CN107635451A - 用于在可见和红外波长下进行同时成像的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在开放手术过程中操作荧光成像系统的方法，包括用近红外(NIR)激发光和可见光同时照射组织，其中从组织发射NIR荧光，并收集NIR荧光和从组织反射的可见光。所述方法还包括阻挡从组织反射的NIR激发光的至少一部分并衰减反射的可见光。所述方法还包括使用相机对NIR荧光和衰减的反射的可见光进行成像。

Description

用于在可见和红外波长下进行同时成像的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月3日提交的题为“用于在可见和红外波长下进行同时成像的方法和装置”的美国专利申请No.14/678,658的优先权，出于所有目的，其公开内容通过引用整体并入本文。

发明背景

近红外(NIR)吲哚菁绿(ICG)荧光方法已被用于医学诊断领域。例如，这些方法已被用于癌症肿瘤的检测，前哨淋巴结的导航，以及组织和器官灌注的诊断。ICG荧光法可用于多种外科手术，包括皮肤和肌肉移植，胃肠吻合，一般手术中的伤口愈合，肿瘤清除和胆囊切除术。

在开放手术过程中用于检测活体中病变的有前景的技术涉及NIR荧光成像，其中将荧光染料(例如ICG荧光染料)施用于患者，NIR波长的激发光照射患者的目标组织，组织中的荧光染料发出比激发光的波长更长的NIR波长的荧光，并且成像系统捕获NIR荧光，以产生荧光图像。病变的识别是基于荧光图像的强度分布。

尽管在近红外荧光成像方面取得了进展，但在本领域中需要与NIR荧光成像(特别是对于开放区域外科手术应用)相关的改进的方法和系统。

发明内容

本发明一般涉及荧光成像系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于在开放式外科手术中，例如使用单个图像传感器或相机在NIR荧光和可见光下同时成像的装置和方法。

根据本发明的实施例，提供了一种用于在NIR和可见光波长下同时成像的荧光成像系统。荧光成像系统包括相机头，控制器和图像显示装置。相机头辐射NIR激发光，并检测NIR荧光和可见光以产生图像。控制器被耦合到相机头和图像显示装置。控制器控制相机头中的NIR激发光源和图像传感器。来自相机头的图像信号由控制器处理，并显示在图像显示装置上。

根据本发明的另一实施例，提供了一种在开放手术期间操作在NIR和可见光波长下同时成像的系统以进行荧光诊断的方法。该方法包括向组织施用荧光染料，同时用NIR激发光和可见光照射组织，使用图像传感器对组织成像，并且平衡NIR激发光的强度和可见光的强度，使得图像上的荧光区域和非荧光区域之间的对比度适合于观察和病变识别。

在具体实施例中，用于在NIR和可见光波长处同时成像的荧光成像系统的相机头包括NIR激发光源，相机，阻挡NIR激发光进入相机的滤光器，以及衰减器，用于降低由相机检测到的可见光的强度。NIR光源可以是固态光源，例如激光二极管或LED。相机可以是单芯片CCD或CMOS相机或三芯片CCD或CMOS相机。NIR激发光的辐射路径可以相对于成像路径同轴或离轴。可以通过控制NIR激发光源的驱动电流来调节NIR激发光的强度。

根据本发明的具体实施例，一种用于开放手术过程的荧光成像系统的操作方法，包括：同时用近红外激发光和可见光照射组织，使用相机对组织成像，衰减可见光的强度，调整NIR激发光的强度，以在图像上的荧光区域和非荧光区域之间实现合适的对比度。

根据本发明的特定实施例，提供了一种成像系统的操作方法。该方法包括向目标组织施用荧光染料，并提供NIR激发光源，所述NIR激发光源可操作以产生具有激发波长的NIR激发光。该方法还包括使用NIR激发光和具有可见光波长的可见光同时照射目标组织，收集来自目标组织的荧光发射，以及收集从目标组织反射的可见光。该方法还包括使收集的荧光发射和反射的可见光通过光学系统，所述光学系统包括可操作以减少激发波长的光的强度的第一滤光器和可操作以减少可见光波长的光的强度的第二滤光器。此外，所述方法包括同时检测来自目标组织的荧光发射和检测过滤的从目标组织反射的可见光，以形成目标组织的图像，并且调整NIR激发光源，以改变目标组织的图像的对比度。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于在NIR和可见光波长下同时成像的荧光成像系统。所述荧光成像系统包括相机头，所述相机头包括NIR光源和相机，所述NIR光源可操作以产生NIR激发光，所述相机可操作以同时检测NIR荧光和可见光。荧光成像系统还包括耦合到相机头的控制器，以及图像显示装置。

还根据本发明的另一个特定实施例，提供了一种在开放手术过程中操作荧光成像系统的方法。所述方法包括用NIR激发光和可见光同时照射组织，其中从组织发射NIR荧光，并收集NIR荧光和从组织反射的反射的可见光。所述方法还包括阻挡从组织反射的NIR激发光的至少一部分并衰减反射的可见光。所述方法还包括使用相机对NIR荧光和衰减的反射的可见光进行成像。

本发明优于在NIR和可见光波长两者中成像的其它已知方法，通过本发明，实现了许多益处。例如，一些已知的方法采用在NIR和可见光波长中按照时间顺序进行照明和成像，并且一些其它方法采用在空间上分离NIR和可见光波长，并用多个图像传感器分别检测NIR和可见光波长。与这些技术相对照，本发明的实施例利用NIR和可见光波长的同时照明和成像来有效地提供用于医疗过程的信息。结合下文和附图更详细地描述本发明的这些和其它实施例及其许多优点和特征。

附图的简要描述

图1是根据本发明的实施例的用于在NIR和可见光波长两者中同时成像的荧光成像系统的简化示意图。

图2是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第一实施例的简化示意图。

图3是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第二实施例的简化示意图。

图4是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第三实施例的简化示意图。

图5是示出根据本发明的实施例的用于在开放手术过程中检测病变的荧光成像系统的操作方法的简化流程图。

图6A是根据本发明的实施例的采用可见光照射的组织的图像。

图6B是根据本发明实施例的采用同时可见光照射和NIR荧光发射的图6A所示组织的图像。

具体实施例的详细说明

用于医学诊断的NIR荧光方法利用外源性荧光染料如吲哚菁绿(ICG)，其可以被施用于患者，并将与要观察的组织结合。除了ICG之外，可以使用其它合适的染料，例如亚甲蓝作为荧光发射源。然后用具有NIR光谱中的波长的激发光辐射组织，并激发组织中的荧光染料。在基于斯托克斯位移的比激发光的波长更长的NIR波长处检测所得到的荧光。荧光量子产率驱动荧光过程的效率，这通常很低。结果，与NIR激发光的强度相比，NIR荧光的强度通常非常弱。因此，为了观察荧光图像，通常使用滤光器来阻挡NIR激发光到达图像传感器。

CCD或CMOS图像传感器通常具有200nm至1100nm的光谱响应，允许图像传感器捕获光以在光谱的NIR区域和可见光区域成像。然而，图像传感器在NIR光谱中的光谱响应仅为光谱可见部分的峰值响应的10％-30％。因此，本发明的实施例提供并入NIR荧光和可见光成像两者的荧光成像装置，减弱了可见光的强度，使得可见光不会压倒图像传感器。

传统的NIR荧光成像系统检测NIR波长并阻挡可见光波长，以达到所需的信噪比。因此，常规系统仅显示荧光区域，其中非荧光区域看上去为暗区域。根据本发明的实施例，提供了能够显示用于识别病变的荧光区域和用于定位病变的非荧光区域的成像技术。因此，本文描述的系统同时进行NIR波长和可见光波长的成像。

图1是根据本发明的实施例的用于在NIR和可见光波长两者中同时成像的荧光成像系统的简化示意图。如图1所示的用于在NIR和可见光波长中同时成像的荧光成像系统的基本示意性框图是示例性的，并不意图限制本发明。包括同时对NIR和可见光进行成像的本发明的多个实施例被包括在本发明的范围内。如本文所述，本发明的实施例对于开放区域手术特别有用，其中因为正检查的组织暴露于环境光，所以医务人员(例如，医生)不需要来自内窥镜的可见光视频图像来获得手术区域和正检查的组织的可见光图像。

荧光成像系统100包括相机头102，控制器103和图像显示装置104。下面更全面地描述的相机头102包括NIR激发光源111和相机112。NIR激发光源111产生具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm，特别是约800nm附近)中的波长的激发光131。NIR激发光131照射目标组织101。可视光132(例如，波长在400nm-700nm范围内)由常规的外科手术灯或其他适合的一般照明源提供。因此，目标组织101被NIR激发光131和可见光132同时照射。因此，在系统操作期间产生荧光和可见光背景。

相机头102接收从目标组织101激发的具有在第二NIR光谱(例如830nm-900nm)中的波长的荧光133。相机头102还接收从目标组织101反射的NIR激发光134以及从目标组织101反射的可见光135。相机头102包括激励阻塞滤光器113(即，可操作以阻挡第一近红外光谱中的光的陷波滤光器)，以阻挡反射的NIR激发光134。相机头102还包括可见光衰减器114，以减小反射的可见光135的强度。在一些实施例中，激励阻塞滤波器113和可见光衰减器114相对于光路的位置可以互换，例如，在反射的NIR激发光的衰减之前发生可见光衰减。在一些实施例中，激励阻塞滤波器113和可见光衰减器114由单个光学部件实现。相机112检测通过滤光器的NIR荧光113和衰减的可见光，并产生图像信号。

控制器103被耦合到相机头102。控制器103的功能包括用于调节NIR激发光的强度的NIR激发光控制121和用于调节相机配置的相机控制122。来自相机头102的图像信号由控制器103处理，并最终显示在图像显示装置104上。

在一些实施例中，使用多种荧光染料和多个激发波长，其中在成像光路中使用的滤光器(即陷波滤波器)阻挡来自每个激发源的激发光传递到图像传感器。在这些实施例中，可以使用具有低透射率的多个凹陷(例如双凹槽)的滤光器或多个单陷波滤光器。来自目标组织的NIR荧光和反射的可见光(在多种荧光染料的情况下，在多个荧光波长处)被透射通过滤光器，用于随后在图像传感器处的检测。由于两种染料可以对激发光具有不同的响应，所以实施例提供了使用常规技术不能获得的益处。在一些实施例中，NIR激发光源提供在多个波长处的激发光峰值，以便从每种荧光染料产生有效的荧光。此外，在一些实施例中，取决于在特定医疗过程中正在使用的荧光染料，NIR激发光源是可控制的，用以产生具有单个且可调节的激发峰，具有多个激发峰等的光。

本发明的实施例提供了使用NIR激发光和可见光的同时照明，以及由可与目标组织相关联的荧光染料发射的NIR荧光和从目标组织反射的可见光进行的同时成像。使用单个相机进行的近红外光和可见光的共存或同时成像与在这些不同波长下利用时间顺序成像的常规系统形成了对比，或者与将不同波长分裂以将不同波长引导到不同图像传感器的光学系统形成了对比。

图2是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第一实施例的简化示意图。参考图2，相机头102包括以同轴配置的光源和相机，其中NIR激发光和用于成像的光沿共同轴线传播。NIR光源201产生具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光。在一些实施例中，NIR光源201是半导体激光器，但是可以使用LED等。NIR光源201的输出由光束成形透镜202来成形，以获得期望的光束直径和发散角度。成形的NIR激发光通过激光线滤波器203，激光线滤波器203的特征在于非常窄的通带(例如，10nm宽)。激光线滤波器203在抑制边带辐射的同时传输期望的激发波长。在一些实施例中，NIR激发光的强度由控制器103通过调节NIR光源201的驱动电流来控制。

相机头的第一实施例中的相机是单芯片相机，所述单芯片相机包括相机透镜221和一个图像传感器211。图像传感器211可以是CCD，CMOS或其它合适的传感器，以提供单色或彩色输出。相机透镜221将光聚焦到图像传感器211上。可见光中性密度滤光器231被放置在相机透镜221的光学上游的位置。可见光中性密度滤光器231(或其它合适的可见光衰减器)是能够衰减从目标组织101反射的可见光的强度(例如400nm～700nm的波长)的滤光器。如本文所讨论的，所反射的可见光被衰减，使得可见光不会淹没与NIR荧光相关的信号。在其他实施例中，可见光中性密度滤光器231可以被组装到相机透镜221中或放置在相机透镜221之后。图像传感器211被连接到控制器103，并且其增益，曝光时间等可以控制。

用于荧光成像系统的相机头的第一实施例将照射路径与成像路径同轴地布置。参考图2，激励阻塞滤波器241用作反射镜，以将NIR激发光引向目标组织101并沿着成像路径250引导。激励阻塞滤波器241通常是陷波滤波器，其反射具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光，并且透射具有第二NIR光谱(例如，830nm-900nm)中的波长的荧光，以及波长从400nm到700nm的可见光。在所示实施例中，激励阻塞滤波器241被设计成以45°的入射角工作。在其他实施例中，激励阻塞滤波器可以以小于或大于45°的入射角工作。如图所示，NIR激发光以45°的中心入射角入射到激励阻塞滤波器241上。NIR激发光被激励阻塞滤波器反射，并且NIR激发光的方向(也被称为照射路径)与成像路径250对准。激励阻塞滤波器241还阻挡从组织101反射的NIR激发光，从而阻止NIR激发光进入相机。参考图1，激励阻塞滤波器113对应于激励阻塞滤波器241，可见光衰减器114对应于可见光中性密度滤光器231。在一些实施例中，激励阻塞滤波器241是反射第一近红外光谱中的光并且传递第二近红外光谱中的光的二向色滤光器。虽然激励阻塞滤波器241和可见光中性密度滤光器231在图2中被示为分开的光学元件，但是这不是本发明所要求的，并且在一些实施例中，这些元件的功能可以被集成到单个光学元件中(即，单个二色性滤光器)。本领域普通技术人员将认识到许多变化，修改和替代。

本发明的实施例提供使用单个相机的NIR荧光发射以及反射的可见光两者的同时成像，以对两种信号进行成像。与使用分离的传感器分开进行可见光和红外光检测的系统相反，本发明的实施例使用单个传感器合并了检测过程。

图3是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第二实施例的简化示意图。在图3所示的可替代实施例中，相机头包括光源和相机。NIR激发光源301产生具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光。以与图2所示的实施例类似的方式，光束成形透镜302对NIR激发光的光束轮廓进行成形，并且以窄通带(例如，10nm)为特征的激光线滤波器303用于传输期望的激发波长同时抑制边带辐射。根据布置情况，在紧凑式设计中，可以使用反射镜304来改变NIR激发光的方向。

相机头的第二实施例中的相机是3面板相机，即三芯片相机，其包括红色图像传感器311，绿色图像传感器312，蓝色图像传感器313，棱镜314和相机镜头321。取决于入射光的波长，棱镜314将光分成红色，绿色和蓝色光，每种颜色导向一个图像传感器。具有NIR光谱中的波长的荧光将被聚焦到红色图像传感器311，绿色图像传感器312或蓝色图像传感器313中的一个或多个上。在一些实施例中，从相机镜头321到三个图像传感器的光路长度是相同的。图3所示的棱镜314是用于分色的光学部件的示例。然而，光学部件有许多变化，包括棱镜和滤光器。

虽然可见光图像传感器通常利用滤光器来阻挡与传感器相关联的颜色范围之外的辐射，但是这些滤光器通常被设计为在光谱的可见光范围内工作。因此，如果各种滤光器不阻挡在这些红外波长处的辐射，则可以在一个或多个可视图像传感器上检测到例如800nm处的NIR荧光发射。例如，入射到某些彩色相机上的800nm辐射可产生黄色图像，因为红色图像传感器和绿色图像传感器可以接收800nm的光，然后由于红色和绿色光的组合而导致黄色。

相机透镜321将光聚焦到三个图像传感器上。可见光中性密度滤光器331被放置在相机透镜321的上游。可见光中性密度滤光器331是能够衰减波长为400nm～700nm的可见光的强度的滤光器。在其他实施例中，可见光中性密度滤光器331可以被组装到相机透镜321中或放置在相机透镜321的下游。

用于荧光成像系统的相机头的第二实施例将照射路径与成像路径同轴地布置。参考图3，激励阻塞滤波器341用于引导NIR激发光沿着成像路径传播。激励阻塞滤波器341通常是陷波滤波器，其阻挡具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光，并且透射具有第二NIR光谱(例如，830nm-900nm)中的波长的荧光，以及波长从400nm到700nm的可见光。在该实施例中，激励阻塞滤波器341被设计成以15°的入射角工作。在另一实施例中，滤光器可具有不同的入射角。NIR激发光以15°的中心入射角入射到激励阻塞滤波器341上。NIR激发光被激励阻塞滤波器341反射，并且NIR激发光的方向(即辐射路径)与成像路径对准。激励阻塞滤波器341还阻挡从组织反射的NIR激发光，使得阻止NIR激发光进入相机。

图4是根据本发明的实施例的用于荧光成像系统的相机头的第三实施例的简化示意图。参考图4，相机头包括光源和处于离轴配置的相机。光源包括NIR激发光源401、光束成形透镜402和激光线滤光器403，NIR激发光源产生具有第一近红外光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光，光束成形透镜用于光束轮廓调整，激光线滤光器透射期望的激发波长同时抑制边带辐射。NIR激发光的强度由控制器103通过调节NIR光源401的驱动电流来控制。

相机头的第三实施例中的相机是单芯片相机，所述单芯片相机包括相机透镜421和一个图像传感器411。图像传感器411可以是CMOS或CCD。相机透镜421将光聚焦到图像传感器411上。滤光器431(其可以实现为滤光器组)被光学地放置在相机镜头421的上游。滤光器431阻挡具有第一NIR光谱(例如，790nm-820nm)中的波长的激发光，并且透射具有第二NIR光谱(例如，830nm-900nm)中的波长的荧光，并衰减波长从400nm到700nm的可见光。在其他实施例中，滤光器431可以被组装到相机透镜421中或放置在相机透镜421的下游。图像传感器411被控制器103连接，并且其增益，曝光时间等可以控制。在其他实施例中，相机可以是如相对于图3的相机头的第二实施例中所描述的3芯片相机。

用于荧光成像系统的相机头的第三实施例将照射路径与成像路径离轴布置。参考图4，沿着激励路径440的NIR激发光的方向与成像路径442不同。NIR激发光以这样的方式定向，使得在照射路径和成像路径之间存在小的角度。计算该角度，使得在目标组织的位置处，NIR激发光照射与相机镜头421的视场大致相同的区域。

图5是示出根据本发明实施例的同时成像的荧光成像系统的操作方法的简化流程图。由于本发明的实施例共存或同时地对NIR荧光和反射的可见光进行成像，所以本文所述的系统平衡了NIR荧光的强度和可见光的强度，在图像中的荧光区域和非荧光区域之间提供合适的对比度。

作为示例，图1所示的荧光成像系统可以利用图5所示的过程，用于在开放手术过程中同时对NIR荧光和可见光成像。该方法包括例如在开放手术过程之前，向目标组织501施用荧光染料。在一些实施例中的整个手术过程中，在手术间502中使用手术灯或其他合适的光源施加可见光照射。在可见光照射下用眼睛观察用于手术过程的大部分时间，并且不需要成像装置。例如当需要荧光观察来识别病变时，应用荧光成像系统。

当荧光成像系统被激活时，相机头用NIR激发光辐射目标组织。同时，来自外科手术灯的可见光同时照射目标组织503。NIR激发光激发目标组织中的荧光染料并产生NIR荧光504。目标组织反射一些NIR激发光505和一些可见光506。相机头对NIR荧光，反射的NIR激发光和反射的可见光进行不同的处理。

NIR荧光被传送，使得照相机以例如尽可能高的强度来检测NIR荧光507。使用相机头中的激励阻塞滤光器来阻挡NIR激发光，使得照相机检测不到或基本上检测检测不到NIR激发光508。如本文所讨论的，不同的实施例可以以各种方式阻挡NIR激发光。利用在可见光波长工作的中性密度滤光器来衰减反射的可见光，使得相机检测到与反射的可见光的总强度相比，强度较低的可见光509。通过控制用于辐射的NIR激发光的强度(例如通过改变NIR激发光源111的强度)来调节相机上的NIR荧光的强度510。因此，相机同时对NIR荧光和反射的可见光(衰减后)进行成像，并形成包括荧光区域和非荧光区域的图像511。

荧光区域包括由NIR荧光和反射的可见光产生的信号。荧光观察集中在荧光区域以识别病变。非荧光区域仅包含由可见光产生的信号。将非荧光区域的组织可视化的能力帮助定位病变。对于优选的观察条件，可以小心选择可见光的衰减比，以实现荧光区域和非荧光区域之间的预定(例如最大)对比度。在一些实施例中，如果图像上的荧光区域的亮度需要增加或减小，则可以使用控制器来调节NIR激发光的强度，从而控制NIR荧光的强度510。

应当理解，图5中所示的具体步骤提供了根据本发明的实施例的采用同时成像的荧光成像系统的特定操作方法。还可以根据可替代实施例执行其他步骤顺序。例如，本发明的可替代实施例可以以不同的顺序执行上述步骤。此外，图5中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，所述子步骤可以以适合于各个步骤的各种顺序执行。此外，可以根据具体应用添加附加步骤或删除步骤。本领域普通技术人员将认识到许多变化，修改和替代。

图6A是根据本发明的实施例的采用可见光照射的组织的图像。在图6A所示的图像中，用可见光照射组织，使外科医生可视化要分析的区域。这种可以使用普通相机拍摄的彩色的可见光图像提供了组织的物理状态的细节。

图6B是根据本发明实施例的采用同时可见照射和NIR荧光发射的图6A所示组织的图像。如图6B所示，荧光发射提供了使用可见光图像不能获得的附加信息。因为荧光发射和反射的可见光被同时捕获，所以荧光发射可以作为物理组织的参考，使得能够应用手术或其它医学技术。

还应当理解，本文描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且本领域技术人员将获得各种修改或改变的启示，并且这些修改或改变将被包括在本申请的精神和范围内以及所附的权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种成像系统的操作方法，所述方法包括：

将荧光染料施用到目标组织；

提供近红外激发光源，所述红外激发光源可操作以产生具有激发波长的近红外激发光；

使用所述近红外激发光和具有可见光波长的可见光同时照射所述目标组织；

收集来自所述目标组织的荧光发射；

收集从所述目标组织反射的可见光；

使收集的所述荧光发射和所述反射的可见光通过光学系统，所述光学系统包括：

第一滤光器，其可操作以减少所述激发波长处的光的强度；和

第二滤光器，其可操作以减少所述可见光波长处的光的强度；

同时检测来自所述目标组织的荧光发射和检测过滤的从所述目标组织反射的可见光，以形成所述目标组织的图像；和

调整所述近红外激发光源，以修改所述目标组织的所述图像的对比度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一滤光器可操作，以实质上阻挡所述激发波长处的所有光。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一滤光器和所述第二滤光器被整合为单个二向色滤光器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述近红外激发光源包括二极管激光器或发光二极管。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学系统是同轴的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中同时检测来自所述目标组织的荧光发射和检测过滤的从所述目标组织反射的可见光，包括使用单个图像检测器。

7.一种用于在近红外光和可见光波长下同时成像的荧光成像系统，所述荧光成像系统包括：

相机头，所述相机头包括：

近红外光源，其可操作以产生近红外激发光；和

相机，其可操作以同时检测近红外荧光和可见光；

控制器，其被耦合到所述相机头；和

成像显示装置。

8.根据权利要求7所述的荧光成像系统，其中所述相机头包括至少一个滤光器，所述滤光器可操作，以减少进入相机的所述近红外激发光和所述可见光的强度。

9.根据权利要求8所述的荧光成像系统，其中，所述相机头包括：

第一滤光器，其可操作以实质上衰减与所述近红外激发光相关联的波长处的所有光；和

第二滤光器，其可操作以衰减可见光波长处的光的至少一部分。

10.根据权利要求7所述的荧光成像系统，其中所述近红外光源包括至少一个固态光源。

11.根据权利要求7所述的荧光成像系统，其中所述控制器可操作以改变所述近红外激发光的强度。

12.根据权利要求7所述的荧光成像系统，其中：

所述近红外激发路径沿着照射路径传播；

所述近红外荧光沿着成像路径传播；和

所述可见光沿着所述成像路径传播，其中所述照射路径和所述成像路径是同轴的。

13.根据权利要求7所述的荧光成像系统，其中：

所述近红外激发路径沿着照射路径传播；

所述近红外荧光沿着成像路径传播；和

所述可见光沿着所述成像路径传播，其中所述照射路径和所述成像路径彼此成角度地定向。

14.一种在开放手术过程中操作荧光成像系统的方法，所述方法包括：

用近红外激发光和可见光同时照射组织，其中从所述组织发射近红外荧光；

收集所述近红外荧光和从所述组织反射的可见光；

阻挡从所述组织反射的所述近红外激发光的至少一部分；

衰减所述反射的可见光；和

使用相机对所述近红外荧光和衰减的所述反射的可见光进行成像。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述近红外激发光的至少一部分实质上是所述近红外激发光的全部。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括调节所述近红外激发光的强度，以改变所述近红外荧光和所述衰减的可见光之间的对比度。

17.根据权利要求16所述的方法，其中调节所述近红外激发光的强度由耦合到所述照相机的控制器来执行。

18.根据权利要求14所述的方法，其中所述组织的至少一部分暴露于荧光染料。

19.根据权利要求14所述的方法，其中用近红外激发光和可见光同时照射组织包括使用作为所述荧光成像系统的部件而提供的近红外激发光源来曝光组织，并且使用一个或多个手术灯来曝光组织。

20.根据权利要求14所述的方法，其中对所述近红外荧光和衰减的所述反射的可见光进行成像包括对所述近红外荧光和所述衰减的反射的可见光同时进行成像。