[发明专利]手持式荧光超声融合造影导航系统

权利要求书

1.一种手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，包括:手持式探测器模块、多光谱光源激发模块、高频超声激发模块和信息处理模块，其中：

所述多光谱光源激发模块用于激发近红外激光和可见白色光，所述近红外激光用于激发具有特异性组织荧光造影剂；

所述手持式探测器模块包括一体化契合设置的荧光探头和超声探头，所述荧光探头用于照射开放生物体的组织，获得特异性组织部位的荧光图像，并将所述荧光图像传送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块用于对所述荧光图像进行处理获得包含病变组织的位置和边界的增强荧光图像，并将所述增强荧光图像发送至显示器进行显示；

根据所显示的病变组织的位置和边界，所述高频超声激发模块用于激发多频率超声，所述超声探头用于对病变组织进行超声探测，获得病变组织连续的二维超声图像，并将连续的所述二维超声图像传送给所述信息处理模块；

所述信息处理模块还用于对连续的所述二维超声图像进行3D配准融合，得到病变组织的3D超声图像；

所述信息处理模块还用于将所述3D超声图像传送至显示器显示，所述增强荧光图像和所述3D超声图像为外科医生提供实时的手术影像导航；

所述超声探头超声探测的位置对应于所增强荧光图像的中间位置，当病变组织在所述增强荧光图像中显示在图像中部时，采集超声图像的探测位置是病变组织的中部位置；在探测时，保持该位置接触点不变，使用所述超声探头进行左右旋转扫描，获得多幅U型二维超声图像；

所述荧光探头的轴线和所述超声探头的轴线之间夹角为30°。

2.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，所述荧光探头为由可采集可见白光和近红外荧光的近红外相机组成的光学成像探头。

3.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，所述手持式探测器模块还包括光源照射器，所述光源照射器设置在所述荧光探头内，用于照射可见光和近红外激光。

4.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，还包括连接装置，所述连接装置连接在所述信息处理模块和所述荧光探头以及所述信息处理模块和所述超声探头之间。

5.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，还包括封装装置，用于将所述手持式探测器模块、所述多光谱光源激发模块、所述高频超声激发模块和所述信息处理模块封装为手持式导航装置，其中，所述荧光探头和所述超声探头的探测传感部分从所述封装装置中伸出。

6.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，所述信息处理模块对所述荧光图像进行处理获得包含病变组织的位置和边界的增强荧光图像包括：

对所述荧光图像进行图像增强、自动阈值、灰度拉伸预处理；

对预处理之后的荧光图像进行的边缘提取，将病变组织和正常组织进行边界划分，并显示在处理后的荧光增强图像中；

针对所述荧光增强图像中病变组织区域进行分析，获取中心坐标、区域像素面积、像素最大值、像素最小值，为医生进行手术操作提供判断依据。

7.根据权利要求1所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，所述信息处理模块对连续的所述二维超声图像进行3D配准融合，得到病变组织的3D超声图像包括：

对每幅二维超声图像进行预处理，实现图像的平滑与降噪；使用图像直方图进行均衡化处理，组合使用低通滤波器与高通滤波器，实现图像的平滑与降噪；

对预处理之后的二维超声图像采用SOBEL算法进行边缘检测和提取；

针对每幅二维超声图像，将检测到的边缘通过对邻近断点进行连接，实现各特征边缘的闭合连接，同时将封闭轮廓内的像素值小于设定值的像素点删除；

以检测到的封闭轮廓的几何特征为基元，采用基于特征形状的立体匹配算法，进行二维超声图像的配准与3D重构，得到病变组织的3D超声图像。

8.根据权利要求7所述的手持式荧光超声融合造影导航系统，其特征在于，当连续的所述二维超声图像的达到一定量时，以检测到的封闭轮廓的几何特征为基元对图像进行叠加，得到病变组织的3D超声图像。