[发明专利]基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像方法及系统，利用带RGB拜耳滤色片的彩色相机在近红外区间的染料荧光峰波段的不同响应特性，配合特定通道电子放大，增强采集的两类荧光RGB分量差异，形成不同颜色的图像信号，算法根据RGB分量将两种荧光分别标记于白光图像上，实现同屏双谱近红外荧光成像；本发明基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像系统的光路相对简单，结构紧凑，利于集成。

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及的是一种基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像方法及系统。

背景技术

近红外荧光造影技术目前被广泛应用于术中导航，在分别获取白光和荧光信号的基础上，通过算法将近红外荧光信号标记在白光图像上，为手术操作者提供特定染料标记的淋巴、血管胆管和肿瘤等生物组织的位置信息。临床可在同台手术中联合应用多种染料标记不同的生物组织，如分别标记血管与胆管等。

目前，在白光图像基础上，可对两种染料进行荧光成像并叠加标记的系统主要采用双相机分模式成像和三相机分光成像的方法。双相机分模式成像是在应用白光相机进行白光成像的同时，通过模式切换控制不同的荧光激发光，近红外相机在该模式下进行对应染料的荧光成像，通过算法合成输出带某一染料荧光标记的白光图；该方案下，无法同时采集两种染料的荧光信号，并同屏标记于白光图像上，需要频繁切换模式以分别观察，不利于手术操作。三相机分光成像系统将白光，两种染料的荧光分开感光，再通过算法合成实现同屏标记的功能；但该设计光路相对复杂，结构臃肿，不利于集成。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像方法及系统，旨在解决现有的双相机分模式成像系统需要频繁切换模式以分别观察，不利于手术操作，以及三相机分光成像系统光路相对复杂，结构臃肿，不利于集成的问题。

本发明的技术方案如下：一种基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像的方法，其中，具体包括以下步骤：

可见光、第一激发光和第二激发光入射到已被第一近红外荧光剂和第二近红外荧光剂染色的组织上；

从组织上反射回来的可见光、第一激发光、第二激发光，以及第一近红外荧光剂被激发所生产的第一近红外荧光和第二近红外荧光剂被激发所产生的第二近红外荧光被镜组收集；

将第一激发光和第二激发光过滤掉；

将可见光、第一近红外荧光和第二近红外荧光根据光谱进行分光；

可见光生成可见光图像，第一近红外荧光和第二近红外荧光生成近红外荧光图像；

根据算法从近红外荧光图像中区分出第一近红外荧光图像和第二近红外荧光图像；

将第一近红外荧光图像和第二近红外荧光图像进行荧光信号处理，并叠加到可见光图像中，实现同屏近红外双谱荧光成像；

最后输出带红外双谱荧光的可见光图像。

所述的基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像的方法，其中，所述第一激发光被陷波滤波片过滤掉，第二激发光被长波通滤光片过滤掉。

所述的基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像的方法，其中，所述可见光、第一近红外荧光和第二近红外荧光被二向色镜根据光谱进行分光。

所述的基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像的方法，其中，所述可见光透过二向色分光镜和短波通滤光片后，成像于可见光相机，生成可见光图像。

所述的基于光谱响应特性的同屏近红外双谱荧光成像的方法，其中，所述第一近红外荧光和第二近红外荧光透过长波通滤光片成像于近红外相机，生成近红外荧光图像。