三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：系統(tǒng)支撐模塊、光源模塊、光學(xué)信號(hào)采集模塊、三維定位模塊和計(jì)算機(jī)模塊；系統(tǒng)支撐模塊對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行支撐；光源模塊對(duì)成像區(qū)域提供光源照射；光學(xué)信號(hào)采集模塊采集成像區(qū)域中的光學(xué)信號(hào)；三維定位模塊定位探針裝置在成像目標(biāo)中的深度信息；計(jì)算機(jī)模塊對(duì)參數(shù)設(shè)置和對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與顯示。本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)熒光圖像和可見光圖像的實(shí)時(shí)融合成像來提供二維導(dǎo)航以及實(shí)現(xiàn)三維解剖結(jié)構(gòu)圖像連續(xù)動(dòng)態(tài)顯示來提供三維導(dǎo)航。
【專利說明】三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)分子影像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]分子影像是21世紀(jì)最耀眼的科學(xué)與技術(shù)之一，它是指無損傷地在分子水平上探測(cè)生物體內(nèi)分子，并給出體內(nèi)分子分布信息的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。并被實(shí)踐證明是一種能夠在體可視化分子、基因、細(xì)胞水平生物體生理病理變化的影像工具。作為其中一種重要的分子影像成像模態(tài)，光學(xué)分子影像憑借自身低成本、高通量、非侵入、非接觸、非電離輻射、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)應(yīng)用到了腫瘤的早期檢測(cè)、藥物的研發(fā)等領(lǐng)域。
[0003]光學(xué)分子影像技術(shù)相比于傳統(tǒng)的影像技術(shù)，具有如下的優(yōu)勢(shì):其一，光學(xué)分子影像技術(shù)可將基因表達(dá)、生物信號(hào)傳遞等復(fù)雜的過程變成直觀的圖像，使人們能更好地在分子水平上了解疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制及過程；其二，能夠發(fā)現(xiàn)疾病早期的分子變異及病理改變過程；其三，可在活體上連續(xù)觀察藥物或基因治療的機(jī)理和效果。通常，探測(cè)生物組織分子的方法分離體探測(cè)方法和在體探測(cè)方法兩種，光學(xué)分子影像技術(shù)作為一種在體探測(cè)方法，其優(yōu)勢(shì)在于可以快速、遠(yuǎn)距離、無損傷地獲得生物組織分子的圖像。它可以揭示病變的早期分子生物學(xué)特征，從而為疾病的早期診斷和治療提供可能，也為臨床診斷引入了新的概念。
[0004]激發(fā)熒光成像技術(shù)是一種光學(xué)分子影像技術(shù)，激發(fā)熒光成像的原理可以描述為:通過生物體外的激發(fā)光源，照射生物體內(nèi)的熒光基團(tuán)，使其達(dá)到高能量狀態(tài)，熒光基團(tuán)吸收光能使得電子躍遷到了激發(fā)態(tài)，電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過程中會(huì)釋放出熒光，該熒光較激發(fā)光向紅端移動(dòng)，即發(fā)射的熒光的波長(zhǎng)比激發(fā)熒光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，熒光在組織體內(nèi)傳播并有一部分達(dá)到體表，從體表發(fā)出的熒光被高靈敏度的探測(cè)器接收到，從而形成熒光圖像。通常，熒光基團(tuán)產(chǎn)生的熒光經(jīng)過生物體內(nèi)組織的吸收、散射后，到達(dá)表面的時(shí)候強(qiáng)度已經(jīng)較弱，這時(shí)候，就需要在避光條件良好的暗箱環(huán)境中進(jìn)行成像操作，即利用高靈敏度的CCD相機(jī)捕獲到達(dá)表面的熒光光子，然后通過計(jì)算機(jī)處理捕獲的信號(hào)并進(jìn)行成像。
[0005]光學(xué)分子影像導(dǎo)航技術(shù)就是利用激發(fā)熒光成像技術(shù)來為成實(shí)驗(yàn)操作者提供導(dǎo)航的一種技術(shù)，熒光圖像和可見光圖像的實(shí)時(shí)融合成像，能夠指引成像實(shí)驗(yàn)操作者獲取熒光區(qū)域的二維位置信息。連續(xù)動(dòng)態(tài)的三維解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)成像能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作者提供深度信息。因而，三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供二維的圖像引導(dǎo)以及三維的圖像引導(dǎo)，對(duì)于開展實(shí)驗(yàn)操作具有很好的輔助作用。
[0006]目前現(xiàn)有的成型的光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)主要提供的是二維的圖像信息的引導(dǎo)，采用熒光圖像的連續(xù)動(dòng)態(tài)成像或者采用熒光圖像和可見光圖像的融合圖像的連續(xù)動(dòng)態(tài)成像來為成像實(shí)驗(yàn)操作者提供導(dǎo)航，而三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)在提供實(shí)時(shí)融合成像的同時(shí)，還能夠提供成像目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)信息的三維圖像。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)熒光圖像和可見光圖像的實(shí)時(shí)融合成像來提供二維導(dǎo)航，以及實(shí)現(xiàn)三維解剖結(jié)構(gòu)圖像連續(xù)動(dòng)態(tài)顯示來提供三維導(dǎo)航。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:系統(tǒng)支撐模塊(101)、光源模塊(107)、光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)、三維定位模塊(122)和計(jì)算機(jī)模塊(125)；
[0009]系統(tǒng)支撐模塊(101)對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行支撐；
[0010]光源模塊(107)對(duì)成像區(qū)域提供光源照射；
[0011]光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)采集成像區(qū)域中的光學(xué)信號(hào)；
[0012]三維定位模塊(122)定位探針裝置在成像目標(biāo)中的深度信息；
[0013]計(jì)算機(jī)模塊(125)對(duì)參數(shù)設(shè)置和對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與顯示；
[0014]所述系統(tǒng)支撐模塊(101)通過光源支架(102)與光源模塊(107)相連接；系統(tǒng)支撐模塊(101)通過光學(xué)平臺(tái)支架(106)與光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)相連接；系統(tǒng)支撐模塊
(101)通過三位定位裝置支架(100)與三位定位模塊(122)相連接；系統(tǒng)支撐模塊(101)通過計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(103)和計(jì)算機(jī)顯示器支架(104)與計(jì)算機(jī)模塊(125)相連接。
[0015]本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，根據(jù)激發(fā)熒光實(shí)時(shí)成像技術(shù)的特點(diǎn)以及三維解剖結(jié)構(gòu)圖像的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，并基于長(zhǎng)期在激發(fā)熒光成像【技術(shù)領(lǐng)域】的研究經(jīng)驗(yàn)，提供了三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，采用兩臺(tái)CCD相機(jī)、一臺(tái)激發(fā)光源、一臺(tái)白光光源、一臺(tái)同步觸發(fā)器、一臺(tái)定位裝置等裝置來實(shí)現(xiàn)光學(xué)熒光圖像和可見光圖像的實(shí)時(shí)融合成像來提供二維導(dǎo)航以及實(shí)現(xiàn)三維解剖結(jié)構(gòu)圖像連續(xù)動(dòng)態(tài)顯示來提供三維導(dǎo)航。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)涉及的內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理方法、激發(fā)熒光圖像實(shí)時(shí)成像方法，可見光圖像實(shí)時(shí)成像方法，激發(fā)熒光與可見光圖像實(shí)時(shí)融合成像方法，三維解剖結(jié)構(gòu)截面信息實(shí)時(shí)成像方法。
[0020]本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)激發(fā)熒光實(shí)時(shí)成像技術(shù)的特點(diǎn)以及三維解剖結(jié)構(gòu)圖像的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，并基于長(zhǎng)期在激發(fā)熒光成像【技術(shù)領(lǐng)域】的研究經(jīng)驗(yàn)，提供了三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，采用兩臺(tái)CCD相機(jī)、一臺(tái)激發(fā)光源、一臺(tái)白光光源、一臺(tái)同步觸發(fā)器、一臺(tái)定位裝置等裝置來實(shí)現(xiàn)光學(xué)熒光圖像和可見光圖像的實(shí)時(shí)融合成像來提供二維導(dǎo)航以及實(shí)現(xiàn)三維解剖結(jié)構(gòu)圖像連續(xù)動(dòng)態(tài)顯示來提供三維導(dǎo)航。
[0021]圖1是本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，本系統(tǒng)具體包括:系統(tǒng)支撐模塊101、光源模塊107、光學(xué)信號(hào)采集模塊114、三維定位模塊122和計(jì)算機(jī)模塊125。
[0022]系統(tǒng)支撐模塊101通過光源支架102與光源模塊107相連接；系統(tǒng)支撐模塊101通過光學(xué)平臺(tái)支架106與光學(xué)信號(hào)采集模塊114相連接；系統(tǒng)支撐模塊101通過三位定位裝置支架100與三位定位模塊122相連接；系統(tǒng)支撐模塊101通過計(jì)算機(jī)主機(jī)支架103和計(jì)算機(jī)顯示器支架104與計(jì)算機(jī)模塊125相連接。
[0023]系統(tǒng)支撐模塊101用于對(duì)系統(tǒng)中使用到的設(shè)備提供支撐作用；光源模塊107用于對(duì)成像區(qū)域提供光源照射；光學(xué)信號(hào)采集模塊114用于采集成像區(qū)域中的光學(xué)信號(hào)；三維定位模塊122用于定位探針裝置在成像目標(biāo)中的深度信息。計(jì)算機(jī)模塊125用于對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置和對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與顯示。
[0024]系統(tǒng)支撐模塊101包括三位定位裝置支架100、光源支架102、計(jì)算機(jī)主機(jī)支架103、計(jì)算機(jī)顯示器支架104、系統(tǒng)支架105、光學(xué)平臺(tái)支架106。其中:三位定位裝置支架100支撐三位定位模塊122。光源支架102用于支撐光源模塊107。計(jì)算機(jī)主機(jī)支架103用于支撐計(jì)算機(jī)主機(jī)。計(jì)算機(jī)顯示器支架104用于支撐計(jì)算機(jī)顯示器。系統(tǒng)支架105用于支撐起三維定位裝置支架100、光源支架102、計(jì)算機(jī)主機(jī)支架104、計(jì)算機(jī)顯示器支架105和光學(xué)平臺(tái)支架106。光學(xué)平臺(tái)支架106用于支撐光學(xué)信號(hào)采集模塊114 ;三位定位裝置支架102與系統(tǒng)支架105相連接；光源支架102與系統(tǒng)支架105相連接；計(jì)算機(jī)主機(jī)支架103與系統(tǒng)支架105相連接；計(jì)算機(jī)顯示器支架104與系統(tǒng)支架105相連接；光學(xué)平臺(tái)支架106與系統(tǒng)支架105相連接。
[0025]光源模塊107包括激發(fā)突光光源108、白光光源109、第一濾光片110,第二濾光片111。其中:激發(fā)突光光源108,用于提供激發(fā)突光；第一濾光片111,內(nèi)置于激發(fā)突光光源108中，激發(fā)熒光光源108提供的激發(fā)熒光通過第一濾光片110后照射到成像區(qū)域112。可見光光源109，用于提供可見光；第二濾光片111，內(nèi)置于可見光光源109中，可見光光源提供的可見光109通過第二濾光片111后照射到成像區(qū)域112。
[0026]光學(xué)信號(hào)米集模塊114包括光學(xué)鏡頭115、分光棱鏡116、第三濾光片117,第四濾光片118、C⑶可見光相機(jī)119，C⑶熒光相機(jī)121、同步觸發(fā)裝置121。其中:光學(xué)鏡頭116與分光棱鏡116相連接；第三濾光片117位于分光棱鏡116與(XD熒光相機(jī)120的接口處；第四濾光片118位于分光棱鏡116和CCD可見光相機(jī)119的接口處；CCD可見光相機(jī)與分光棱鏡相連接，用于采集成像區(qū)域112中的可見光；CCD熒光相機(jī)120與分光棱鏡相連接，用于采集成像區(qū)域112中的激發(fā)熒光，同步觸發(fā)裝置與CCD熒光相機(jī)120、CCD可見光相機(jī)119以及計(jì)算機(jī)主機(jī)相連接，用于同步觸發(fā)CCD熒光相機(jī)120和CCD可見光相機(jī)121獲取熒光圖像和可見光圖像。
[0027]三維定位模塊122包括探針裝置123、定位裝置124。其中:定位裝置124通過三維定位裝置支架100與系統(tǒng)支撐模塊101相連接；探針裝置123可在成像區(qū)域122向各個(gè)方向移動(dòng)。探針裝置113用于探測(cè)成像目標(biāo)113內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)截面信息。定位裝置124用于定位探針裝置123在成像目標(biāo)113內(nèi)的位置。當(dāng)探針裝置113插入成像目標(biāo)113內(nèi)時(shí)，定位裝置能夠定位探針裝置123的針尖的具體位置，并計(jì)算出探針針尖位于成像目標(biāo)113的深度。
[0028]計(jì)算機(jī)模塊125包括軟件控制模塊126，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127，數(shù)據(jù)處理模塊128，數(shù)據(jù)顯示模塊129。其中:軟件控制模塊126用于設(shè)置三維定位模塊122、光學(xué)信號(hào)采集模塊114、光源模塊107內(nèi)的一些基本參數(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127用于存儲(chǔ)成像實(shí)驗(yàn)前采集到的成像目標(biāo)113解剖結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)信息，以及成像實(shí)驗(yàn)中光學(xué)信號(hào)采集模塊114采集到的光學(xué)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理模塊128根據(jù)三維定位模塊122中返回的位置信息，提取出探針裝置123的針尖所在成像目標(biāo)113內(nèi)部位置處的解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的截面數(shù)據(jù)信息，并顯示在數(shù)據(jù)顯示模塊129上，能夠同時(shí)連續(xù)動(dòng)態(tài)顯示X-Y平面、X-Z平面、Y-Z平面的截面信息以及三維解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的三維圖像信息。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊128將光學(xué)信號(hào)采集模塊采集到的熒光圖像數(shù)據(jù)和可見光圖像數(shù)據(jù)亮度調(diào)整、特征提取、特征增強(qiáng)、匹配、融合等處理，得到熒光圖像和可見光圖像的融合圖像，并連續(xù)動(dòng)態(tài)地顯示在數(shù)據(jù)顯示模塊129上。數(shù)據(jù)顯示模塊129主要用于顯示數(shù)據(jù)處理模塊128將數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果信息。軟件控制模塊126與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127相連接；軟件控制模塊126與數(shù)據(jù)處理模塊128相連接；軟件控制模塊126與數(shù)據(jù)顯示模塊129相連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127與數(shù)據(jù)處理模塊128相連接；數(shù)據(jù)處理模塊128與數(shù)據(jù)顯示模塊129相連接。
[0029]圖2為本實(shí)用新型三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航方法流程圖，如圖所示，結(jié)合圖1所示的系統(tǒng)，本方法具體包括:
[0030]步驟S1:通過系統(tǒng)支撐模塊101將系統(tǒng)支架102和光學(xué)平臺(tái)支架106調(diào)整到合適的高度。打開計(jì)算機(jī)主機(jī)301、計(jì)算機(jī)顯示器302、定位裝置124、同步觸發(fā)裝置121、(XD熒光相機(jī)120、(XD可見光相機(jī)119、激發(fā)熒光光源108、可見光光源109對(duì)成像區(qū)域112進(jìn)行照射。
[0031]步驟S2:打開計(jì)算機(jī)模塊125中的軟件控制模塊126、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127、數(shù)據(jù)處理模塊128、數(shù)據(jù)顯示模塊129，在軟件控制模塊126中設(shè)置同步觸發(fā)裝置121的同步觸發(fā)頻率，CCD熒光相機(jī)120以及CCD可見光相機(jī)119相機(jī)曝光時(shí)間、相機(jī)快門方式、是否自動(dòng)存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，定位裝置的定位參數(shù)等參數(shù)，然后控制光學(xué)信號(hào)采集模塊114和三維定位模塊122，使光學(xué)信號(hào)采集模塊114對(duì)成像區(qū)域112進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使三維定位模塊的定位裝置122對(duì)探針裝置123進(jìn)行位置定位。
[0032]步驟S3:根據(jù)軟件控制模塊126中設(shè)置的同步觸發(fā)頻率，同步觸發(fā)裝置121會(huì)同步觸發(fā)(XD熒光相機(jī)120和(XD可見光相機(jī)119同步獲取成像區(qū)域122中的圖像數(shù)據(jù)。
[0033]同時(shí)三維定位模塊122中的定位裝置124對(duì)探針裝置123進(jìn)行位置定位，定位探針裝置在成像目標(biāo)113中的位置。
[0034]步驟S4:(XD熒光相機(jī)120和(XD可見光相機(jī)119將捕獲到的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)模塊125，計(jì)算機(jī)模塊125中的數(shù)據(jù)處理模塊128處理傳輸過來的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)CCD熒光相機(jī)120和CCD可見光相機(jī)119捕獲到的熒光圖像數(shù)據(jù)和可見光圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度調(diào)整、特征提取、特征增強(qiáng)、添加偽彩色、匹配、融合等處理，并將融合后的圖像數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)顯示模塊129中，將需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127中。
[0035]同時(shí)，根據(jù)三維定位模塊傳輸過來的位置探針裝置123的位置信息，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊127中的實(shí)驗(yàn)前獲取的成像目標(biāo)113的解剖結(jié)構(gòu)信息對(duì)應(yīng)的截面信息提取出來，并顯示在數(shù)據(jù)顯示模塊129中，同時(shí)，也將成像目標(biāo)113的三維解剖結(jié)構(gòu)信息顯示在數(shù)據(jù)顯示模塊129中。
[0036]步驟S5:在數(shù)據(jù)顯示模塊129中，有一些顯示的選項(xiàng)，例如:顯示融合圖像數(shù)據(jù)、顯示熒光圖像數(shù)據(jù)，顯示白光圖像數(shù)據(jù)，顯示三維解剖結(jié)構(gòu)圖像數(shù)據(jù)，顯示成像目標(biāo)113的界面數(shù)據(jù)等等。用戶也可以在數(shù)據(jù)顯示模塊129中根據(jù)需要選擇相應(yīng)的選項(xiàng)。
[0037]根據(jù)以上方案可以看出，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0038]1.利用本實(shí)用新型，可以僅用實(shí)現(xiàn)就可以連續(xù)、動(dòng)態(tài)地獲取成像區(qū)域112中的熒光圖像和白光圖像，并利用計(jì)算機(jī)模塊融合采集到的熒光圖像數(shù)據(jù)和白光圖像數(shù)據(jù)，并做實(shí)時(shí)融合顯示，有效地解決了連續(xù)、動(dòng)態(tài)地顯示融合圖像這一問題。
[0039]2.利用本實(shí)用新型，通過計(jì)算機(jī)模塊125中的軟件控制模塊126能夠便捷地控制光學(xué)信號(hào)采集模塊114和三維定位模塊122，使光學(xué)信號(hào)采集模塊114采集熒光圖像數(shù)據(jù)和白光圖像數(shù)據(jù)，是三維定位模塊定位位置信息。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)處理模塊128對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，使最終得到的圖像清晰且特征突出。功能顯著，操作簡(jiǎn)單便捷。
[0040]3.利用本實(shí)用新型，通過支架的便捷設(shè)計(jì)，能方便升降、移動(dòng)等操作。同時(shí)，通過選擇合理的濾光片和合適的熒光強(qiáng)度，能夠探測(cè)到較深的熒光信息，能夠最大程度地保留有用的光學(xué)信號(hào)。
[0041]4.通過本實(shí)用新型，由于在實(shí)驗(yàn)過程中需要進(jìn)行避光處理，同時(shí)，通過在激發(fā)熒光光源108內(nèi)放置第一濾光片110和在可見光光源109內(nèi)放置2濾光片111，使得照射到成像區(qū)域112上的熒光信號(hào)和可見光信號(hào)具有不同的光譜范圍，在實(shí)際操作中實(shí)驗(yàn)人員可以看到清晰的白光信息，同時(shí)也可以觀測(cè)到明顯的熒光信息，以及兩者的融合信息。
[0042]5.通過本實(shí)用新型，通過三維定位模塊122中的定位裝置124，能夠定位探針裝置123在成像目標(biāo)113內(nèi)的位置，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)模塊125中存儲(chǔ)的成像目標(biāo)的解剖結(jié)構(gòu)信息，能夠提取并顯示探針裝置123針尖所在成像目標(biāo)113中的位置處的成像目標(biāo)113的解剖結(jié)構(gòu)截面信息，也能夠顯示成像目標(biāo)的解剖結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)信息。
[0043]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三維光學(xué)分子影像導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:系統(tǒng)支撐模塊(101)、光源模塊(107)、光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)、三維定位模塊(122)和計(jì)算機(jī)模塊(125)； 系統(tǒng)支撐模塊(101)對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行支撐； 光源模塊(107)對(duì)成像區(qū)域提供光源照射； 光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)采集成像區(qū)域中的光學(xué)信號(hào)； 三維定位模塊(122)定位探針裝置在成像目標(biāo)中的深度信息； 計(jì)算機(jī)模塊(125)對(duì)參數(shù)設(shè)置和對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與顯示； 所述系統(tǒng)支撐模塊(101)通過光源支架(102)與光源模塊(107)相連接；系統(tǒng)支撐模塊(101)通過光學(xué)平臺(tái)支架(106)與光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)相連接；系統(tǒng)支撐模塊(101)通過三位定位裝置支架(100)與三位定位模塊(122)相連接；系統(tǒng)支撐模塊(101)通過計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(103)和計(jì)算機(jī)顯示器支架(104)與計(jì)算機(jī)模塊(125)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)支撐模塊(101)包括三位定位裝置支架(100)、光源支架(102)、計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(103)、計(jì)算機(jī)顯示器支架(104)、系統(tǒng)支架(105)、光學(xué)平臺(tái)支架(106)，其中: 所述三位定位裝置支架(100)支撐三位定位模塊(122)； 所述光源支架(102)支撐所述光源模塊(107)； 所述計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(103)支撐計(jì)算機(jī)主機(jī)； 所述計(jì)算機(jī)顯示器支架(104)支撐計(jì)算機(jī)顯示器；所述系統(tǒng)支架(105)支撐起所述三維定位裝置支架(100)、光源支架(102)、計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(104)、計(jì)算機(jī)顯示器支架(105)和光學(xué)平臺(tái)支架(106)； 所述光學(xué)平臺(tái)支架(106)用于支撐所述光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)； 所述三位定位裝置支架(122)與系統(tǒng)支架(105)相連接；光源支架(102)與系統(tǒng)支架(105)相連接；計(jì)算機(jī)主機(jī)支架(103)與系統(tǒng)支架(105)相連接；計(jì)算機(jī)顯示器支架(104)與系統(tǒng)支架(105)相連接；光學(xué)平臺(tái)支架(106)與系統(tǒng)支架(105)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模塊(107)包括激發(fā)熒光光源(108)、白光光源(109)、第一濾光片(110)，第二濾光片(111);其中: 所述激發(fā)熒光光源(108)提供激發(fā)熒光；所述第一濾光片(110)內(nèi)置于所述激發(fā)熒光光源(108)中，所述激發(fā)熒光光源(108)提供的激發(fā)熒光通過所述第一濾光片(110)后照射到所述成像區(qū)域(112)； 所述可見光光源(109)提供可見光；所述第二濾光片(111)，內(nèi)置于所述可見光光源(109)中，所述可見光光源提供的可見光(109)通過所述第二濾光片(111)后照射到所述成像區(qū)域(112)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)包括光學(xué)鏡頭(115)、分光棱鏡(116)、第三濾光片(117),第四濾光片(118)、CCD可見光相機(jī)(119),C⑶熒光相機(jī)(121)、同步觸發(fā)裝置(121);其中: 所述光學(xué)鏡頭(115)與所述分光棱鏡(116)相連接；所述第三濾光片(117)位于所述分光棱鏡(116)與所述CCD熒光相機(jī)(120)的接口處；所述第四濾光片(118)位于所述分光棱鏡(116)和所述CCD可見光相機(jī)(119)的接口處；所述CCD可見光相機(jī)(119)與所述分光棱鏡(116)相連接，采集成像區(qū)域(112)中的可見光；所述CCD熒光相機(jī)(120)與所述分光棱鏡(116)相連接，采集所述成像區(qū)域(112)中的激發(fā)熒光，同步觸發(fā)裝置(121)與所述CCD熒光相機(jī)(120)、CCD可見光相機(jī)(119)以及計(jì)算機(jī)主機(jī)相連接，用于同步觸發(fā)所述C⑶熒光相機(jī)(120)和C⑶可見光相機(jī)(121)獲取熒光圖像和可見光圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述三維定位模塊(122)包括探針裝置(123)、定位裝置(124);其中: 所述探針裝置(113)探測(cè)所述成像目標(biāo)(113)內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)截面信息；所述定位裝置(124)定位所述探針裝置(123)在所述成像目標(biāo)(113)內(nèi)的位置； 所述定位裝置(124)通過三維定位裝置支架(100)與系統(tǒng)支撐模塊(101)相連接；探針裝置(123)在成像區(qū)域(122)向各個(gè)方向移動(dòng)； 當(dāng)所述探針裝置(113)插入所述成像目標(biāo)(113)內(nèi)，所述定位裝置(124)定位所述探針裝置(123)的針尖的位置，并計(jì)算出針尖位于所述成像目標(biāo)(113)的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)模塊(125)包括軟件控制模塊(126)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(127)，數(shù)據(jù)處理模塊(128)，數(shù)據(jù)顯示模塊(129);其中: 所述軟件控制模塊(126)設(shè)置所述三維定位模塊(122)、光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)、光源模塊(107)內(nèi)的基本參數(shù)； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(127)存儲(chǔ)采集到的成像目標(biāo)(113)解剖結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)信息，以及所述光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)采集到的光學(xué)數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)處理模塊(128)根據(jù)三維定位模塊(122)中返回的位置信息，提取出探針裝置(123)的針尖所在所述成像目標(biāo)(113)內(nèi)部位置處的解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的截面數(shù)據(jù)信息，并顯示在所述數(shù)據(jù)顯示模塊(129)上，動(dòng)態(tài)顯示(X-Y)平面、(X-Z)平面、(Y-Z)平面的截面信息以及三維解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的三維圖像信息； 所述數(shù)據(jù)處理模塊(128)將所述光學(xué)信號(hào)采集模塊(114)采集到的熒光圖像數(shù)據(jù)和可見光圖像數(shù)據(jù)亮度調(diào)整、特征提取、特征增強(qiáng)、匹配、融合處理，得到熒光圖像和可見光圖像的融合圖像，動(dòng)態(tài)地顯示在數(shù)所述據(jù)顯示模塊(129)上；所述數(shù)據(jù)顯示模塊(129)顯示所述數(shù)據(jù)處理模塊(128)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果信息；所述軟件控制模塊(126)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(127)相連接；軟件控制模塊(126)與數(shù)據(jù)處理模塊(128)相連接；軟件控制模塊(126)與數(shù)據(jù)顯示模塊(129)相連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(127)與數(shù)據(jù)處理模塊(128)相連接；數(shù)據(jù)處理模塊(128)與數(shù)據(jù)顯示模塊(129)相連接。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK204120992SQ201420532142
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】田捷, 葉津佐, 遲崇巍, 楊鑫 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所