[发明专利]在缺光环境中利用拓扑激光扫描进行超光谱和荧光成像

权利要求书

1.一种系统，包括：

发射器，所述发射器用于发射电磁辐射脉冲；

图像传感器，所述图像传感器包括用于感测反射的电磁辐射的像素阵列；和

控制器，所述控制器包括与所述图像传感器和所述发射器电通信的处理器；

其中所述控制器在所述图像传感器的消隐周期期间同步所述电磁辐射脉冲的定时；并且

其中由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲的至少一部分包括电磁辐射红色波长、电磁辐射绿色波长和电磁辐射蓝色波长，并且还包括以下中的一者或多者：

具有从约513nm至约545nm的波长的电磁辐射；

具有从约565nm至约585nm的波长的电磁辐射；

具有从约900nm至约1000nm的波长的电磁辐射；

引起试剂发荧光的电磁辐射激发波长；或者

激光扫描图案。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器以持续时间和频率脉冲所述激光扫描图案，使得所述激光扫描图案对于所述系统的用户不可见。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像传感器被配置成能够生成多个曝光帧，其中所述多个曝光帧中的每个曝光帧对应于由所述发射器发射的电磁辐射脉冲，并且产生与每个电磁辐射脉冲在时间上对应的数据集以生成对应于所述多个曝光帧的多个数据集。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，将所述多个曝光帧组合以形成图像帧。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像传感器的所述像素阵列是双灵敏度像素阵列，所述双灵敏度像素阵列包括对长曝光敏感的多个像素和对短曝光敏感的多个像素。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括防止所述电磁辐射激发波长被所述图像传感器感测到的滤光器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器被配置成能够在脉冲持续时间期间发射具有短于所述脉冲持续时间的子持续时间的多个电磁辐射子脉冲。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲中的一个或多个电磁辐射脉冲包括作为单个脉冲或单个子脉冲以两个或多个波长同时发射的电磁辐射。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲中的至少一个电磁辐射脉冲产生由所述图像传感器生成的曝光帧，其中所述系统还包括用于将两个或更多个曝光帧显示为叠层图像的显示器。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲的至少一部分是用于使试剂发荧光的激发波长，并且其中脉冲所述激发波长导致所述图像传感器生成指示场景内所述试剂的位置的荧光曝光帧。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器还被配置成能够向对应系统提供所述荧光曝光帧，所述对应系统基于所述荧光曝光帧来确定关键组织结构的位置。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器还被配置成能够：

从所述对应系统接收所述关键组织结构的所述位置；

生成包括所述场景内所述关键组织结构的所述位置的叠层帧；以及

将所述叠层帧与描绘所述场景的彩色图像帧组合，以指示所述场景内所述试剂的所述位置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述图像传感器被配置成能够感测由所述激光扫描图案产生的反射的电磁辐射以生成拓扑曝光帧，并且其中所述控制器还被配置成能够：

向对应系统提供所述拓扑曝光帧，所述对应系统确定所述场景的拓扑以及/或者所述场景内的一个或多个对象的尺寸；

将所述关键组织结构的所述位置提供给所述对应系统；以及

从所述对应系统接收所述关键组织结构的拓扑和/或尺寸。