[发明专利]一种便携多模式医疗显微导航装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对病灶的显微影像和医疗导航的多模式医疗显微导航装置及其控制方法，属于医疗影像，医疗器械。

背景技术

以最大限度减少患者创伤为目标的微创治疗和将创伤降至最低点的无创治疗已经成为近年来医学领域的新治疗手段。由于在微创或无创治疗过程中没有生成传统治疗中的伤口，也就无法对病灶进行直接的肉眼观察，因此需要影像的精确导航，以便准确的将目标组织在不扩大病变区域的前提下完全处理掉。通过影像的精确导航，疾病的治疗可以更加准确、系统和完善。分子影像技术不仅可以用于早期发现和精确诊断，还可以为基于影像的手术导航提供强有力的支持，从而极大地推动生命科学和临床医学的发展。

对于基于分子影像技术的临床手术导航而言，影像不仅起到导航的作用，同时也起到监控成像和疗效评价成像的作用。与传统基于超声波技术的临床手术导航相比，基于分子影像技术的临床手术导航能够从分子病理水平指导手术，能够实现更精准的手术定位。近红外荧光成像技术是分子影像技术的一种，是一种非侵入、无损害的技术，以近红外荧光团为造影剂，当一种波长的近红外光照射外科手术野时，手术野发射出另外一种波长的近红外光，摄取这种发射的近红外光可以精确确定近红外荧光团的位置。当近红外荧光团标记到活体细胞、组织和器官时，通过手术野中的近红外光就可以显示组织的结构和病变部位。

虽然目前已有基于近红外荧光成像技术的用于定位肿瘤边界及前哨淋巴结的产品，但是此类产品采用的单相机系统只能获得荧光图，无法实时获取手术域的背景图及血氧等功能信息；理论上可以采用双相机系统，以其中的一个相机采集荧光图像，另一个相机用于采集手术域的背景图像；加之系统在获取荧光图像时易受手术灯等环境杂光的影响，只能在专门的手术室中进行使用，整个系统在图像采集与处理、器件控制与通讯方面依赖于繁杂的操作平台，系统体积大，且缺乏对病变部位细节的显微成像。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种便携多模式医疗显微导航装置及其控制方法，以期基于独立微型处理器的单摄像系统，实现完全手持式、无线缆连接以及显微放大功能，用于无法对病灶进行直接的肉眼观察的微创或无创手术，实现在剔除环境杂光影响的情况下将病变区域的荧光信号采集放大，同时融合手术域的背景图像，使得医生在诊疗过程中，可以实时地观测到病变区域的精确位置和边界，同时提供手术域的血氧信息，多模式地指导医生进行医疗操作。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明便携多模式医疗显微导航装置包括壳体、控制模块、摄像模块、光学显微模块、光源模块和显示模块；其结构特点是：

所述光源模块是由各不同类型光源所构成，包括荧光激发光源、背景成像光源和多光谱血氧成像光源；

所述摄像模块内置或外附于壳体，由所述摄像模块采集在光源模块投照下的目标组织的图像信息；

所述光学显微模块内置或外附于壳体，用于提供目标组织的1∶1比例图像或放大比例图像；

所述控制模块是采用微处理器，所述微处理器通过时序控制实现由同一个摄像模块在去除外界杂光的影响下对目标组织分别进行荧光成像、背景成像和多光谱血氧成像。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：所述时序控制是指由微处理器控制所述荧光激发光源和背景成像光源交替工作，多光谱血氧成像光源关闭，由所述摄像模块分别同步获得荧光图像和背景图像，利用所述微处理器对于所述荧光图像和背景图像进行融合，实时获得荧光图像和背景图像的融合图像信息。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：所述时序控制是指由微处理器控制所述光源模块切换为多光谱血氧成像光源，利用所述摄像模块实时获得目标组织多光谱血氧图像信息。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：在所述壳体的前端设置遮光罩，利用所述遮光罩遮挡目标组织所在区域的外界杂光，避免干扰。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：所述摄像模块是采用感光器件，包括CCD摄像头和CMOS摄像头。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：所述摄像模块具有滤光片，所述滤光片能够以自动或手动的方式置于所述摄像模块的工作光路中，或脱离所述工作光路。

本发明便携多模式医疗显微导航装置的结构特点也在于：所述荧光激发光源、背景成像光源和多光谱血氧成像光源为LED或LD阵列；设置所述荧光激发光源的波长为650-800nm；背景成像光源的波长为800-1100nm；多光谱血氧成像光源的波长为400nm-800nm。