CN116671847A - 层析内窥显微光谱成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种层析内窥显微光谱成像系统。包括：光发射组件，用于发射光束；结构光组件，用于将光束转变为结构光；转向组件，用于转向结构光并透过待检测组织的荧光：探测组件，用于采集荧光并形成待检测组织的空间图像以及光谱信息；处理器，用于接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果。实现了对空间图像对应的质量进行评估，保证了得到的空间图像对应的质量评估结果的准确性。此外，上述层析内窥显微光谱成像系统不需要专业光学设备，就可以评估空间图像的质量，成本较低。且不需要大量的光路计算，因此方便简单，效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种层析内窥显微光谱成像系统。
背景技术
显微内窥镜被广泛应用于医学观察和检测，光纤和振镜都是显微内窥镜的重要组成部件，其中，一整根光纤通常由数万个光纤单元组成，通常情况下，每个光纤单元的中心位置是固定的。在实际使用过程中，由于振镜扫描精度的限制及光纤在使用过程中的弯曲变化，在端面固定的情况下无法保证每次扫描都在严格相同的位置。因此，随着时间的变化，振镜扫描位置和光纤位置会发生变化，相应地，一整根光纤中各光纤单元的中心位置也会发生变化。这一现象被称为光纤漂移。
由于存在光纤漂移现象，两个时刻之间的中心位置存在一定的像素差异。在图像重建过程中，需要确定各光纤单元中心的位置来实施快速去网格的方法，而光纤漂移的存在会使得进行光纤图像处理时，提取到错误位置的光纤信息，从而极大程度地影响了内窥显微光谱成像系统的图像质量。
现有技术中，由于无法对图像质量进行评估，从而导致无法根据图像得到准确结果。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种层析内窥显微光谱成像系统，旨在解决现有技术中，由于无法对图像质量进行评估，从而导致无法根据图像得到准确结果的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种层析内窥显微光谱成像系统，层析内窥显微光谱成像系统包括：光发射组件、结构光组件、转向组件、探测组件以及处理器，其中：
光发射组件，用于发射光束；
结构光组件，用于将光束转变为结构光；
转向组件，用于转向结构光并透过待检测组织的荧光：
探测组件，用于采集荧光并形成待检测组织的空间图像以及光谱信息；
处理器，用于接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，包括：光发射组件、结构光组件、转向组件、探测组件以及处理器，其中：光发射组件，用于发射光束；结构光组件，用于将光束转变为结构光；转向组件，用于转向结构光并透过待检测组织的荧光：探测组件，用于采集荧光并形成待检测组织的空间图像以及光谱信息。上述层析内窥显微光谱成像系统采用面光源对待检测组织进行激发，并使用探测组件对待检测组织激发光探测，可以大大提高组织分子的成像速度，可实现实时空间成像，还可以获取待检测组织的光谱信息。在层析内窥显微光谱成像系统中使用结构光重建技术，解决了宽场成像本身由于聚焦平面上下层背景光的干扰而造成的图像模糊问题。此外，上述层析内窥显微光谱成像系统中，处理器，用于接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果，实现了对空间图像对应的质量进行评估，保证了得到的空间图像对应的质量评估结果的准确性。进而可以保证根据空间图像对应的质量评估结果，得到空间图像对应的准确结果。此外，上述层析内窥显微光谱成像系统不需要专业光学设备，就可以评估空间图像的质量，成本较低。且不需要大量的光路计算，因此方便简单，效率较高。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，处理器，用于获取空间图像对应的定位图像，对定位图像进行质量评估，根据对定位图像进行质量评估的结果，确定空间图像对应的质量评估结果；所述定位图像是指激光光源激发空气，针对被激发的空气采集到的图像。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，用于获取空间图像对应的定位图像，对定位图像进行质量评估，保证了对定位图像进行质量评估的结果的准确性。根据对定位图像进行质量评估的结果，确定空间图像对应的质量评估结果，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果的准确性。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，处理器，用于对定位图像进行图像识别，确定定位图像中包括的光纤中心的个数；如果光纤中心的个数不满足预设个数要求，确定定位图像的评估质量为一级质量，一级质量用于表征最差图像质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，用于对定位图像进行图像识别，确定定位图像中包括的光纤中心的个数；保证了确定的定位图像中包括的光纤中心的个数的准确性。如果光纤中心的个数不满足预设个数要求，确定定位图像的评估质量为一级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为一级质量的结果的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果为一级质量的准确性。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，处理器，还用于当光纤中心的个数满足预设个数要求时，对定位图像进行灰度值识别，确定各光纤中心的灰度值，并据此计算所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差；根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，确定定位图像的评估质量，并确定空间图像对应的质量评估结果。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，还用于当光纤中心的个数满足预设个数要求时，对定位图像进行灰度值识别，确定各光纤中心的灰度值，保证了确定的各光纤中心的灰度值的准确性。并据此计算所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差，保证了计算得到的所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差的准确性。根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，确定定位图像的评估质量，并确定空间图像对应的质量评估结果，保证了确定的定位图像的评估质量，以及空间图像对应的质量评估结果的准确性。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，处理器，用于根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，判断定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布；当光纤中心灰度值分布不符合高斯分布时，确定定位图像的评估质量为二级质量，二级质量对应的图像质量高于一级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，用于根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，判断定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布，保证了确定的定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布的结果的准确性；当光纤中心灰度值分布不符合高斯分布时，确定定位图像的评估质量为二级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为二级质量的结果的准确性，然后，确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量，保证了确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量的准确性。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，处理器，还用于当光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，获取灰度值在灰度均值加减灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，并计算该个数占全部光纤中心个数的第一比例；当第一比例不满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为三级质量，三级质量对应的图像质量高于二级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为三级质量；当第一比例满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为四级质量，四级质量对应的图像质量高于三级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为四级质量。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，还用于当定位图像对应的光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，获取灰度值在灰度均值加减灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，并计算该个数占全部光纤中心个数的第一比例；当第一比例不满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为三级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为三级质量的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为三级质量，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果为三级质量的准确性。当第一比例满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为四级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为四级质量的结果的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为四级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为四级质量的准确性。
结合第一方面第一实施方式至第五实施方式中任一项实施方式，在第一方面第六实施方式中，处理器，还用于根据质量评估结果，输出针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，还用于根据质量评估结果，输出针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议，保证了输出的针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议的准确性。
结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，处理器，用于将质量评估结果与预设质量评估等级进行对比，当质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，用于将质量评估结果与预设质量评估等级进行对比，保证了得到的对比结果的准确性。当质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，保证了获取到的定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置的准确性。根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整，保证了对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整的准确性。
结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，处理器，用于当质量评估结果大于预设质量评估等级时，禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器，用于当质量评估结果大于预设质量评估等级时，禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整。保证了禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整的准确性。
结合第一方面，在第一方面第九实施方式中，探测组件全部或部分包覆有无菌膜。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，探测组件全部或部分包覆有无菌膜，避免了对探测组件反复消毒灭菌，减少了探测组件的损耗，增加了探测组件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。
图1是应用本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统的结构示意图；
图2是应用本发明另一实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“及/和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
申请人注意到若从光学系统测量的角度来评估成像质量，会存在如下缺陷：需要专业光学测量设备，价格昂贵；需要大量的光路计算，计算复杂，工作量大；现有方法中无论是设计阶段的测量方法，亦或是制造完成后的测量方法，即使可以测得某一部分光学系统的成像质量，但对于一个完整的实际系统而言，若把光学系统理解为激励端，图像视为激励端的反应，激励端质量与图像质量之间并非百分百等价，即仅凭现有方法从光学系统测量的角度来评估成像质量，不能保证光学系统反应在最终图像上的质量，现有实验方法即使可一定程度上评估激励端，而实际应用环境更加复杂，在面对具体特定的应用场景时，仅从光学测量角度，并不能最终评估成像效果。
基于上述考虑，本申请实施例提供了一种层析内窥显微光谱成像系统，可以解决仅从光学测量角度不能最终评估成像效果的问题。
在本申请一个实施例中，如图1所示，提供了一种层析内窥显微光谱成像系统，层析内窥显微光谱成像系统包括：光发射组件110、结构光组件120、转向组件130、探测组件140以及处理器150，其中：
光发射组件110，用于发射光束。
结构光组件120，用于将光束转变为结构光。
转向组件130，用于转向结构光并透过待检测组织的荧光。
探测组件140，用于采集荧光并形成待检测组织的空间图像以及光谱信息。
处理器150，用于接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果。
具体地，上述层析内窥显微光谱成像系统生成空间图像以及光谱信息的原理可以如下：光发射组件110可以包括光源112和扩束组件114。光源112用于发射准直光束。光源112可以为发射特定波长的准直激光的激光器。其中，特定波长范围可以为20nm-2000nm。该波长范围内的激光可以激发大范围的荧光体。光源112可以为量子阱激光器、固态激光器、气体激光器(例如氩离子激光器)或者激光二极管。扩束组件114设置在光源112的出口，用于将光源112发出的准直光束扩束。在一个优选实施例中，扩束组件114可以包括依次设置的窄带滤光器(未示出)和扩束器。窄带滤光器用于对光源112发出的准直光束进行滤光。窄带滤光器可以过滤出所需波长的光，例如允许500nm-600nm的光纤透过窄带滤光器，用于激发大范围的荧光。扩束器可以包括两个扩束透镜L1、L2，它们相互配合将经过窄带滤光器的光束进行扩束，以改变准直光束的直径。
光源112发出的准直光束，经扩束组件114扩束光束，由结构光组件120转变为结构光。
其中，结构光组件120可以包括光栅和控制该光栅移动的驱动器(例如马达)。其中，光栅可以为余弦光栅。光发射组件110发出的光束经过光栅投影到待检测组织上，形成结构光照明。当每个周期(即光栅移动周期)形成三幅源图像时，每次移动光栅周期的1/3，相当于光栅图案相移2π/3。同时探测组件140的曝光速度与光栅的移动同步。三次相移(0，2π/3，4π/3)得到待检测组织的三幅源图像，再经过结构光重建获得待检测组织的一幅层析图像。
具体地，转向组件130位于结构光组件120的下游，用于转向结构光组件120形成的结构光，并且能够使待检测组织的荧光透射。转向组件130用于分离结构光组件120产生的结构光和待检测组织激发产生的荧光。转向组件130对荧光的透射率可以达到90％以上，而对于其他波长的光基本上全部反射。其中，转向组件130可以为二向色镜。优选地，该二向色镜的波长范围可以在40nm-2200nm波长范围内。于是，结构光组件120产生的结构光在经过转向组件130时被反射到设置在转向组件130下游的内窥组件160。
内窥组件160用于将转向组件130转向的光束传导并聚焦到待检测组织上，并且接收待检测组织发出的荧光。该荧光经转向组件130后由探测组件140采集。
在一个优选实施例中，内窥组件160可以包括耦合物镜、微型物镜、以及耦合在耦合物镜和微型物镜之间的成像光纤束。耦合物镜用于将光束耦合(例如聚焦)进入成像光纤束的近端(靠近操作人员的一端)。成像光纤束用于将光束传导至成像光纤束的远端(远离操作人员的一端)。微型物镜用于将成像光纤束传导的激光聚焦到待检测组织的检测面上。检测面可以位于待检测组织表面以下的所需深度处。待检测组织的该检测面处的荧光团受激发出荧光。
聚焦平面上被光束照亮待检测组织发出的荧光被接收，探测组件140每次能够形成一幅完整图像，即该层析内窥显微光谱成像系统的成像速度为面阵探测组件140的成像速度，进而可快速实现可观测的组织分子图像。
探测组件140采集依次经内窥组件160和转向组件130返回的荧光，并形成待检测组织的空间图像和光谱信息。待检测组织的空间图像包括待检测组织的检测面的二维图像。光谱信息包括待检测组织受激产生的荧光在不同波段的能量分布，用于帮助获取组织信息(例如用于分析肿瘤)。
具体地，在形成空间图像以及光谱信息之后，处理器150可以接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150可以利用图像质量识别模型对空间图像进行图像质量识别，然后根据识别结果，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果。
其中，图像质量识别模型可以是基于手工特征的模型，例如DPM(DeformableParts Model,可变形零件模型)，图像质量识别模型也可以是基于卷积神经网络的模型，例如YOLO(You Only Look Once，你只看一次)检测器、R-CNN，(Region-based ConvolutionalNeural Networks，基于区域的卷积神经网络)模型、SSD(Single Shot MultiBox，单发多框)检测器以及Mask R-CNN(Mask Region-based Convolutional Neural Networks，带掩码的基于区域的卷积神经网络)模型等。本申请实施例对于图像质量识别模型不做具体限定。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，包括：光发射组件110、结构光组件120、转向组件130、探测组件140以及处理器150，其中：光发射组件，用于发射光束；结构光组件，用于将光束转变为结构光；转向组件，用于转向结构光并透过待检测组织的荧光：探测组件，用于采集荧光并形成待检测组织的空间图像以及光谱信息。上述层析内窥显微光谱成像系统采用面光源对待检测组织进行激发，并使用探测组件对待检测组织激发光探测，可以大大提高组织分子的成像速度，可实现实时空间成像，还可以获取待检测组织的光谱信息。在层析内窥显微光谱成像系统中使用结构光重建技术，解决了宽场成像本身由于聚焦平面上下层背景光的干扰而造成的图像模糊问题。此外，上述层析内窥显微光谱成像系统中，处理器150，用于接收探测组件发送的空间图像以及光谱信息，并对空间图像的图像质量进行评估，得到空间图像对应的质量评估结果，实现了对空间图像对应的质量进行评估，保证了得到的空间图像对应的质量评估结果的准确性。进而可以保证根据空间图像对应的质量评估结果，得到空间图像对应的准确结果。此外，上述层析内窥显微光谱成像系统不需要专业光学设备，就可以评估空间图像的质量，成本较低。且不需要大量的光路计算，因此方便简单，效率较高。
在本申请一个可选的实施例中，处理器150，用于获取空间图像对应的定位图像，对定位图像进行质量评估，根据对定位图像进行质量评估的结果，确定空间图像对应的质量评估结果。
其中，定位图像是指激光光源激发空气，针对被激发的空气采集到的图像。
具体地，处理器150可以接收用户输入的空间图像对应的定位图像，也可以接收其他设备发送的空间图像对应的定位图像，处理器150还可以基于光发射组件110发射光束，激发空气，并针对被激发的空气进行图像采集，从而生成空间图像对应的定位图像。本申请实施例对处理器150获取空间图像对应的定位图像的方式不做具体限定。
由于定位图像不受待检测组织的影响，因此空间图像对应的定位图像能够较为准确地表征空间图像的图像质量。
在一种可选的实施方式中，处理器150在获取到空间图像对应的定位图像之后，可以利用图像质量识别模型对定位图像进行图像质量识别，然后根据识别结果，并对定位图像的图像质量进行评估，得到定位图像进行质量评估的结果。然后，根据定位图像进行质量评估的结果，确定空间图像对应的质量评估结果。
其中，图像质量识别模型可以是基于手工特征的模型，例如DPM(DeformableParts Model,可变形零件模型)，图像质量识别模型也可以是基于卷积神经网络的模型，例如YOLO(You Only Look Once，你只看一次)检测器、R-CNN，(Region-based ConvolutionalNeural Networks，基于区域的卷积神经网络)模型、SSD(Single Shot MultiBox，单发多框)检测器以及Mask R-CNN(Mask Region-based Convolutional Neural Networks，带掩码的基于区域的卷积神经网络)模型等。本申请实施例对于图像质量识别模型不做具体限定。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于获取空间图像对应的定位图像，对定位图像进行质量评估，保证了对定位图像进行质量评估的结果的准确性。根据对定位图像进行质量评估的结果，确定空间图像对应的质量评估结果，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果的准确性。
在本申请一个可选的实施例中，处理器150，用于对定位图像进行图像识别，确定定位图像中包括的光纤中心的个数；如果光纤中心的个数不满足预设个数要求，确定定位图像的评估质量为一级质量，一级质量用于表征最差图像质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量。
其中，光纤分为包层和纤芯，纤芯透过率大，每根光纤(六边形结构)透过率最大的像素点视为该光纤的光纤中心。
具体地，处理器150可以利用图像识别方法，对定位图像中的光纤中心进行图像识别，从而确定定位图像中包括的光纤中心的个数。
其中，图像识别方法可以是基于人工神经网络的图像识别方法，也可以是基于小波矩的图像识别方法，还可以是基于分形特征的图像识别方法，本申请实施例对图像识别方法不做具体限定。
在确定定位图像中包括的光纤中心的个数之后，处理器150可以根据光纤中心的个数确定光纤中心的个数是否满足预设个数要求。
其中，预设个数要求可以是光纤中心的预设个数范围，也可以是预设个数数值。当预设个数要求为预设个数范围时，预设个数范围可以是N±N×5％，N可以是3000，也可以是2000，还可以是2500，本申请实施例对预设个数范围不做具体限定。例如，当N是3000时，预设个数范围为30000*0.95～30000*1.05。当预设个数要求为预设个数数值时，该数值可以是3000，也可以是2000，还可以是2500，本申请实施例对预设个数数值不做具体限定。
可选的，当预设个数要求为预设个数范围时，处理器150可以将光纤中心的个数与预设个数范围中的最大个数值和最小个数值进行对比，从而判断光纤中心的个数是否满足预设个数要求。当光纤中心的个数不在预设个数范围内时，确定当前定位图像的质量最差，因此，确定定位图像的评估质量为一级质量，一级质量用于表征最差图像质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量。
可选的，当预设个数要求为预设个数数值时，处理器150可以将光纤中心的个数与预设个数数值进行对比，当光纤中心的个数不是预设个数数值时，确定当前定位图像的质量最差，因此，确定定位图像的评估质量为一级质量，一级质量用于表征最差图像质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于对定位图像进行图像识别，确定定位图像中包括的光纤中心的个数；保证了确定的定位图像中包括的光纤中心的个数的准确性。如果光纤中心的个数不满足预设个数要求，确定定位图像的评估质量为一级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为一级质量的结果的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为一级质量，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果为一级质量的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，还用于当光纤中心的个数满足预设个数要求时，对定位图像进行灰度值识别，确定各光纤中心的灰度值，并据此计算所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差；根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，确定定位图像的评估质量，并确定空间图像对应的质量评估结果。
具体地，处理器150可以利用图像识别方法，对定位图像中的光纤中心进行图像识别，从而确定定位图像中包括的光纤中心的个数，并在确定光纤中心的个数满足预设个数要求时，处理器150可以利用灰度值识别方法，对定位图像中各光纤中心的灰度值进行识别，从而确定各光纤中心的灰度值。
在确定各光纤中心的灰度值之后，处理器150可以根据各光纤中心的灰度值计算所有光纤中心的灰度均值μ。然后，处理器150利用如下公式计算所有光纤中心的灰度值标准差。
其中，N为光纤中心的个数，μ为光纤中心的灰度均值，xi为各光纤中心的灰度值。
在计算得到所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差之后，处理器150可以根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差之间的关系，确定定位图像的评估质量，并确定空间图像对应的质量评估结果。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，还用于当光纤中心的个数满足预设个数要求时，对定位图像进行灰度值识别，确定各光纤中心的灰度值，保证了确定的各光纤中心的灰度值的准确性。并据此计算所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差，保证了计算得到的所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差的准确性。根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，确定定位图像的评估质量，并确定空间图像对应的质量评估结果，保证了确定的定位图像的评估质量，以及空间图像对应的质量评估结果的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，用于根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，判断定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布；当光纤中心灰度值分布不符合高斯分布，确定定位图像的评估质量为二级质量，二级质量对应的图像质量高于一级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量。
具体地，处理器150在获取到各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差之后，可以根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，判断定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布。当光纤中心灰度值分布不符合高斯分布时，确定当前定位图像的质量较差，因此，确定定位图像的评估质量为二级质量。其中，二级质量对应的图像质量高于一级质量。
然后，处理器150根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于根据各光纤中心的灰度值、灰度均值以及灰度值标准差，判断定位图像中所有光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布，保证了确定的定位图像对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布的结果的准确性；当光纤中心灰度值分布不符合高斯分布时，确定定位图像的评估质量为二级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为二级质量的结果的准确性，然后，确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量，保证了确定空间图像对应的质量评估结果为二级质量的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，还用于当光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，获取灰度值在灰度均值加减灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，并计算该个数占全部光纤中心个数的第一比例；当第一比例不满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为三级质量，三级质量对应的图像质量高于二级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为三级质量；当第一比例满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为四级质量，四级质量对应的图像质量高于三级质量；根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为四级质量。
具体地，当光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，处理器150可以计算灰度值在灰度均值加减灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，然后，利用该个数除以光纤中心的全部个数，得到该个数占全部光纤中心个数的第一比例。
然后，处理器150可以接收用户输入的预设比例要求，也可以接收其他设备发送的预设比例要求，本申请实施例对处理器150获取预设比例要求的方式不做具体限定。
其中，预设比例要求可以是第一比例在预设比例范围内，预设比例要求还可以是第一比例与预设比例阈值之间的差值小于预设差值阈值；本申请实施例对预设比例要求不做具体限定。
在一种可选的实施方式中，当预设比例要求为第一比例在预设比例范围内时，处理器150可以将第一比例与预设比例范围内的最大比例和最小比例进行对比，当第一比例大于最大比例或者小于最小比例时，确定第一比例不满足预设比例要求，因此，确定定位图像的评估质量为三级质量。其中，三级质量对应的图像质量高于二级质量。当第一比例小于最大比例且大于最小比例时，确定第一比例满足预设比例要求，因此，确定定位图像的评估质量为四级质量。其中，四级质量对应的图像质量高于三级质量。
其中，预设比例范围可以时67％-68％，也可以是65％-66％，本申请实施例对预设比例范围不做具体限定。
在另一种可选的实施方式中，预设比例要求为第一比例与预设比例阈值之间的差值小于预设差值阈值时，处理器150可以计算第一比例与预设比例阈值之间的差值，并将该差值与预设差值阈值进行对比，当第一比例与预设比例阈值之间的差值大于预设差值阈值时，处理器150确定当前定位图像的图像质量较高，确定定位图像的评估质量为三级质量。其中，三级质量对应的图像质量高于二级质量。
当第一比例与预设比例阈值之间的差值小于或者等于预设差值阈值时，处理器150确定当前定位图像的质量最好，确定定位图像的评估质量为四级质量。其中，四级质量对应的图像质量高于三级质量。
然后，处理器150根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为四级质量。
其中，预设比例阈值可以是68％，也可以是67％，本申请实施例对预设比例不做具体限定。预设差值阈值可以0.5％，也可以是1％，本申请实施例对预设差值阈值也不做具体限定。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于当定位图像对应的光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，获取灰度值在灰度均值加减灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，并计算该个数占全部光纤中心个数的第一比例；当第一比例不满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为三级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为三级质量的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为三级质量，保证了确定的空间图像对应的质量评估结果为三级质量的准确性。当第一比例满足预设比例要求时，确定定位图像的评估质量为四级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为四级质量的结果的准确性。根据定位图像的评估质量，确定空间图像对应的质量评估结果为四级质量，保证了确定的定位图像的评估质量为四级质量的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，还用于根据质量评估结果，输出针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议。
具体地，处理器150在确定了空间图像的质量评估结果之后，可以根据空间图像的质量评估结果，输出针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议。
关于该步骤将在下文进行详细介绍。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，还用于根据质量评估结果，输出针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议，保证了输出的针对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的调整建议的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，用于将质量评估结果与预设质量评估等级进行对比，当质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整。
具体地，处理器150在确定了空间图像的质量评估结果之后，可以将质量评估结果与预设质量评估等级进行对比。其中，预设质量评估等级可以三级质量等级。
当质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，处理器150可以对定位图像进行识别，获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整。
示例性的，假设空间图像的质量评估结果为二级质量，预设质量评估等级可以三级质量等级，那么空间图像的质量评估结果小于预设质量评估等级，处理器根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整。
在一种可选的实施方式中，当质量评估结果小于预设质量评估等级时，处理器150获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置之后，可以先根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行大幅度粗略调整，以使光斑形状接近圆形，且光斑中心的位置在光路的中心轴上。然后，再对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行细微调整，使得定位图像质量更高。
当质量评估结果等于预设质量评估等级时，处理器150获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置之后，可以对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行细微调整，使得定位图像质量更高。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于将质量评估结果与预设质量评估等级进行对比，保证了得到的对比结果的准确性。当质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，获取定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，保证了获取到的定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置的准确性。根据各位置的光斑形状和光斑中心位置，对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整，保证了对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，处理器150，用于当质量评估结果大于预设质量评估等级时，禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整，保证了禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整的准确性。
具体地，当质量评估结果大于预设质量评估等级时，处理器150确定当前空间图像的质量较高，因此禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，处理器150，用于当质量评估结果大于预设质量评估等级时，禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整。保证了禁止对光发射组件、结构光组件、转向组件以及探测组件进行调整的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中，如图2所示，探测组件全部或部分包覆有无菌膜170。
具体地，无菌膜170可以是无色、透明的薄膜，且无菌膜170的透光率不低于90％，厚度≤50um，尺寸和探测组件140匹配，有松紧性，和探测组件140紧密贴合。
本发明实施例提供的层析内窥显微光谱成像系统，探测组件全部或部分包覆有无菌膜170，避免了对探测组件反复消毒灭菌，减少了探测组件的损耗，增加了探测组件的使用寿命。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述层析内窥显微光谱成像系统包括：光发射组件、结构光组件、转向组件、探测组件以及处理器，其中：
所述光发射组件，用于发射光束；
所述结构光组件，用于将所述光束转变为结构光；
所述转向组件，用于转向所述结构光并透过待检测组织的荧光；
所述探测组件，用于采集所述荧光并形成所述待检测组织的空间图像以及光谱信息；
所述处理器，用于接收所述探测组件发送的所述空间图像以及所述光谱信息，并对所述空间图像的图像质量进行评估，得到所述空间图像对应的质量评估结果。
2.根据权利要求1所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，用于获取所述空间图像对应的定位图像，对所述定位图像进行质量评估，根据对所述定位图像进行质量评估的结果，确定所述空间图像对应的所述质量评估结果；所述定位图像是指激光光源激发空气，针对被激发的空气采集到的图像。
3.根据权利要求2所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，用于对所述定位图像进行图像识别，确定所述定位图像中包括的光纤中心的个数；如果所述光纤中心的个数不满足预设个数要求，确定所述定位图像的评估质量为一级质量，所述一级质量用于表征最差图像质量；根据所述定位图像的评估质量，确定所述空间图像对应的所述质量评估结果为所述一级质量。
4.根据权利要求3所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，还用于当所述光纤中心的个数满足所述预设个数要求时，对所述定位图像进行灰度值识别，确定各所述光纤中心的灰度值，并据此计算所有光纤中心的灰度均值以及灰度值标准差；根据各所述光纤中心的灰度值、所述灰度均值以及所述灰度值标准差，确定所述定位图像的评估质量，并确定所述空间图像对应的所述质量评估结果。
5.根据权利要求4所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，用于根据各所述光纤中心的灰度值、所述灰度均值以及所述灰度值标准差，判断所述定位图像中所有所述光纤中心对应的光纤中心灰度值分布是否符合高斯分布；当所述光纤中心灰度值分布不符合高斯分布时，确定所述定位图像的评估质量为二级质量，所述二级质量对应的图像质量高于所述一级质量；根据所述定位图像的评估质量，确定所述空间图像对应的所述质量评估结果为所述二级质量。
6.根据权利要求5所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，还用于当所述光纤中心灰度值分布符合高斯分布时，获取灰度值在所述灰度均值加减所述灰度值标准差范围内的光纤中心的个数，并计算该个数占全部光纤中心个数的第一比例；当所述第一比例不满足预设比例要求时，确定所述定位图像的评估质量为三级质量，所述三级质量对应的图像质量高于所述二级质量；根据所述定位图像的评估质量，确定所述空间图像对应的所述质量评估结果为所述三级质量；当所述第一比例满足预设比例要求时，确定所述定位图像的评估质量为四级质量，所述四级质量对应的图像质量高于所述三级质量；根据所述定位图像的评估质量，确定所述空间图像对应的所述质量评估结果为所述四级质量。
7.根据权利要求2-6任一项所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，还用于根据所述质量评估结果，输出针对所述光发射组件、所述结构光组件、所述转向组件以及所述探测组件中至少一个光学元器件的调整建议。
8.根据权利要求7所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，用于将所述质量评估结果与预设质量评估等级进行对比，当所述质量评估结果小于或者等于预设质量评估等级时，获取所述定位图像中各位置的光斑形状和光斑中心位置，根据各位置的所述光斑形状和所述光斑中心位置，对所述光发射组件、所述结构光组件、所述转向组件以及所述探测组件中至少一个光学元器件的位置和角度进行调整。
9.根据权利要求8所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述处理器，用于当所述质量评估结果大于所述预设质量评估等级时，禁止对所述光发射组件、所述结构光组件、所述转向组件以及所述探测组件进行调整。
10.根据权利要求1所述的层析内窥显微光谱成像系统，其特征在于，所述探测组件全部或部分包覆有无菌膜。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310621645.6A CN116671847A (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 层析内窥显微光谱成像系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116671847A true CN116671847A (zh) | 2023-09-01 |
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Family Applications (1)
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| CN202310621645.6A Pending CN116671847A (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 层析内窥显微光谱成像系统 |
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|---|---|
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-
2023
- 2023-05-30 CN CN202310621645.6A patent/CN116671847A/zh active Pending
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