D相機(jī)4通過光纖相連，所述CCD相機(jī)4內(nèi)設(shè)有光學(xué)成像模塊，所述CCD相機(jī)4與計(jì)算機(jī)5電連接；所述增感屏2與內(nèi)窺鏡3為可拆卸連接。所述內(nèi)窺鏡3與CCD相機(jī)4之間連接有轉(zhuǎn)接頭6。
[0047]所述暗箱1，用于容納切倫科夫熒光探測裝置和待測物體；
[0048]所述增感屏2，用于采集核素發(fā)射的γ光子，并將之轉(zhuǎn)化為熒光信號；所述增感屏2為圓柱形綠色系列稀土增感屏；其成份為硫氧化釓，利用硫氧化釓稀土材料被核素衰變所發(fā)射的Y線激發(fā)能夠產(chǎn)生熒光信號的特性，把硫氧化釓稀土材料制成增感屏。增感屏2置于患者發(fā)病處，可將放射性核素衰變發(fā)出的γ射線轉(zhuǎn)換為熒光信號。
[0049]所述內(nèi)窺鏡3，用于采集信號，并進(jìn)行無損耗最大化光學(xué)信號傳輸；所述內(nèi)窺鏡3為醫(yī)用纖維內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡鏡頭與所述增感屏2耦合。待診斷患者體內(nèi)核素衰變所發(fā)出的γ線穿透人體到達(dá)增感屏2，激發(fā)上面的硫氧化釓稀土材料并發(fā)出熒光，內(nèi)窺鏡3采集熒光傳輸?shù)娇茖W(xué)級光學(xué)ANDOR CCD相機(jī)進(jìn)行成像，醫(yī)用纖維內(nèi)窺鏡能最大限度的保證采集到熒光并進(jìn)行無損耗的傳輸?shù)紺CD相機(jī)。能夠捕獲待診斷病人體內(nèi)核素的分步情況，實(shí)現(xiàn)醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像。
[0050]所述CCD相機(jī)4，用于控制信號采集和光學(xué)成像，并處理采集到的熒光數(shù)據(jù)；所述CCD相機(jī)4為信號采集和光學(xué)成像的科學(xué)級光學(xué)ANDOR CCD相機(jī)，其采用全新設(shè)計(jì)，并集成了 iXon系列的先進(jìn)屬性，在確保定量穩(wěn)定性的同時，像素讀出速度達(dá)到30MHz。其可采集工作溫度、曝光時間、光圈大小、采集幀頻和EM增益。
[0051]所述計(jì)算機(jī)5，用于對數(shù)據(jù)和圖像的融合輸出。
[0052]本發(fā)明還提供了一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)的成像方法，其包括以下步驟:
[0053]步驟1，增感屏未安裝時，內(nèi)窺鏡采集白光；內(nèi)窺鏡探頭采集白光后經(jīng)光纖傳輸?shù)娇茖W(xué)級光學(xué)ANDOR CCD相機(jī)并對待成像對象進(jìn)行光學(xué)成像，得到白光圖；
[0054]步驟2，加裝增感屏，增感屏將核素發(fā)射的Y光子轉(zhuǎn)化為熒光信號；內(nèi)窺鏡探頭采集熒光后經(jīng)光線傳輸?shù)娇茖W(xué)級光學(xué)ANDOR CCD相機(jī)并對待成像對象進(jìn)行光學(xué)成像，得到熒光圖；
[0055]步驟3，對白光圖進(jìn)行二值化，腐蝕使噪音區(qū)和目標(biāo)區(qū)分離，防止噪音區(qū)與目標(biāo)區(qū)粘連而導(dǎo)致噪音區(qū)無法消除，計(jì)算二值圖中連通區(qū)域的個數(shù)，然后再計(jì)算連通區(qū)域面積，求面積最大的連通區(qū)域的面積，并選取面積最大的區(qū)域，再對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部空洞填充，針對上面的腐蝕進(jìn)行膨脹還原，提取邊界圖即為感興趣區(qū)域；
[0056]步驟4，對熒光圖進(jìn)行去噪，減去背景值，加偽彩色；具體方法:中值濾波去除高亮點(diǎn)；減去背景值是人工選擇一塊區(qū)域，得出平均值，然后全圖減去這個值；加偽彩色是先預(yù)先定義好一張彩虹色colormap，然后進(jìn)行映射；
[0057]步驟5，對所述白光圖選取的感興趣區(qū)域在熒光圖上提取出來并進(jìn)行融合，得到配準(zhǔn)后的圖像。
[0058]臨床上，患者首先處于避光的暗箱中，然后用內(nèi)窺鏡鏡頭前的增感屏對準(zhǔn)需要待測部位，患者5-15s的時間保持不動，然后外面的醫(yī)護(hù)人員操作電腦進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，采集好后就可以讓患者出來，以避免窒息等問題；并且在患者出來的同時醫(yī)生就可以立即知道該患者是否患有甲充疾病。
[0059]本發(fā)明一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)用核素的輻射發(fā)光成像，包括放射診斷中常用的FDG、Tc、I等放射性核素的成像；克服了以往核素_光學(xué)成像(切倫科夫成像策略)中，成像核素少、成像速度慢、光信號強(qiáng)度低、信號穿透性不足的缺點(diǎn)；還可以克服以往核素-光學(xué)成像信號增強(qiáng)策略中增強(qiáng)元件(主要是納米顆粒等)的生物安全性瓶頸；開啟了內(nèi)窺鏡的新用途。
[0060]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的思想和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)，其特征在于:其包括以下部件，暗箱，其用于容納切倫科夫熒光探測裝置和待測物體； 增感屏，位于待測物體的發(fā)病處，用于采集核素發(fā)射的γ光子，并將γ光子轉(zhuǎn)化為熒光信號； 內(nèi)窺鏡，其用于采集熒光信號，并將熒光信號無損耗最大化傳輸給CCD相機(jī)； CCD相機(jī)，其處理收集到的熒光信號，并進(jìn)行光學(xué)成像；同時，將處理后的數(shù)據(jù)和圖像輸出給計(jì)算機(jī)； 計(jì)算機(jī)，其用于對數(shù)據(jù)和圖像的融合處理； 所述內(nèi)窺鏡和增感屏均設(shè)于暗箱內(nèi)，且內(nèi)窺鏡的一端與增感屏可拆卸的耦合連接，內(nèi)窺鏡的另一端與設(shè)于所述暗箱外部的CCD相機(jī)通過光纖相連，所述CCD相機(jī)與計(jì)算機(jī)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)，其特征在于:所述增感屏為圓柱形綠色系列稀土增感屏。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)，其特征在于:所述增感屏的成份中包含硫氧化釓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)窺鏡為醫(yī)用纖維內(nèi)窺鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)，其特征在于:所述CCD相機(jī)的像素讀出速度為30MHz，所述CCD相機(jī)可采集工作溫度、曝光時間、光圈大小、幀頻和EM增益。6.一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于:其包括以下步驟: SI，將內(nèi)窺鏡對準(zhǔn)待測物體，采集白光； S2，CCD相機(jī)根據(jù)內(nèi)窺鏡采集的白光進(jìn)行光學(xué)成像，得到白光圖； S3，在內(nèi)窺鏡前安裝增感屏，并將增感屏對準(zhǔn)待測物體，增感屏將核素發(fā)射的γ光子轉(zhuǎn)化為熒光信號； S4，內(nèi)窺鏡米集焚光信號； S5，內(nèi)窺鏡米集到的焚光信號經(jīng)光纖傳輸給CCD相機(jī)，CCD相機(jī)進(jìn)行焚光成像，得到核素?zé)晒鈭D； S6，計(jì)算機(jī)將步驟S2和步驟S5所得到的白光圖和核素?zé)晒鈭D進(jìn)行圖像處理得到配準(zhǔn)圖； S7，使用計(jì)算機(jī)將所述配準(zhǔn)圖輸出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于:所述步驟S6中圖像處理的具體過程如下: S01，選擇核素?zé)晒鈭D，并進(jìn)行去噪、減背景值、加偽彩色，得到具有有效數(shù)據(jù)的圖像Il ; S02，從白光圖中抽取出感興趣區(qū)域，得到圖像13 ; S03，在圖像Il中找到有用信號區(qū)域得到圖像12 ; S04，將圖像12融合疊加到圖像13上，得到配準(zhǔn)圖。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于:所述圖像13是基于白光圖中各圖像顯著度和相對位置，結(jié)合顏色和紋理特征，采用區(qū)域生長法提取所得。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種醫(yī)用內(nèi)窺式輻射發(fā)光成像系統(tǒng)及其成像方法，其成像系統(tǒng)包括暗箱、增感屏、內(nèi)窺鏡、CCD相機(jī)和計(jì)算機(jī)；增感屏與內(nèi)窺鏡均設(shè)于暗箱內(nèi)，且二者耦合連接，內(nèi)窺鏡與設(shè)于暗箱外部的CCD相機(jī)相連，CCD相機(jī)與計(jì)算機(jī)電連接；增感屏與內(nèi)窺鏡為可拆卸連接。其成像方法為：增感屏未安裝時，內(nèi)窺鏡采集白光，CCD相機(jī)光學(xué)成像得到白光圖；增感屏安裝時，增感屏將核素發(fā)射的γ光子轉(zhuǎn)化為熒光信號，內(nèi)窺鏡采集熒光信號，CCD相機(jī)進(jìn)行熒光成像，得到熒光圖；對白光圖和熒光圖進(jìn)行圖像處理融合得到配準(zhǔn)圖。本發(fā)明的成像系統(tǒng)，其信號強(qiáng)、信號穿透性強(qiáng)、成像速度快、操作簡單、對病人的身體影響小、能最大程度減少病人的抗拒心理。
【IPC分類】A61B1/06, A61B1/04
【公開號】CN105105697
【申請?zhí)枴緾N201510386451
【發(fā)明人】曹旭, 李彬, 康飛, 梁繼民, 朱守平, 詹勇華
【申請人】西安電子科技大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月3日