CN218391067U - 一种多模态成像系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种多模态成像系统,包括OCT成像系统和荧光成像系统,能够通过OCT成像系统获取OCT图像,同时也能够通过荧光成像系统获取荧光图像,使得本装置可以在OCT工作模态和荧光成像模态之间进行切换。同时,在荧光成像过程中,对荧光检测的光谱检测模块包括对不同波长的荧光进行滤光的多个检测通路,通过检测通路对不同波长范围的荧光进行检测,能够获取对不同波长范围荧光对应的荧光图像,提高对不同波长荧光的识别效果。本申请提供的多模态成像系统,可以实现对生物组织依据OCT图像和荧光图像的识别辨认,能够提高对不同波长荧光的图像检测效果,提升了对不同生物组织的识别辨认效果。
Description
技术领域
本申请属于医疗成像设备技术领域,更具体地说,是涉及一种多模态成像系统。
背景技术
光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)是一种用于获取生物体组织的高分辨率横截面图像的技术,并且可以实现图像的实时可视化。OCT技术的原理是通过使用干涉光学系统测量生物体组织的图像。目前,通过OCT系统对生物体组织的识别,大多依靠医疗工作人员的经验进行人工识别辨认,识别的准确度受到医疗工作人员经验的不同波动较大。
因此,OCT成像与荧光成像结合的多模系统相较与单一的OCT成像系统具有更大的优势。荧光成像是利用激光照射到生物体组织上激发生物组织发出荧光,并对荧光进行检测获得生物体组织的荧光图像的技术,医疗工作人员也能够通过荧光图像识别辨认生物体组织。但是,现有的结合OCT成像与荧光成像的多模系统,对生物体组织的识别效果仍然有待提高。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种多模态成像系统,以解决现有技术中结合OCT成像与荧光成像的多模系统存在的生物体组织的识别效果不佳技术问题。能够提高对生物体组织的识别和辨认的准确度。
第一方面,本申请实施例提供一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,荧光成像系统包括光谱检测模块和连续谱光源,连续谱光源用于提供连续谱激发光,连续谱激发光激发生物组织发出荧光;光谱检测模块具有多个检测通路,荧光分别入射至多个检测通路,多个检测通路对荧光分别进行检测得到不同波长范围的荧光,并将不同波长范围的荧光分别转换得到多个电信号,不同的电信号对应不同波长范围的荧光;多个检测通路将多个电信号传输至控制设备,控制设备将多个电信号转换为多个荧光图像,显示设备用于显示多个荧光图像。
本申请实施例通过连续谱光源发出连续谱激发光,并通过连续谱激发光激发生物组织发出波长范围较宽的荧光,然后通过多个检测通路对生物组织发出的波长范围较宽的荧光进行检测,分别得到不同波长范围的荧光,然后通过对不同波长范围的荧光进行转换和显示,形成多个对应不同波长范围的荧光的荧光图像,使得医疗工作人员能够获取生物组织对应的不同波长范围的荧光的荧光图像,提高对依据荧光图像对生物组织进行识别和辨认的准确率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,多个检测通路包括第一检测通路和第二检测通路;括第一检测通路包括第一滤波片、第一光栅和第一光电传感器,第一滤波片用于过滤荧光得到第一波长范围的荧光,第一波长范围的荧光入射至第一光栅,第一光栅将第一波长范围的荧光处理后入射至第一光电传感器,第一光电传感器将第一光栅处理后的第一波长范围的荧光转换为第一电信号;第二检测通路包括第二滤波片、第二光栅和第二光电传感器,第二滤波片用于过滤荧光得到第二波长范围的荧光,第二波长范围的荧光入射至第二光栅,第二光栅将第二波长范围的荧光处理后入射至第二光电传感器,第二光电传感器将第二光栅处理后的第二波长范围的荧光转换为第二电信号。在该可能的实现方式中,通过第一检测通路的第一滤波片得到第一波长范围的荧光,并通过第二滤波片得到第二波长范围的荧光,然后对第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光进行处理、检测,得到第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光对应的电信号,实现了对第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光的检测成像。
第二方面,本申请实施例提供一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,荧光成像系统包括光谱检测模块、光开关和离散谱光源,离散谱光源用于在不同时间段内提供不同波长范围的激发光,不同波长范围的激发光激发生物组织发出不同荧光,不同的荧光对应不同的波长范围,不同荧光在不同时间段内入射至光开关;光谱检测模块具有多个检测通路,多个检测通路用于检测不同波长范围的荧光,光开关在第一时间段内将不同荧光中的第一荧光入射至多个检测通路中的第一检测通路,第一荧光对应第一波长范围,第一检测通路过滤第一荧光得到第一波长范围的荧光,并将第一波长范围的荧光转换为第一电信号;第一检测通路将述第一电信号传输至控制设备,控制设备将第一电信号转换为第一荧光图像,显示设备用于显示第一荧光图像。
本申请实施例利用离散谱光源在不同时间段内发出不同波长范围的激发光,并利用不同波长范围的激发光激发生物组织发出不同荧光,不同的荧光大致在一定的波长范围内,然后通过光谱检测模块对不同荧光进行检测,得到不同波长范围的荧光,并对不同波长范围的荧光的检测成像,使得医疗工作人员能够获取生物组织对应的不同波长范围的荧光的荧光图像,提高依据荧光图像对生物组织的识别和辨认准确率。同时,相比于采用连续谱光源,采用离散谱光源能够降低本装置的生产成本,并且提高对激发光的利用率,节约电能。
第三方面,本申请实施例还提供一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,荧光成像系统包括光谱检测模块、时分复用器、光开关和多个单波段光源,不同的单波段光源用于提供不同波长范围的激发光,不同波长范围的激发光入射至时分复用器,时分复用器用于在不同时间段内将不同波长范围的激发光入射至生物组织,不同波长范围的激发光激发生物组织发出不同荧光,不同的荧光对应不同的波长范围,不同荧光在不同时间段内入射至光开关;光谱检测模块具有多个检测通路,多个检测通路用于检测不同波长范围的荧光,光开关在第一时间段内将不同荧光中的第一荧光入射至多个检测通路中的第一检测通路,第一荧光对应第一波长范围,第一检测通路过滤第一荧光得到第一波长范围的荧光,并将第一波长范围的荧光转换为第一电信号;第一检测通路将第一电信号传输至控制设备,控制设备将第一电信号转换为第一荧光图像,显示设备用于显示第一荧光图像。
本申请实施例通过不同的单波段光源提供不同波长范围的激发光,并通过时分复用器对不同波长范围的激发光进行时分复用处理,并利用不同波长范围的激发光激发生物组织发出不同荧光,不同的荧光大致在一定的波长范围内,然后通过光谱检测模块对不同荧光进行检测,得到不同波长范围的荧光,并对不同波长范围的荧光的检测成像,使得医疗工作人员能够获取生物组织对应的不同波长范围的荧光的荧光图像,提高对生物组织的识别和辨认准确率。同时,同时,相比于采用连续谱光源,采用多个不同的单波段光源能够降低本装置的生产成本,也能够提高对激发光的利用率,节约电能。
在第二方面或第三方面的一种可能的实现方式中,不同波长范围的激发光包括波长范围为450nm~530nm的激发光和波长范围为650nm~800nm的激发光。在该可能的实现方式中,通过波长范围为450nm~530nm的蓝绿荧光激发光和波长范围为650nm~800nm的近红外荧光激发光对生物组织进行荧光成像,能够得到生物组织的蓝绿荧光图像和近红外荧光图像,能够提高依据荧光图像对生物组织的识别辨认效果。
在第三方面的另一种可能的实现方式中,控制设备还用于集中控制光开关、时分复用器。在该可能的实现方式中,通过控制设备对本装置的光开关和时分复用器进行集中控制,并且便于实现对光开关和时分复用器的同步控制,能够提高本装置的自动化控制程度。
在第一方面至第三方面一种可能的实现方式中,括第一检测通路包括第一滤波片、第一光栅和第一光电传感器,第一滤波片用于过滤第一荧光得到第一波长范围的荧光,第一波长范围的荧光入射至第一光栅,第一光栅将第一波长范围的荧光处理后入射至第一光电传感器,第一光电传感器将第一光栅处理后的第一波长范围的荧光转换为第一电信号;多个检测通路还包括第二检测通路,第二检测通路包括第二滤波片、第二光栅和第二光电传感器,第二滤波片用于过滤不同荧光中的第二荧光得到第二波长范围的荧光,第二荧光对应第二波长范围,第二波长范围的荧光入射至第二光栅,第二光栅将第二波长范围的荧光处理后入射至第二光电传感器,第二光电传感器将第二光栅处理后的第二波长范围的荧光转换为第二电信号。在该可能的实现方式中,通过第一检测通路的第一滤波片对第一荧光检测得到第一波长范围的荧光,并通过第二滤波片对第二荧光检测得到第二波长范围的荧光,然后对第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光进行处理、检测,得到第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光对应的电信号,实现了对第一波长范围的荧光、第二波长范围的荧光的检测成像。
在在第一方面至第三方面另一种可能的实现方式中,第一检测通路还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜,第一滤波片射出的第一波长范围的荧光入射至第一聚焦透镜,第一聚焦透镜将第一波长范围的荧光聚焦后入射至第一光栅,第一光栅将第一波长范围的荧光处理后入射至第二聚焦透镜,第二聚焦透镜将第一光栅处理后的第一波长范围的荧光聚焦,并入射至第一光电传感器;第二检测通路还包括第三聚焦透镜和第四聚焦透镜,第二滤波片射出的第二波长范围的荧光入射至第三聚焦透镜,第三聚焦透镜将第二波长范围的荧光聚焦后入射至第二光栅,第二光栅将第二波长范围的荧光处理后入射至第四聚焦透镜,第四聚焦透镜将第二光栅处理后的第二波长范围的荧光聚焦,并入射至第二光电传感器。在该实现方式中,通过第一聚焦透镜和第二聚焦透镜对第一检测通路进行聚焦,并通过第三聚焦透镜和第四聚焦透镜对第二检测通路进行聚焦,能够提高本装置的荧光成像效果。
在第一方面至第三方面的另一种可能的实现方式中,第一波长范围为530nm~650nm,第二波长范围为800nm~900nm。在该实现方式中,通过对波长范围为530nm~650nm的蓝绿荧光和波长范围为800nm~900nm的近红外荧光进行检测成像,能够提高医疗工作人员对生物组织的识别辨认效果。
在一种可能的实现方式中,还包括成像导管,连续谱激发光入射至成像导管,成像导管将连续谱激发光入射至生物组织,并接收生物组织由连续谱激发光激发发出的荧光,并将荧光入射至多个检测通路中;或者,不同波长范围的激发光入射至成像导管,成像导管将不同波长范围的激发光入射至生物组织,并接收生物组织由不同波长范围的激发光激发发出的不同荧光,并将不同荧光入射至光开关中。在该实现方式中,通过成像导管伸入到血管中对血管壁和斑块进行荧光成像,并获取不同波长范围荧光的图像,能够通过应用本装置提升对血管壁和斑块的识别辨认效果。
在第一方面至第三方面的另一种可能的实现方式中,生物组织发出的荧光包括NIRAF荧光和NIRF荧光。在该可能的实现方式中,通过对NIRAF荧光和NIRF荧光进行检测,能够获取不同来源的荧光的不同波长范围的荧光图像,提高了依据荧光图像对生物组织的适用范围。
本申请提供的多模态成像系统的有益效果在于:与现有技术相比,通过多个检测通路对不同波长范围的荧光进行检测,得到不同波长范围的荧光对应的荧光图像,使得医疗工作人员依据不同波长的荧光对应的荧光图像对生物组织进行实现辨认,提高了对生物组织的识别辨认效果。特别是在对血管壁和血管壁上的斑块进行荧光成像时,依据不同波长范围的荧光对应的荧光图像对斑块进行识别,能够提高对血管进行荧光成像、诊断的效果,有助于提高医疗水平。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的具有连续谱光源的多模态成像系统的系统结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的具有光分束器的光谱检测模块的结构示意图;
图3为本申请另一实施例提供的具有离散谱光源的多模态成像系统的控制结构示意图;
图4为本申请另一实施例提供的具有光开关的光谱检测模块的结构示意图;
图5为本申请另一实施例提供的离散谱光源和光开关的控制状态示意图;
图6为本申请另一实施例提供的具有多个单波段光源的多模态成像系统的结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的多波段光源与时分复用器、光开关同步控制的控制状态示意图;
图8为本申请另一实施例提供的多模态成像系统的控制结构示意图;
其中,图中各附图标记:
110-OCT光源;121-第一光线耦合器;122-第二光线耦合器;131-第一环形器;132-第二环形器;140-成像导管;141-导管体;142-成像探头;143-导管接头;140-准直器;150-反射镜;160-平衡光电探测器;210-荧光成像光源;211-连续谱光源;212-离散谱光源;213-第一单波段光源;214-第二单波段光源;220-光谱检测模块;221-第一检测通路;221a-第一滤波片、221b-第一聚焦透镜、221c-第一光栅、221d-第二聚焦透镜;221e-第一线阵CCD相机;222-第二检测通路;222a-第二滤波片;222b-第三聚焦透镜;222c-第二光栅、222d-第四聚焦透镜;222e-第二线阵CCD相机;223-光分束器;224-光开关;230-时分复用器;300-控制设备;310-显示设备;400、血管壁;410、斑块。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)成像技术用于获取生物组织的高分辨率横截面图像。基于OCT成像技术的成像装置在使用时,来自OCT成像光源的光线在分离器(又称分束器、光线耦合器)被分成样品光束(又称测量臂、样品臂)和参考光束(又称参考臂),样品臂在生物组织处被反射或散射,参考臂在反射镜处被反射,然后通过控制参考臂和样品臂发生干涉产生光线干涉图,通过检测生成的光线干涉图便能够获取生物组织的横截面图像。
波长为700~1600nm的红外光在穿透皮肤、脂肪和骨骼等生物组织时发生的散射和吸收现象均较少,因而相比于可见光,这一波长范围的红外光的“折损率”更低,所以波长为700~1600nm的红外光被看做一个生物组织的光学“透明”窗口。其中,OCT成像一般使用波长为1310nm的红外光作为光源。
同时,在波长为700~1600nm的区域中,来自于生物体内各种色素的自发荧光也大大降低。因此,使用波长为700~1600nm的区域内的荧光对生物组织进行成像也具有巨大优势。其中,近红外自体荧光(near-infrared autofluorescence,NIRAF)成像和近红外荧光(near-infraredfluorescence,NIRF)成像就是两种利用波长为700~1600nm的区域内的红外光进行荧光成像的技术。NIRAF成像和NIRF成像通过近红外激光对生物组织进行照射,进而获得生物组织发出的荧光,然后通过这些荧光获得生物组织的荧光图像。这里,将NIRAF成像过程和NIRF成像过程统称为荧光成像,将NIRAF成像和NIRF成像获取的图像统称为荧光图像。
目前,存在将OCT成像与荧光成像结合的多模态成像系统,这种多模态成像系统既能够通过OCT成像技术获取生物组织的横截面图像,也能够通过荧光成像获取生物组织的图像的装置。虽然这种多模态成像系统能够得到OCT成像与荧光成像获取的图像,但是通过得到的OCT图像和荧光图像对不同的生物组织的识别辨认效果依然不好。
有鉴于此,本申请实施例提供一种多模态成像系统,能够同时使用OCT成像和荧光成像获取生物组织图像,在荧光成像时,从生物组织获取不同波长范围的荧光,并对不同波长范围的荧光进行光谱检测,获得不同生物组织的不同波长范围的荧光对应的荧光图像,并结合OCT成像获取生物组织的OCT图像对生物组织进行识别辨认,能够提高依据图像对生物组织进行识别辨认的准确度。
在一些场景中,本申请实施例的多模态成像系统可以用于对血管内壁进行成像以识别血管壁上的斑块,在荧光成像时,使用近红外光照射血管内壁上的斑块激发荧光,进而检测血管内壁上不同种类的斑块发出的荧光,并通过本多模态成像系统对不同斑块发出的不同波长的荧光进行过滤,得到血管壁上不同种类的斑块的荧光图像,进而便于医疗工作人员对血管内壁上不同种类斑块的识别辨认,并结合OCT成像获取血管侧壁的OCT图像,能够提高识别辨认血管内壁上斑块的准确度。
在另一些场景中,本申请实施例的多模态成像系统能够用于获取人体内腺体组织的荧光图像,在荧光成像时,使用近红外光照射腺体组织激发荧光,腺体组织上的正常组织和病变组织发出不同波长的荧光,通过本多模态成像系统能够对这些不同波长的荧光进行过滤,进而获得腺体的正常组织和病变组织分别对应的荧光图像,同时结合OCT技术获取腺体组织的OCT图像,便于医疗工作人员对腺体中不同组织的识别辨认效果。
在另一些场景中,本申请实施例的多模态成像系统能够用于获取眼底造影的荧光图像,向患者眼部附近注射造影剂(例如荧光素钠),利用近红外光照射眼底视网膜,眼底视网膜的新生血管和发生渗漏的血管会发出不同波长的荧光,通过本多模态成像系统能够对这些不同波长范围的荧光进行过滤并进行检测,获得眼底视网膜中的新生血管和发生渗漏的血管的不同波长荧光对应的荧光图像,同时结合OCT技术获眼底视网膜的OCT图像,能够提高医疗工作人员对眼底视网膜病变进行识别辨认的准确度。
下面以结合具体的例子说明本申请实施例的多模态成像系统的具体细节,该多模态成像系统通过成像导管对血管内侧壁的斑块进行OCT成像和荧光成像。
本装置在使用时,请参阅图1中成像导管140的使用状态,在对血管中的斑块410进行成像时,将成像导管140穿过血管壁400插入到血管中,然后通过成像导管140获取血管壁400上斑块410的图像,然后依据斑块410的图像对斑块410进行识别辨认。
如本申请实施例的结构示意图1所示的,图1中包括由OCT光源110、第一光线耦合器121、第二光线耦合器122、第一环形器131、第二环形器132、成像导管140、准直器140、反射镜150、平衡光电探测器160、控制设备300和显示设备310组成的OCT成像系统,图1中还包括由荧光成像光源210、成像导管140、光谱检测模块220、控制设备300和显示设备310组成的荧光成像系统。其中,OCT成像系统和荧光成像系统共用成像导管140、控制设备300和显示设备310,以获取生物组织的OCT图像和荧光图像。
下文具体说明本申请实施例的多模态成像系统进行OCT成像的具体细节。
如图1的多模态成像系统中所示出的,在进行OCT成像时,OCT光源110用于输出OCT成像所需要的光线,OCT光源110发出的光线入射至第一光线耦合器121。其中,OCT光源110可以为扫频光源。本多模态成像系统在进行OCT成像时,为OCT成像工作模态。
其中,第一光线耦合器121用于对光线进行分束,例如,如图1的多模态成像系统中所示出的,第一光线耦合器121可以将接收到的从OCT光源110发出的光线分为两束光线,即分成样品光束和参考光束,样品光束入射至第一环形器131中,参考光束入射至准直器150中。
其中,如图1的多模态成像系统中所示出的,第一环形器131用于对光线分路传输,且第一环形器131具有单向传输光线的特性。如图1中第一环形器131的光路所示的,第一环形器131具有向成像导管140传输光线的端口,从第一光线耦合器入射至第一环形器131的样品光线入射至成像导管140中,并通过成像导管140将光线照射到血管壁400上。
具体地,如图1中成像导管140的结构所示的,成像导管140可以包括导管体141和成像探头142,成像探头142设置在导管体141中,导管体141具有一定的推送能力和过弯能力,导管体141的主要功能是限制成像探头142的径向运动范围以保护血管壁。成像探头142起到传输光束和光束收集的作用,通过成像探头142可以将光线入射至生物组织上,成像探头142还可以接收生物组织反射的光线或者发出的荧光。在进行成像时,成像探头142沿着成像导管140长度方向运动,并在成像导管140内沿着血管进行360°的旋转,通过成像探头142能够完成对血管的扫描和成像。
在一些实施例的成像导管结构中,如图1的成像导管140结构所示的,成像导管140上设有导管接头143,导管接头143用于将成像导管140内的成像探头142与外部的光纤相互连接进而传输光线,形成对光线传导的通路。
同时,如图1中第一环形器131的光路所示的,第一环形器131也具有将光线向第二光线耦合器122传输的端口,在OCT成像时,通过成像导管140照射到血管壁400或者斑块410上的光线经过血管壁400或者斑块410反射形成样品光束反射光,样品光束反射光入射至成像导管140中,样品光束反射光入射至第一环形器131中,样品光束反射光经过第一环形器131入射至第二光线耦合器122中。
同时,如图1中的光路所示的,从第一光线耦合器121出射的参考光束入射至准直器150中,准直器150用于提升光线的准直度,经过准直器150提升准直度后的参考光束入射至反射镜160上,反射镜160对参考光束反射形成参考光束反射光,从反射镜160反射出的参考光束反射光再次入射至入射至准直器150中,准直器150能够对参考光束反射光提升准直度,从准直器150出射的第二环形器132中。
如图1中第二环形器132的光路所示的,第二环形器132具有将光线入射至第二光线耦合器170的端口,使得入射至第二环形器132的参考光束反射光入射至第二光线耦合器122中。
如图1中第二光线耦合器122的光路所示的,第二光线耦合器122用于对光线进行合束,通过第二光线耦合器122能够样品光束反射光和参考光束反射光合并形成一束光线,使得样品光束反射光和参考光束反射光发生干涉,形成OCT成像所需要的干涉光线,干涉光线从第二光线耦合器122出射,然后入射至平衡光电探测器170中。
如图1中平衡光电探测器170的光路所示的,在进行OCT成像时,平衡光电探测器170用于检测光信号并将光信号转变为电信号,样品光束反射光和参考光束反射光的干涉光线入射至平衡光电探测器170中,平衡光电探测器170用于对光线进行检测,形成样品光束反射光和参考光束反射光的干涉光线对应的电信号,然后平衡光电探测器170将电信号输出给控制设备300,控制设备300实现将电信号转换为OCT图像信号。
具体地,请参阅图1中的控制设备300,控制设备300可以配置有用于显示图像的显示设备310,显示设备310带有显示屏幕,控制设备300输出OCT图像信号,显示设备310能够将OCT图像信号显示出,使得显示设备310能够实时的显示本多模态成像系统在OCT成像工作模式时的OCT图像,使得医疗工作人员可以实时查看OCT图像。
通过OCT工作模态得到的OCT图像为血管侧壁的横截面图像,能够获取血管壁400的横截面情况,进而便于医疗工作人员对血管壁400的横截面情况进行识别辨认,得到血管壁400以及斑块410的病理信息。
下文具体说明本申请实施例的多模态成像系统进行荧光成像的具体细节。
如图1的多模态成像系统中所示出的,本多模态成像系统在荧光成像时,为荧光成像工作模态。荧光成像时,显示设备310能够实时显示本多模态成像系统在荧光成像工作模式时所得到的荧光图像,使得医疗工作人员能够实时地查看血管壁400的荧光图像。
本装置在进行荧光成像时,荧光成像光源210用于输出荧光成像所需要的激发光,激发光用于激发生物组织发出荧光。例如,荧光成像光源210可以为近红外光光源,输出的近红外光的波长在700~1600nm之间,近红外光能够激发血管壁400以及斑块410发出荧光。其中,如图1的光路图所示的,荧光成像光源210发出的激发光入射至成像导管140中。
本装置在进行荧光成像时,如图1的多模态成像系统光路所示的,通过成像导管140传导激发光,激发光入射至血管壁400和斑块410上,血管壁400和斑块410受到激发光的激发发出荧光,成像导管140用于接收并传递荧光,荧光从成像导管140入射至光谱检测模块220中,光谱检测模块220用于对荧光进行检测。
具体地,请参阅图1,在荧光成像时,光谱检测模块220用于检测荧光并将荧光转转换为荧光对应的电信号,光谱检测模块220将电信号输出给控制设备300,控制设备300能够将荧光对应的电信号转换为荧光对应的荧光图像信号,荧光图像信号通过控制设备传递给显示设备310,显示设备310接收到荧光图像信号之后能够将荧光图像显示出,以实现对荧光图像的实时显示,便使得医疗工作人员能够从显示设备310上直接观察到实时的血管壁400和斑块410的荧光图像。
应理解的是,本申请实施例对荧光成像时的荧光类别和获取方式并不做限制。例如,本装置进行荧光成像时可以使用通过近红外自体荧光(NIRAF)技术获得的荧光进行荧光成像,也可以使用通过近红外荧光(NIRF)技术获得的荧光进行荧光成像。
由于血管壁400上的不同斑块410对不同波长的激发光有不同的反应,即不同斑块410能够被激发出不同波长的荧光。因此,为了更准确地对血管壁400上的斑块410进行识别辨认,在光谱检测模块220中有获取不同波长范围的光学器件,并通过光谱检测模块220对不同波长范围的荧光进行检测,得到不同波长范围的荧光对应的电信号,对荧光对应的电信号在控制设备300中进行检测,进而得到不同波长范围的荧光图像信号,通过对不同波长范围的荧光图像信号在显示设备310中进行显示,便使得医疗工作人员能够从显示设备310上直接观察到血管壁400上不同斑块410对应的荧光图像,有利于医疗工作人员对斑块410进行识别辨认。
例如,通过对血管壁上的动脉粥样硬化斑块利用不同波长的荧光进行探测,可以观察到动脉粥样硬化斑块在不同波长的激发光激发下产生的不同荧光图像,进而可以获取血管壁上的动脉粥样硬化斑块更准确的病理信息。其中,病理信息包括动脉粥样硬化斑块的发展阶段、类型等信息。
具体地,如图2所示出的光谱检测模块220结构,从成像导管140射出的荧光到达光谱成像模块220中,光谱检测模块220包括第一检测通路221、第二检测通路222,即从从成像导管140射出的荧光能够进入第一检测通路221和第二检测通路222中。其中,第一检测通路221用于对第一波长范围内的荧光进行检测,得到第一波长范围内荧光对应的电信号,第二检测通路222用于对第二波长范围内的荧光进行检测,得到第二波长范围内荧光对应的电信号。
应理解的是,光谱检测模块220还可以设置三个、四个或者更多的用于对不同波长范围的荧光检测的检测通路,以获得不同波长范围荧光对应的电信号,本申请实施例对检测不同波长范围的荧光的检测通路的数量不作限制。
需要说明的是,输入第一检测通路221、第二检测通路222中的荧光可以是同一种光谱的荧光,并通过第一检测通路221、第二检测通路222对荧光进行过滤,得到不同波长范围的荧光,然后通过第一检测通路221、第二检测通路222对不同波长范围的荧光进行检测,得到不同波长范围的荧光对应的电信卡。
还需要说明的是,输入第一检测通路221、第二检测通路222的荧光可以是处于波长范围内的荧光,第一检测通路221、第二检测通路222用于分贝对不同波长范围的荧光进行检测,光谱检测模块220可以在第一检测通路221、第二检测通路222之间切换以对不同波长范围的荧光进行检测,使得光谱检测模块220在能够分别得到在不同波长范围的荧光对应的电信号。
在一些实施例的光谱检测模块中,如图2所示出的光谱检测模块220所示出的,第一检测通路221包括第一滤波片221a、第一聚焦透镜221b、第一光栅221c、第一聚焦透镜221d和第一线阵CCD相机221e。来自成像导管140的荧光光线通过第一检测通路221时,荧光光线入射至第一滤波片221a上,第一滤波片221a对不同波长的荧光进行过滤,第一滤波片221a仅能通过第一波长范围的荧光光线,第一波长范围内的荧光光线从第一滤波片221a射出,并入射至第一聚焦透镜221b上,第一聚焦透镜221b用于对荧光光线进行聚焦,聚焦后的荧光光线从第一聚焦透镜221b射出,并入射至第一光栅221c上,第一光栅221c用于对荧光光线进行调制,经过第一光栅221c调制后的荧光光线从第一光栅221c射出,并入射至第二聚焦透镜221d上,第二聚焦透镜221d用于对荧光光线进行聚焦,经过第二聚焦透镜221d聚焦后的光线从第二聚焦透镜221d射出,并入射至第一线阵CCD相机221e中进行检测,得到第一波长范围荧光对应的电信号。
随后,第一波长范围的荧光对应的电信号传递到控制设备300中进行处理得到第一波长范围内的荧光对应的荧光图像,第一波长范围内的荧光的电信号在控制设备300中进行处理,并在显示设备310中显示,得到了第一波长范围内荧光对应的荧光图像。
同样地,在一些实施例的光谱检测模块中,如图2所示出的光谱检测模块220所示出的,第二检测通路222包括第二滤波片222a、第三聚焦透镜222b、第二光栅222c、第四聚焦透镜222d和第二线阵CCD相机222e。来自成像导管140的荧光光线进入第二检测通路222进行检测时,荧光光线经过第二滤波片222a过滤,得到在第二波长范围内的荧光光线,第二波长范围内的荧光光线首先入射至第二滤波片222a进行过滤,第二滤波片222a仅能通过第二波长范围的荧光,其余波长范围的荧光被第二滤波片222a阻挡,经过第二滤波片222a过滤得到的第二波长范围的荧光从第二滤波片222a射出,并入射至第三聚焦透镜222b中,第三聚焦透镜222b用于对荧光进行聚焦,经过聚焦的荧光从第三聚焦透镜222b射出,并入射至第二光栅222c上,第二光栅222c用于对荧光进行调制,经过第二光栅222c调制的荧光从第二光栅222c射出,并入射至第四聚焦透镜222d上,第四聚焦透镜222d用于对荧光进行聚焦,经过第四聚焦透镜222d聚焦的光线从第四聚焦透镜222d射出,并入射至第二线阵CCD相机222e中,第二线阵CCD相机222e用于对荧光进行检测,通过第二线阵CCD相机222e检测能够得到第二波长范围内荧光的对应的电信号。
随后,第二波长范围内荧光的对应的电信号传递给控制设备300进行处理,得到第二波长范围内荧光对应的荧光图像信号,控制设备300将第二波长范围内荧光的荧光图像信号传递给显示设备310,显示设备310对第二波长范围内荧光的荧光图像信号进行显示,得到了第二波长范围内荧光对应的荧光图像。
其中,第一线阵CCD相机221e和第二线阵CCD相机222e为一种光电传感器,第一线阵CCD相机221e和第二线阵CCD相机222e通过检测荧光的光谱将荧光光线转换为电信号。作为替换方案,第一线阵CCD相机221e和第二线阵CCD相机222e也可以替换为其他类型的光电传感器,例如CMOS相机,本申请实施例对检测荧光的光电传感器的类型不作限制。
在一些实施例的光谱检测模块中,适用于对荧光检测的第一波长范围可以为530nm~650nm,530nm~650nm内的荧光为蓝绿荧光,得到蓝绿荧光对应的荧光图像。
在另一些实施例的光谱检测模块中,适用于对荧光检测的第二波长范围可以为800nm~900nm,800nm~900nm内的荧光为近红外荧光。
在一些实施例的光谱检测模块中,可以同时使用第一波长范围为530nm~650nm的蓝绿荧光和第二波长范围为800nm~900nm的近红外荧光对血管壁400和斑块410进行荧光成像,分别得到血管壁400的蓝绿荧光图像和近红外荧光图像,临床实践表明,通过蓝绿荧光图像和近红外荧光图像结合对血管壁400上的不同斑块410进行识别时,可以得到更准确的识别结果,可以更加精确的识别出斑块410的类型。
需要说明的是,利用光谱检测模块220对不同波长的荧光检测得到不同波长范围荧光的图像时,为了获得不同波长范围内荧光对应的图像,基于不同波长的激发光能够激发不同波长荧光的原理,根据所需要的不同波长范围荧光选择能够发出不同波长的激发光的荧光成像光源210,然后利用不同波长的激发光激发生物组织发出不同波长的荧光,进而通过检测不同波长的荧光获得不同波长荧光对应的荧光图像。
因此,在一些实施例的荧光成像系统中,输入第一检测通路221、第二检测通路222中的荧光为同一种光谱的荧光时,荧光成像光源210可以为连续谱光源,连续谱光源能够发出具有连续光谱的激发光,例如,荧光成像光源210可以采用激发光波长范围为400nm~2400nm的超连续谱光源。
如图1中的荧光成像系统所示的,在使用连续谱光源为荧光成像光源210时,从荧光成像光源210发出的连续谱激发光入射至成像导管140中,连续谱激发光激发血管壁400和斑块410发出荧光,成像导管140接收血管壁400和斑块410发出的荧光,成像导管140将荧光入射至光谱检测模块220中。
如图2中的光谱检测模块220所示的,图2中的光谱检测模块220用于配合如图1中的荧光成像系统进行荧光成像。为了将成像导管140射出的荧光分别入射至光谱检测模块220的第一检测通路221、第二检测通路222中,可以通过光分束器223进行分束,成像导管140将荧光入射至光分束器223中,光分束器223将光线进行分束,使得荧光分束后分别入射至第一检测通路221的第一滤波片221a、第二检测通路222的第二滤波片222a中,以通过第一检测通路221、第二检测通路222实现对不同波长范围的荧光的检测。
这里,光分束器223可以等同替换为光线耦合器等其他能够实现光线分光的光学器件,这里对实现光线分束作用的具体光学器件不作限制。
同时,也可以通过多根光纤直接将成像导管140分别与第一检测通路221、第二检测通路222连通,即实现多束荧光直接从成像导管140分别入射至第一检测通路221、第二检测通路222中。
需要注意的是,荧光成像光源210使用连续谱光源211进行荧光成像时,由于连续谱光源的价格较高,导致使用连续谱光源的本多模态成像系统的成本偏高,影响了本多模态成像系统的使用成本。同时,在荧光成像光源210使用连续谱光源时,光谱检测模块220将在第一波长范围和第二波长范围外的荧光外直接过滤处理,导致第一波长范围和第二波长范围外的荧光直接被浪费,造成了电能的浪费。因此,基于以上的生产成本和电能浪费的考虑,可以考虑使用其他类型的荧光成像光源210,以提高本多模态成像系统的经济性和节能效果。
基于以上原因,对于另一些实施例中的荧光成像光源210,荧光成像光源210可以为能够发出多个波长范围的激发光的离散谱光源212,这些不同波长范围的激发光在不同时间段内从离散谱光源中发出。由于离散谱光源的价格更为低廉,使得应用离散谱光源的本多模态成像系统的成本更低;而且能够更有针对性的发出特定波长范围的激发光,使得本多模态成像系统对荧光的利用率更高,有利于提高本多模态成像系统的节能效果。
例如,离散谱光源212内部具体可以为两个发出单一波长范围的半导体激光器,离散谱光源212通过控制离散谱光源212内部的两个半导体激光器的工作状态,即使得两个发出单一波长范围的半导体激光器交替打开和关闭,即实现了通过离散谱光源212能够发出多种波长范围的激发光的效果,这些不同激发光的波长范围是离散的,使得离散谱光源212能够在不同时间段内发出波长范围不同的激发光。
具体地,如图3中的荧光检测系统所示的,荧光成像光源210为离散谱光源212时,当本多模态成像系统利用光谱检测模块220的第一检测通路221对波长范围为530nm~650nm的荧光进行检测成像时,可以通过荧光成像光源210发出波长范围为450nm~530nm的激发光,以获得对波长范围为530nm~650nm的荧光,进而获得效果更好的蓝绿荧光图像。
具体地,如图3中的荧光检测系统所示的,荧光成像光源210为离散谱光源212时,当本多模态成像系统利用光谱检测模块220的第二检测通路222对波长范围为800nm~900nm的荧光进行检测成像时,可以通过荧光成像光源210发出波长范围为650nm~800nm的激发光,以激发生物组织获得波长范围为800nm~900nm的荧光,进而获得波长范围为800nm~900nm内荧光对应的荧光图像。
为了与上述的荧光成像光源210为离散谱光源212的荧光成像系统配合使用,如图4的光谱检测模块结构所示出的,光谱检测模块220在第一滤波片221a、第二滤波片222a的前侧设有用于控制光线通路切换的光开关224。光开关224是一种光路转换器件,光开关224具有分别与第一检测通路221、第二检测通路222连通的端口,通过光开关224能够控制从光开关224射出的荧光光线分别入射至第一检测通路221或者第二检测通路222,进而使得通过成像导管140的荧光能够分别进入到第一检测通路221或者第二检测通路222中进行检测,能够提高本多模态成像系统的自动化控制程度。
应理解的是,光开关224可以是机械式光开关、微电子机械光开关或者其他形式的光开关,本申请实施例对光开关224的形式不作限制。
应理解的是,光开关224可以设定根据时间设定不同的工作状态,例如,如图5的工作状态示意图所示的,光开关224可以设定在A1时间段内切换到第一检测通路221上,此时第一波长范围的荧光从成像导管140从入射至第一检测通路221中;然后在A2时间段内切换到第二检测通路222上,此时第二波长范围的荧光从成像导管140入射至第二检测通路222中进行检测。
相应的,荧光成像光源210为离散谱光源212时,为了与光开关224的工作状态相配合,离散谱光源212也在A1时间段内发出波长范围为450nm~530nm的激发光,离散谱光源212也在A2时间段内发出波长范围为650nm~800nm的激发光,进而顺利得到不同波长范围荧光对应的荧光图像。
还需要注意的是,为了达到控制生产成本和节能的效果,荧光成像光源210并不限于使用上述的离散谱光源212,下面对使用其他类型的荧光成像光源210多模态成像系统进行具体说明。
如图6的光路结构所示的,为了本多模态成像系统能够利用第一检测通路221、第二检测通路222分别对不同波长范围荧光进行检测的目的,荧光成像光源210可以采用持续发出不同波长范围的激发光的多个单波段光源213,例如,荧光成像光源210可以包括第一单波段光源213、第二单波段光源214。第一单波段光源213、第二单波段光源214能够分别发出特定波长范围内的激发光,多个波长范围内的激发光能够激发生物组织发出不同波长范围的荧光。
为了与包括第一单波段光源213、第二单波段光源214的荧光成像光源210配合使用,通过在荧光成像光源210和成像导管140之间设置时分复用器230,使得从第一单波段光源213、第二单波段光源214发出的激发光均入射至时分复用器230中,时分复用器230能够控制第一单波段光源213、第二单波段光源214分别发出的不同波长范围的激发光在不同时间段内通过时分复用器230,即能够通过控制时分复用器230的工作状态控制荧光成像光源210发出的激发光的通过状态,然后通过时分复用器230将不同波长范围的激发光入射至成像导管140中进行荧光成像。
这里,时分复用器230是一种时分复用(time-division multiplexing,TDM)装置,TDM装置能够在同一物理连接的不同时段传输不同的信号,达到多路传输的目的。这里,时分复用器230以时间作为对光信号分割的参量,将各路光信号处理为在时间轴上互不重叠的光信号,即将从第一单波段光源213、第二单波段光源214经过时分复用器230入射至成像导管140的光信号通路在时间顺序上分割为时间轴上具有先后顺序的若干时间段,然后在这些时间段内将不同波长范围的激发光入射至成像导管140,实现通过不同波长范围的激发光进行荧光成像时互不干扰的目的。
同时,为了与时分复用器230在不同时间段内对不同波长范围的激发光激发的不同波长范围的荧光进行检测,也通过光开关224控制第一检测通路221、第二检测通路222的切换。其中,如图4的光谱检测的模块220的光路结构所示的,光开关224具有分别与第一检测通路221、第二检测通路222连通的端口,通过光开关224能够控制从光开关224射出的荧光光线分别入射至第一检测通路221或者第二检测通路222,进而使得通过成像导管140的荧光能够分别进入到第一检测通路221或者第二检测通路222中进行检测。
下面对通过时分复用器230控制不同波长范围的激发光进行荧光成像的具体过程进行说明。
当时分复用器230控制使用450nm~530nm的激发光进行荧光成像时,具体控制过程为:第一单波段光源213持续发出波长为450nm~530nm内的激发光,第二单波段光源214持续发出波长为650nm~800nm内的激发光,波长为450nm~530nm内的激发光、波长为650nm~800nm内的激发光均入射至时分复用器230,时分复用器230控制在第一时间段内由波长为450nm~530nm内的激发光通过时分复用器230,并使得第一时间段内波长为650nm~800nm内的激发光不能够通过时分复用器230,此时时分复用器230处于第一状态,此时光开关224将光谱检测模块220切换到第一检测通路221上,波长为450nm~530nm内的激发光从时分复用器230射出,并入射至成像导管140中,从成像导管140射出的波长为450nm~530nm内的激发光入射至血管壁400和斑块410上,血管壁400和斑块410被激发发出波长范围大概为530nm~650nm的荧光,成像导管140接收波长范围大概为530nm~650nm的荧光,并通过成像导管140入射至光谱检测模块220的第一检测通路221中,通过第一检测通路221过滤除去杂光,并通过第一检测通路221进行检测,然后对波长范围为530nm~650nm的荧光进行荧光成像,即实现了通过第一检测通路221进行荧光成像的目的。
同样地,当时分复用器230控制使用650nm~800nm的激发光进行荧光成像时,具体控制过程为:第一单波段光源213持续发出波长为450nm~530nm内的激发光,第二单波段光源214持续发出波长为650nm~800nm内的激发光,波长为450nm~530nm内的激发光、波长为650nm~800nm内的激发光均入射至时分复用器230,时分复用器230控制在第二时间段内由波长为650nm~800nm内的激发光通过时分复用器230,并使得第二时间段内波长为450nm~530nm内的激发光不能够通过时分复用器230,此时时分复用器230处于第二状态,此时光开关224将光谱检测模块220切换到第二检测通路222上,波长为650nm~800nm内的激发光从时分复用器230射出,并入射至成像导管140中,从成像导管140射出的波长为650nm~800nm内的激发光入射至血管壁400和斑块410上,血管壁400和斑块410被激发发出波长范围大概为800nm~900nm的荧光,成像导管140接收波长范围大概为800nm~900nm的荧光,并通过成像导管140入射至光谱检测模块220的第二检测通路222中,通过第一检测通路221过滤除去杂光,并通过第一检测通路221进行检测,然后对波长范围为800nm~900nm的荧光进行荧光成像,即实现了通过第一检测通路221进行荧光成像的目的。
如图7的工作状态示意图所示的,进行荧光成像时,第一单波段光源213持续发出450nm~530nm的激发光,第二单波段光源214持续发出650nm~800nm的激发光,时分复用器230在A1时间段内切换到第一状态,此时波长为450nm~530nm的激发光进入成像导管140中,光开关224在A1时间段内也切换到第一检测通路221上,实现对波长为650nm~800nm的激发光激发的荧光的检测;随后,时分复用器230在A2时间段内切换到第二状态,此时波长为650nm~800nm的激发光进入成像导管140中,光开关224在A2时间段内也切换到第二检测通路222上,实现对波长为650nm~800nm的激发光激发的荧光的检测。
具体地,时分复用器230可以对从时分复用器230到成像导管140的光信号通路分割为毫秒级别(例如5毫秒)的时间段,将这些时间段分别提供给荧光成像系统的第一检测通路221、第二检测通路222分别进行使用,使得本多模态成像系统的荧光成像系统能够分别获得第一检测通路221、第二检测通路222对应波长范围荧光对应的荧光图像。
在一些实施例的控制方式中,为了更好地直接对光开关223进行控制,并控制光开关223与时分复用器230进行同步控制,如图7的控制结构所示出的,通过控制设备300分别与光开关224、时分复用器230控制连接,进而通过控制设备300控制时分复用器230和光开关224同步工作。这一控制过程具体为:控制设备300控制时分复用器230在第一时间段内切换到第一状态时,控制设备300控制光开关224切换到对第一波长范围荧光检测的第一检测通路221上;控制设备300控制时分复用器230在第二时间段内第二状态时,控制设备300控制光开关223切换到对第二波长范围荧光检测的第二检测通路222上。
在一些实施例的控制方式中,为了提升本装置的自动化控制程度,控制设备300还可以与OCT光源110、荧光成像光源210、第一线阵CCD相机221e、第二线阵CCD相机222e和平衡光电探测器170控制连接,进而通过控制设备300直接控制OCT光源110、荧光成像光源210、第一线阵CCD相机221e、第二线阵CCD相机222e和平衡光电探测器170的工作状态,实现对本多模态成像系统的集中自动化控制。
例如,控制设备300控制本装置在OCT工作模态工作时,控制设备300控制荧光成像光源210、第一线阵CCD相机221e和第二线阵CCD相机222e关闭、控制OCT光源110和平衡光电探测器170打开,通过本多模态成像系统进行OCT成像。
又例如,控制设备300控制本装置在荧光成像工作模态工作时,控制设备300控制荧光成像光源210、第一线阵CCD相机221e和第二线阵CCD相机222e打开,并通过控制设备300控制OCT光源110和平衡光电探测器170关闭,控制设备300控制时分复用器230将本装置切换到荧光成像光源210、时分复用器230、成像导管140和光谱检测模块220组成的光路中,进而进行荧光成像。通过光谱检测模块220对不同波长范围的荧光检测过程在前文中的光开关224和时分复用器230的同步控制过程中已经作了详细说明,这里不再赘述。
又例如,控制设备300控制本装置在同时进行OCT成像和荧光成像时,可以通过控制设备300控制本装置在上述的荧光成像工作状态和OCT成像工作状态之间切换,使得本装置能够同时获得生物组织的OCT图像和不同波长范围荧光对应的荧光图像,能够提高对生物组织的识别辨认效果。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,其特征在于:所述荧光成像系统包括光谱检测模块和连续谱光源,所述连续谱光源用于提供连续谱激发光,所述连续谱激发光激发生物组织发出荧光;
所述光谱检测模块具有多个检测通路,所述荧光分别入射至所述多个检测通路,所述多个检测通路对所述荧光分别进行检测得到不同波长范围的荧光,并将所述不同波长范围的荧光分别转换得到多个电信号,不同的电信号对应不同波长范围的荧光;
所述多个检测通路将所述多个电信号传输至所述控制设备,所述控制设备将所述多个电信号转换为多个荧光图像,所述显示设备用于显示所述多个荧光图像。
2.如权利要求1所述的多模态成像系统,其特征在于:所述多个检测通路包括第一检测通路和第二检测通路;
所述第一检测通路包括第一滤波片、第一光栅和第一光电传感器,所述第一滤波片用于过滤所述荧光得到第一波长范围的荧光,所述第一波长范围的荧光入射至所述第一光栅,所述第一光栅将所述第一波长范围的荧光处理后入射至所述第一光电传感器,所述第一光电传感器将所述第一光栅处理后的所述第一波长范围的荧光转换为第一电信号;
所述第二检测通路包括第二滤波片、第二光栅和第二光电传感器,所述第二滤波片用于过滤所述荧光得到第二波长范围的荧光,所述第二波长范围的荧光入射至所述第二光栅,所述第二光栅将所述第二波长范围的荧光处理后入射至所述第二光电传感器,所述第二光电传感器将所述第二光栅处理后的所述第二波长范围的荧光转换为第二电信号。
3.如权利要求1或2所述的多模态成像系统,其特征在于:还包括成像导管,所述连续谱激发光入射至所述成像导管,所述成像导管将所述连续谱激发光入射至生物组织,并接收所述生物组织由所述连续谱激发光激发发出的所述荧光,并将所述荧光入射至所述多个检测通路中。
4.一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,其特征在于:所述荧光成像系统包括光谱检测模块、光开关和离散谱光源,所述离散谱光源用于在不同时间段内提供不同波长范围的激发光,所述不同波长范围的激发光激发生物组织发出不同荧光,不同的荧光对应不同的波长范围,所述不同荧光在不同时间段内入射至所述光开关;
所述光谱检测模块具有多个检测通路,所述多个检测通路用于检测不同波长范围的荧光,所述光开关在第一时间段内将所述不同荧光中的第一荧光入射至所述多个检测通路中的第一检测通路,所述第一荧光对应第一波长范围,所述第一检测通路过滤所述第一荧光得到第一波长范围的荧光,并将所述第一波长范围的荧光转换为第一电信号;
所述第一检测通路将述第一电信号传输至所述控制设备,所述控制设备将所述第一电信号转换为第一荧光图像,所述显示设备用于显示所述第一荧光图像。
5.如权利要求4所述的多模态成像系统,其特征在于:所述第一检测通路包括第一滤波片、第一光栅和第一光电传感器,所述第一滤波片用于过滤所述第一荧光得到第一波长范围的荧光,所述第一波长范围的荧光入射至所述第一光栅,所述第一光栅将所述第一波长范围的荧光处理后入射至所述第一光电传感器,所述第一光电传感器将所述第一光栅处理后的所述第一波长范围的荧光转换为第一电信号;
所述多个检测通路还包括第二检测通路,所述第二检测通路包括第二滤波片、第二光栅和第二光电传感器,所述第二滤波片用于过滤所述不同荧光中的第二荧光得到第二波长范围的荧光,所述第二荧光对应第二波长范围,所述第二波长范围的荧光入射至所述第二光栅,所述第二光栅将所述第二波长范围的荧光处理后入射至所述第二光电传感器,所述第二光电传感器将所述第二光栅处理后的所述第二波长范围的荧光转换为第二电信号。
6.如权利要求2或5所述的多模态成像系统,其特征在于:所述第一检测通路还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜,所述第一滤波片射出的所述第一波长范围的荧光入射至所述第一聚焦透镜,所述第一聚焦透镜将所述第一波长范围的荧光聚焦后入射至所述第一光栅,所述第一光栅将所述第一波长范围的荧光处理后入射至所述第二聚焦透镜,所述第二聚焦透镜将所述第一光栅处理后的第一波长范围的荧光聚焦,并入射至所述第一光电传感器;
所述第二检测通路还包括第三聚焦透镜和第四聚焦透镜,所述第二滤波片射出的所述第二波长范围的荧光入射至所述第三聚焦透镜,所述第三聚焦透镜将所述第二波长范围的荧光聚焦后入射至所述第二光栅,所述第二光栅将所述第二波长范围的荧光处理后入射至所述第四聚焦透镜,所述第四聚焦透镜将所述第二光栅处理后的第二波长范围的荧光聚焦,并入射至所述第二光电传感器。
7.如权利要求2或5所述的多模态成像系统,其特征在于:所述第一波长范围为530nm~650nm,所述第二波长范围为800nm~900nm。
8.一种多模态成像系统,包括:OCT成像系统、荧光成像系统、控制设备和显示设备,其特征在于:所述荧光成像系统包括光谱检测模块、时分复用器、光开关和多个单波段光源,不同的单波段光源用于提供不同波长范围的激发光,不同波长范围的激发光入射至所述时分复用器,所述时分复用器用于在不同时间段内将不同波长范围的激发光入射至生物组织,所述不同波长范围的激发光激发所述生物组织发出不同荧光,不同的荧光对应不同的波长范围,所述不同荧光在不同时间段内入射至所述光开关;
所述光谱检测模块具有多个检测通路,所述多个检测通路用于检测不同波长范围的荧光,所述光开关在第一时间段内将所述不同荧光中的第一荧光入射至所述多个检测通路中的第一检测通路,所述第一荧光对应第一波长范围,所述第一检测通路过滤所述第一荧光得到第一波长范围的荧光,并将所述第一波长范围的荧光转换为第一电信号;
所述第一检测通路将所述第一电信号传输至所述控制设备,所述控制设备将所述第一电信号转换为第一荧光图像,所述显示设备用于显示所述第一荧光图像。
9.如权利要求4或8所述的多模态成像系统,其特征在于:所述不同波长范围的激发光包括波长范围为450nm~530nm的激发光和波长范围为650nm~800nm的激发光。
10.如权利要求4、5或8所述的多模态成像系统,其特征在于:所述不同波长范围的激发光入射至成像导管,所述成像导管将所述不同波长范围的激发光入射至生物组织,并接收所述生物组织由所述不同波长范围的激发光激发发出的不同荧光,并将所述不同荧光入射至所述光开关中。
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