[发明专利]基于荧光照明来生成3D图像的系统和方法

权利要求书

1.一种用于基于荧光照明来生成三维(3D)图像的计算机实现的方法，其包括：

从捕获荧光照明并且定位在朝向具有其中带有荧光照明的多个区域的对象的相应视差处的至少三个成像传感器中的每一个并行地接收多个图像的相应序列，所述多个图像的相应序列包括所述多个区域的荧光照明并且描绘由组织对荧光照明的散射，所述多个图像中的每一个被时间间隔分开；

分析相应的至少三个序列，以创建指示所述多个区域中每个相应区域的深度的体积数据集；根据所述体积数据集来生成3D图像；以及

通过应用以下中的至少一个来调整所述3D图像以获得改进的空间分辨率和减少的由组织对荧光照明的散射：

计算各向同性参考；

计算去卷积参数，所述去卷积参数补偿所述荧光照明的散射和估计荧光照明剂从血管中渗漏的扩散；以及

将自适应滤波器应用于由所述至少三个图像传感器中的每一个接收的每个相应序列，所述自适应滤波器被设计成以下中的至少一个：去除和减少所述荧光照明的散射。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象包括在活的哺乳动物之内的组织，所述其中带有荧光照明的多个区域包括：位于所述活的哺乳动物的皮肤下方的、注射有荧光照明剂的多个血管，并且所述至少三个成像传感器位于所述皮肤的外部并且不接触所述皮肤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析包括：分析所述相应序列以计算所述至少三个成像传感器中的每对成像传感器的相应视差数据集，以及基于每对成像传感器的相应视差数据集来计算所述体积数据集，其中所述体积数据集指示所述多个区域中的每个区域的3D位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析包括：基于对指示在每个相应序列的相应图像元素处的荧光照明强度的变化的至少一个图案的分析来计算时间相似性指数，以及根据所述时间相似性指数来计算所述区域中的每个区域的类型。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过链接具有指示所述荧光照明强度的变化的至少一个图案的相似性的图像元素来计算所述区域中的每个区域的类型，其中根据基于所述时间相似性指数的相似性要求来定义相似性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中根据下述等式来计算所述相似性要求：

其中：

I_r(t)表示参考时间函数，

S_i表示通过与I_r(t)进行比较来定义表示当前时间函数的I_c(t)之间的相对距离的时间评估

并且根据关系|I_c(t)-I_r(t)|来将所述相似性计算为曼哈顿距离。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中指示所述荧光照明强度的变化的至少一个图案包括：到所述荧光照明的最大强度的时间。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中指示所述荧光照明强度的变化的至少一个图案包括：在时间间隔内近似稳定的荧光照明强度。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述类型选自由下述各项组成的组：血管的分叉、处于较高组织水平处的第一血管交叉处于较低组织水平处的第二血管、动脉、静脉、淋巴管、含有脑脊液(CSF)的管腔、与消化系统相关联的填充有空气的管腔、以及与泌尿系统相关联的填充有尿液的管腔。

10.根据权利要求5或6所述的方法，进一步包括：将由所述体积数据集定义的多个区域中的每个区域与指示所述多个区域中的每个相应区域的所计算类型的至少一个视觉标记相关联，并且其中生成所述3D图像包括基于所述至少一个视觉标记来生成所述3D图像。

11.根据权利要求5或6所述的方法，其中神经网络接收所述相应序列并且计算所述时间相似性指数，以输出指示所述多个区域中的每个相应区域的深度的体积数据集。