[发明专利]用于外科手术的智能成像系统

摘要

本发明提出一种用于外科手术的智能成像系统，包括：频域光相干断层成像子系统，用于获取生物组织的深度图像；荧光成像及高光谱分析子系统，用于形成高光谱影像；探头装置，用于对频域光相干断层成像子系统和荧光成像及高光谱分析子系统的光路进行耦合，对生物组织的深度图像和高光谱影像进行融合，得到生物组织的结构功能立体影像，根据生物组织的结构功能影像确定手术区域，在手术区域内进行扫描以获取准实时图像。本发明具有结构简单、成本低廉、操作简单、成像速度快、图像空间分辨率高、体积小、质量轻、图像效果明显的优点。

主权项

1.一种用于外科手术的智能成像系统，其特征在于，包括：频域光相干断层成像子系统，所述频域光相干断层成像子系统用于通过红外光对生物组织进行照射并产生反射光，以形成样品光与参考光的干涉，通过光谱仪对所述样品光与参考光进行分光后使用CCD进行成像，并对CCD成像结果进行快速傅里叶变换得到所述生物组织的深度图像，结合光学衰减系数提取特征和卷积神经网络算法对病变区域的深度方向实现判断和分析；荧光成像及高光谱分析子系统，所述荧光成像及高光谱分析子系统用于对所述生物组织的荧光特性进行分析，以得到荧光聚合程度和强度分布，根据所述荧光聚合程度和强度分布对所述生物组织中的功能进行精确定位和判断，并根据对所述生物组织中的功能的定位和判断结果控制光谱仪旋转扫描，以形成高光谱影像，并通过人工智能及机器学习算法对手术区域的病变组织实现浅表层方向的图像分析以达到精准分类与分割；以及探头装置，所述探头装置用于对所述频域光相干断层成像子系统和荧光成像及高光谱分析子系统的光路进行耦合，对所述生物组织的深度图像和所述高光谱影像进行融合，得到所述生物组织的结构功能影像，根据所述生物组织的结构功能影像确定手术区域，在手术区域内进行扫描以获取术中准实时手术区域成像，其中，所述探头装置的整体运动包括手动运动方式和机械运动方式，所述手动运动方式为手动控制所述探头装置在x、y、z方向的运动，同时，外部的振镜整体对整个手术区域进行扫描，所述机械运动方式为自动控制所述探头装置在x、y、z方向的运动，同时，外部的振镜整体对整个手术区域进行扫描，所述外部的振镜整体对整个手术区域进行扫描，具体包括：选取所述探头装置的初始位置为(x0,y0,z0)，针对振镜的扫描模式，以二维振镜扫描模式为基准完成所述初始位置下的扫描，同时将信号和图像重建并存储，等待本次内部扫描完成后继续下一点扫描位置(x1,y1,z1)，开始同样的二维振镜扫描，同时重建信号与图像，直至循环到位置(xn‑1,yn‑1,zn‑1)并重建，直到整个手术区域完全扫描结束，到达最终位置(xn,yn,zn)，其中的z为常数或将其直接设置为0。