一种成像装置及方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种成像装置及方法。

背景技术

医用成像技术极大地提高了医生对于病灶原因和位置的准确性。目前的医用成像主要有X-射线计算机断层成像(CT)和磁共振成像(MRI)。医生做手术时，通过X-射线计算机断层成像和磁共振成像进行观察。但在肿瘤组织切除手术中，通过上述成像技术仍有部分肿瘤组织不能被彻底切除，进而导致癌细胞局部复发率高达28％。另外，虽然X-射线计算机断层成像和超声评估术能够确定肿瘤组织的大概位置和范围，但仍有6％～20％的肿瘤组织转移不能被检测出来，特别是小体积的转移病灶。因此，能够精确地判断需要切除肿瘤组织的位置以及检测出小体积的转移病灶成为亟需解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种成像装置及方法，解决现有技术中无法精确地判断需要切除病灶的位置以及检测出小体积的病灶的技术问题。

本发明公开的一种成像装置，包括：

光源机构，所述光源机构用于照射病灶，且所述光源机构至少能够发出白光和荧光激发光，所述荧光激发光照射所述病灶后产生荧光；

摄像机构，所述摄像机构与所述光源机构连接，所述摄像机构用于接收所述光源机构发出的白光以获取彩色图像，且还用于接收所述荧光以获取荧光图像；及

图像处理主机，所述图像处理主机与所述摄像机构连接，所述图像处理主机用于将所述摄像机构获取的所述彩色图像和所述荧光图像进行叠加处理，生成叠加图像。

进一步地，所述成像装置还包括调焦镜头，所述调焦镜头的一端与所述光源机构连接，所述调焦镜头的另一端与所述摄像机构连接。

进一步地，所述摄像机构包括主体和CMOS图像传感器，所述光源机构与所述主体连接，所述CMOS图像传感器与所述图像处理主机连接，所述主体为一端具有入光口的空腔结构，所述入光口朝向所述光源机构，所述CMOS图像传感器设置于所述空腔内，且能够接收所述白光和所述荧光。

进一步地，所述CMOS图像传感器包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器均与所述图像处理主机连接，所述第一图像传感器用于接收所述白光以获取彩色图像，所述第二感应元件用于接收所述荧光以获取荧光图像。

进一步地，所述第一图像传感器为彩色CMOS图像传感器，所述第二图像传感器为黑白CMOS图像传感器。

进一步地，所述摄像机构还包括分光组件，所述分光组件设置于所述所述空腔内，所述分光组件用于分离所述白光和所述荧光。

进一步地，所述分光组件为分光棱镜。

进一步地，所述摄像机构还包括滤光器，所述滤光器设置于所述第二图像传感器和所述分光组件之间，且所述滤光器、所述第二图像传感器与所述分光组件处于同一直线上，所述滤光器用于过滤属于荧光波长带的光。

进一步地，所述第一图像传感器设置于所述主体远离所述入光口的内侧壁，所述第二图像传感器设置于所述主体的内顶部，所述分光组件位于所述第二图像传感器的正下方，且所述分光组件与所述第一图像传感器位于同一水平面上，所述白光和荧光进入所述分光组件后部分透射到所述第一图像传感器，所述白光和荧光进入所述分光组件后部分反射到所述第二图像传感器。

本发明还公开了一种成像方法，包括：

发出白光和荧光激发光，对病灶进行照射，所述荧光激发光照射所述病灶后产生荧光；

接收所述白光以获取彩色图像；

接收所述荧光以获取荧光图像；

将所述彩色图像和所述荧光图像叠加，生成叠加图像。

本发明公开了一种成像装置，包括光源机构、摄像机构和图像处理主机，光源机构发出的白光和荧光激发光照射在病灶上，荧光激发光照射在病灶后产生荧光，摄像机构接收到光源机构发出的白光后，获取彩色图像，摄像机构接收到荧光后，获取荧光图像，图像处理主机能够将摄像机构获取的彩色图像和荧光图像叠加处理，生成叠加图像。通过叠加图像既能够清晰地看到病灶周围的彩色图像，也能够清晰地看到病灶被荧光标记的荧光图像，结合彩色图像和荧光图像能够准确地判断需要切除的病灶的位置，以及检测出小体积的病灶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例成像装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中摄像机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中摄像机构的剖视图。

主要元件：

10、成像装置；100、光源机构；200、摄像机构；210、主体；211、入光口；212、空腔；220、CMOS图像传感器；221、第一图像传感器；222、第二图像传感器；230、分光组件；240、滤光器；300、图像处理主机；400、调焦镜头。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，在一些实施例中，一种成像装置10包括光源机构100、摄像机构200和图像处理主机300，光源机构100用于照射病灶，且光源机构100至少能够发出白光和荧光激发光，荧光激发光照射病灶后产生荧光，摄像机构200与光源机构100连接，摄像机构200用于接收光源机构100发出的白光以获取彩色图像，且还用于接收荧光以获取荧光图像，图像处理主机300与摄像机构200连接，图像处理主机300用于将摄像机构200获取的彩色图像和荧光图像进行叠加处理，生成叠加图像。通过叠加图像既能够清晰地看到病灶周围的彩色图像，也能够清晰地看到病灶被荧光标识的荧光图像，结合彩色图像和荧光图像能够准确地判断需要切除的病灶的位置，以及检测出小体积的病灶。具体地，病灶可以但不限于为肿瘤。光源机构100可以但不限于为内窥镜。

通过白光照射生成的彩色图像能够看到病灶以及病灶周围的部位，但病灶和病灶周围部位的辨识度很低，无法看清病灶所处的位置，通过荧光照射生成的荧光图像中，可以看到被荧光标识的病灶，但无法看清病灶周围的部位，当彩色图像和荧光图像叠加后，既能够看清楚病灶周围部位，且病灶和病灶周围部位的识别度很高，因此可以准确地判断病灶的位置。

成像装置10还包括调焦镜头400，调焦镜头400的一端与光源机构100连接，调焦镜头400的另一端与摄像机构200连接。

在一些实施例中，摄像机构200包括主体210和CMOS图像传感器220，光源机构100与主体210连接，CMOS图像传感器220与图像处理主机300连接，主体210为一端具有入光口211的空腔212结构，入光口211朝向光源机构100，CMOS图像传感器220设置于空腔212内，且能够接收白光和荧光。具体地，白光和荧光通过入光口211进入空腔212内，被CMOS图像传感器220接收。

进一步地，CMOS图像传感器220包括第一图像传感器221和第二图像传感器222，第一图像传感器221和第二图像传感器222均与图像处理主机300连接，第一图像传感器用于接收白光以获取彩色图像，第二感应元件用于接收荧光以获取荧光图像。

更进一步地，第一图像传感器221为彩色CMOS图像传感器，第二图像传感器222为黑白CMOS图像传感器。当荧光进入黑白CMOS图像传感器成像后，将黑白图像进行二值化处理(将黑白图像的灰色部分去除，只剩下黑白部分)，从而得到具有荧光标识的荧光图像。

在一些实施例中，摄像机构200还包括分光组件230，分光组件230设置于空腔212内，分光组件230用于分离白光和荧光。具体地，分光组件230为分光棱镜。分光棱镜的斜面经特殊镀膜处理，可见光(400nm-700nm)全波段半反半透。

进一步地，摄像机构200还包括滤光器240，滤光器240设置于第二图像传感器222和分光组件230之间，且滤光器240、第二图像传感器222与分光组件230处于同一直线上，滤光器240用于过滤属于荧光波长带的光。通过分光组件230将白光和荧光分离出来后，荧光进入第二图像传感器222，设置滤光器240，能够确保进入第二图像传感器222的都是荧光波长带的光，从而提高荧光图像的质量。更进一步地，滤光器240为窄带滤光片。

在一些实施例中，第一图像传感器221设置于主体210远离入光口211的内侧壁，第二图像传感器222设置于主体210的内顶部，分光组件230位于第二图像传感器222的正下方，且分光组件230与第一图像传感器221位于同一水平面上，白光和荧光进入分光组件230后部分透射到第一图像传感器221，白光和荧光进入分光组件230后部分反射到第二图像传感器222。

在一些实施例中，摄像机构200还包括调节器，调节器分别与第一图像传感器221和第二图像传感器222连接，调节器用于调节彩色图像和荧光图像的亮度，白光和荧光通过分光组件230分开后强度会变弱，通过调节器能够增加彩色图像和荧光图像的亮度，以使叠加图像更加清晰。

在另一个实施例中，一种成像方法，包括：

S1，发出白光和荧光激发光，对病灶进行照射，荧光激发光照射病灶后产生荧光。

S2，接收白光以获取彩色图像。

S3，接收荧光以获取荧光图像。

S4，将彩色图像和荧光图像叠加，生成叠加图像。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。