發(fā)射計算機斷層成像(SPECT)、光譜成像(FI)和磁共振成像(MRI)。然而，相對于診斷階段的醫(yī)用成像技術(shù)，外科手術(shù)中的顯影診斷技術(shù)，特別是針對腫瘤組織判斷的顯影技術(shù)，直接影響到切除手術(shù)的成敗，以及術(shù)后病人的康復(fù)效果。然而到目前為止，外科醫(yī)生在查看手術(shù)視野時，絕大多數(shù)的情況下只能依靠肉眼觀察到的表面現(xiàn)象來進行手術(shù)。這一現(xiàn)實情況使得在腫瘤組織的切除術(shù)中，仍有高達25％案例的腫瘤組織不能被徹底切除；該情況進一步導(dǎo)致癌細胞局部復(fù)發(fā)率高達28％。此外，盡管現(xiàn)有的技術(shù)手段如CT和術(shù)中超聲評估術(shù)能大致確定和判斷腫瘤組織范圍，但仍有6％～20％的腫瘤組織轉(zhuǎn)移不能被檢測出來，特別是超小(5)的轉(zhuǎn)移灶。因此，精確的判斷需要切除腫瘤組織的位置、避免損傷正常組織的結(jié)構(gòu)以及尋找小的轉(zhuǎn)移病灶為臨床手術(shù)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。這一迫切的需求促進了一類能幫助外科醫(yī)生在手術(shù)中現(xiàn)場識別、判斷腫瘤組織的靶向染色劑新技術(shù)的發(fā)展；該技術(shù)使醫(yī)生能快速、精確的確定腫瘤細胞的位置，從而達到徹底切除，根除腫瘤細胞對病人的二次傷害。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭，主要解決背景技術(shù)中的問題。

本發(fā)明第一方面提出一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭，包括熒光攝像頭和圖像處理主機，所述熒光攝像頭包括一個彩色CMOS感光芯片、一個黑白CMOS感光芯片和一個分光棱鏡，所述分光棱鏡用于將入射光分別投射在所述彩色CMOS感光芯片和所述黑白CMOS感光芯片上，所述圖像處理主機用于處理所述彩色CMOS感光芯片和所述黑白CMOS感光芯片上的圖像。

進一步改進在于，所述彩色CMOS感光芯片設(shè)置在所述分光棱鏡的正后方，所述黑白CMOS感光芯片設(shè)置在所述分光棱鏡的正下方。

本發(fā)明第二方面提出一種新型光學(xué)設(shè)計的熒光攝像頭的成像方法，所述方法包括：

S1、內(nèi)窺鏡和調(diào)焦鏡頭采集待處理的手術(shù)區(qū)域圖像，并在所述分光棱鏡處分為2束光分別在所述彩色CMOS感光芯片形成待處理的彩色圖像，在所述黑白CMOS感光芯片上形成待處理的黑白圖像；

S2、所述彩色CMOS感光芯片上的圖像經(jīng)過圖像處理主機進行熒光補償后獲得高還原的彩色圖像；

S3、所述黑白CMOS感光芯片上的圖像經(jīng)過圖像處理主機進行增強和二值化處理后獲得熒光圖像；

S4、將步驟S2得到的高還原的彩色圖像和步驟S3得到的熒光圖像進行處理和疊加，獲得清晰的手術(shù)區(qū)域圖像，同時標記出熒光染色區(qū)域。

進一步改進在于，所述步驟S1具體還包括：所述分光棱鏡為熒光波長全反射、其他可見光波段全透射的工作模式，其中透射光束集中打在所述彩色CMOS感光芯片上并形成待處理的彩色圖像，反射光束集中打在所述黑白CMOS感光芯片上并形成待處理的黑白圖像。

進一步改進在于，所述待處理的手術(shù)區(qū)域圖像對白時也需要進行熒光補償。