[发明专利]一种用于荧光影像导航手术的成像系统及其调节方法

说明书

本发明公开了一种用于荧光影像导航手术的成像系统，包括激发光源、白光光源、微处理器、第一滤光件、汇聚镜头、第一棱镜、反射镜、第二滤光件、荧光成像透镜、荧光CMOS图像传感器、第一成像透镜、第二成像透镜、第三成像透镜、蓝光CMOS图像传感器、绿光CMOS图像传感器、红光CMOS图像传感器和棱镜组，棱镜组包括第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜；激发光源、白光光源、荧光CMOS图像传感器、蓝光CMOS图像传感器、绿光CMOS图像传感器和红光CMOS图像传感器均与微处理器信号连接；激发光源照射待测物后产生的荧光光线到达荧光CMOS图像传感器。

技术领域

本发明涉及医疗领域，更具体地说，涉及一种用于荧光影像导航手术的成像系统及其调节方法。

背景技术

手术是实体肿瘤患者的首选治疗方案，约50%的患者需要接受手术治疗，据统计接受手术的患者相比没有接受手术的患者5年生存率提高了10倍左右，但手术中有约40%的患者在离开手术室时仍有肿瘤组织残留在体内，进而导致复发，而一旦复发，死亡率便高达80%以上。造成这种现状的主要原因是现有的检测手段如MRI、PET-CT无法实时术中成像，术中医生只能凭借眼看手摸和经验决定如何切除肿瘤，这带来了很大的主观性和偶然性；近红外荧光导航手术技术具有高组织穿透力、高成像分辨率和实时性的优点，理论上可以检测到单个肿瘤细胞，是最有希望帮助医生实现肿瘤彻底切除的技术，然而目前的荧光影像导航系统多为分体式双相机设计或集成双CMOS单相机设计，前者存在光路复杂、像差难以消除、可见光与荧光画面存在机械配准误差或应力位移误差等问题，后者虽克服了上述大部分问题，但由于其彩色CMOS是用红绿蓝三色马赛克滤镜覆盖在CMOS感光芯片上实现的，容易损失光通量和分辨率，因此通常画面较暗，分辨率和颜色还原度较低。

发明内容

本发明旨在提供一种用于荧光影像导航手术的成像系统及其调节方法，旨在解决现有技术中光路复杂、像差难以消除、可见光与荧光画面存在机械配准误差或应力位移误差等问题。

为实现此目的，本发明提供了一种用于荧光影像导航手术的成像系统，其包括激发光源、白光光源、微处理器、第一滤光件、汇聚镜头、第一棱镜、反射镜、第二滤光件、荧光成像透镜、荧光CMOS图像传感器、第一成像透镜、第二成像透镜、第三成像透镜、蓝光CMOS图像传感器、绿光CMOS图像传感器、红光CMOS图像传感器和棱镜组，棱镜组包括第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜；激发光源、白光光源、荧光CMOS图像传感器、蓝光CMOS图像传感器、绿光CMOS图像传感器和红光CMOS图像传感器均与微处理器信号连接；激发光源照射待测物后产生的荧光光线依次经由第一滤光件、汇聚镜头、第一棱镜、第二滤光件、荧光成像透镜到达荧光CMOS图像传感器；白光光源照射待测物后产生的可见光依次经由第一滤光件、汇聚镜头、第一棱镜、反射镜后进入棱镜组，其中可见光通过第二棱镜后分离出蓝光，且蓝光通过第一成像透镜成像后传输到蓝光CMOS图像传感器；可见光依次通过第二棱镜和第三棱镜后分离出绿光，且绿光通过第二成像透镜成像后传输到绿光CMOS图像传感器；可见光依次通过第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜后分离出红光，且红光通过第三成像透镜成像后传输到红光CMOS图像传感器。

优选的，所述激发光源产生785nm激光。

优选的，第一滤光件为陷波滤光片，该陷波滤光片为780nm陷波滤光片，用于对785nm的激光进行阻挡。

优选的，所述第二滤光件为带通滤光片，用于纯化荧光。

优选的，所述汇聚镜头包括凸透镜和凹透镜。

优选的，所述荧光CMOS图像传感器、蓝光CMOS图像传感器、绿光CMOS图像传感器和红光CMOS图像传感器均为黑白CMOS图像传感器，且集成在同一相机内。