[发明专利]在内窥镜设计中使用用于血流和灌注成像以及量化的激光成像方法和系统的多光谱生理可视化（MSPV）

说明书

提供了多光谱成像系统，其包括：第一光源，其具有第一波长，所述第一光源被配置成对样本进行成像；第二光源，其不同于所述第一光源，所述第二光源具有不同于第一波长的第二波长，所述第二光源被配置成对样本进行成像；以及至少第三光源，其不同于第一和第二光源，所述第三光源具有不同于第一和第二波长的第三波长，所述第三光源被配置成对样本进行成像。相机，其被配置成接收来自样本的与第一、第二和至少第三光源有关的信息。处理器被配置成将由相机提供的与第一、第二和至少第三光源有关的信息进行组合，以根据血流率分布对样本的解剖结构进行成像、对样本的血流和灌注的生理学进行成像和/或对样本的解剖结构以及血流和灌注的生理学进行合成。使用内窥镜将成像系统引导并聚焦在样本的所关心的区中的视场（FOV）上。

优先权申明

本申请要求2017年8月28日提交的美国申请序列号No.15/688,472的权益和优先权，该申请的内容通过引用好象以其整体阐述一样特此并入本文中。

技术领域

本发明构思总体上涉及血流和灌注量化，并且更特别地涉及使用成像技术的根据组织/器官中的血液速度和血流率的分布对血流和灌注的量化，所述成像技术诸如具有多光谱能力的激光散斑成像、激光多普勒成像等。

背景技术

血流和灌注成像技术的测量结果典型地在临床环境中被目标组织/器官的运动赝象所干扰。此移动可以是微小的（即，由于心脏收缩和心脏舒张血压水平所引起的小动脉的脉动性）、中等的（即，小肠或大肠的正常蠕动）或巨大的（即，在心动周期期间的心脏的移动）。此移动可以内在于成像的组织（即，以上所引用的示例），或者是外在的（即，换气期间作为肺部的移动的结果的心脏的移动）。因此，在许多临床情况中（其中流和灌注的准确量化是合意的），将成像目标保持在静止状态中是困难的，并且在一些临床情景中甚至是不可能的。例如，诸如对血流速度和流率的分布进行成像以用于量化跳动的心脏的冠状动脉和心肌中的灌注。不幸的是，大多数常规的基于激光的灌注技术假定目标组织/器官是静止的（这在诸如跳动的心脏之类的目标移动的情况下的血液速率或速度的临床测量中引入显著的不准确度或误差），或者在目标可能或可能不移动的情况下简单地不提供临床情况中决定性地需要的用于根据血流率分布来量化灌注的信息。

动物或人类中的组织/器官对不同波长的光不同地响应。通常，较短波长的光仅可以穿透组织的表皮层，而较长波长的光在从紫外（UV）到近红外（NIR）的光谱区中可以穿透表皮层和皮下层两者。当查看组织和器官的表面时，UV和波长短于例如550nm的可见光对于在医学上的详细解剖可视化是最优的。然而，不像NIR光，UV或可见光成像通常不能够固有地揭示皮下层中的组织/器官的生理特性，这部分地是由于缺少对组织/器官的穿透。因此，期望可视化和量化的改进的方法。

发明内容

本发明构思的一些实施例提供了一种多光谱成像系统。系统包括：具有第一波长的第一光源，其被配置成对样本进行成像；第二光源，其不同于第一光源，所述第二光源具有不同于第一波长的第二波长，所述第二光源被配置成对样本进行成像；至少第三光源，其不同于第一和第二光源，所述第三光源具有不同于第一和第二波长的第三波长，所述第三光源被配置成对样本进行成像；相机，其被配置成接收来自样本的与第一、第二和至少第三光源有关的信息，其中第一波长处的光被配置成将样本的表面成像到相机中；第二波长处的光被配置成穿透样本至第一深度并且向相机提供与样本有关的信息；并且至少第三波长处的光被配置成穿透样本至第二深度，所述第二深度不同于第二波长处的光的第一深度；以及处理器，其被配置成将由相机提供的与第一、第二和至少第三光源有关的信息进行组合，以根据血流率分布对样本的解剖结构进行成像、对样本的血流和灌注的生理学进行成像和/或对样本的解剖结构以及血流和灌注的生理学进行合成。使用内窥镜将相机定位在样本的所关心的区中。