一种医用内窥式辐射发光成像系统及其成像方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物医药分子影像技术领域，尤其涉及一种医用内窥式辐射发光成像系统及其成像方法。
【背景技术】
[0002]内窥技术是指由体外将检测仪器经过人体自然腔道送入体内，然后对体内深层疾病经行检测的技术，为光学分子影像技术临床转化应用面临的光学信号组织穿透局限性问题提供了有效的解决方法。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。
[0003]而内窥镜的显像技术对医生对病情进行准确的诊断起到至关重要的作用。
[0004]核素显像是显像技术中的一种，核素显像存在仪器贵、显像慢的不足。切伦科夫成像(核素-光学成像)是一种新型的成像方法，如申请号为CN201310261548.7的专利文献公开了“一种医用经内窥镜切伦科夫荧光成像系统”，其特征在于，其包括:内窥镜探头01，用于采集受检对象表面白光信号和/或受检对象内部靶向目标与探针结合发出的切伦科夫荧光信号；光纤传像束02，一端与所述内窥镜探头01连接，用于传输所述白光信号和/或所述切伦科夫荧光信号；探测装置03，与所述光纤传像束02的另一端连接，用于将所述经光纤传像束02传送的白光信号和/或切伦科夫荧光信号转化为电信号；计算与成像装置04，与所述探测装置03连接，用于对所述转化后的电信号进行后续处理，获得受检对象表面的白光结构图像和/或受检对象内部靶向目标与探针结合发出的切伦科夫荧光图。其采用核素-光学成像(切伦科夫成像策略)，缺点为:成像核素少、成像速度慢、光信号强度低、信号穿透性不足的缺点。且核素-光学成像中信号增强策略中增强元件(主要是纳米颗粒等)的生物安全性差。
[0005]辐射发光成像可大大减低核素成像的成像时间，同时克服以往核素-光学成像(切伦科夫成像策略)成像核素少、成像速度慢、光信号强度低、信号穿透性不足的缺点，还可以克服以往核素-光学成像信号增强策略中增强元件(主要是纳米颗粒等)的生物安全性瓶颈，为临床提供新的显像方法。
[0006]放射线可激发增敏感屏发光，这已经被预实验证实。医用增感屏是临床放射线摄影不可缺少的重要器材，它与放射线胶片匹配使用，能使穿透机体的放射线转变成使胶片感光的可见光，提高放射线对胶片感光的利用效率。经测定，放射线片上形成的光密度影像中95%以上是由增感屏上的荧光物质将放射线能转化为可见的荧光光能后对胶片感光所致，而仅有不足5%的光密度影像是由放射线直接感光形成的。因此，增感屏的使用不仅极大减少了放射线的辐射损害，而且进一步拓展了放射线摄影的检查手段和应用范围。
[0007]因此，若能把增感屏应用到辐射发光成像中，对医用内窥技术将会是一个巨大的进步，它将会解决以往成像技术中的光信号差、信号穿透性差、成像速度慢的缺点，且增感屏可直接将放射线转化为荧光光能，无需将检测仪器经过人体自然腔道送入体内，就会最大程度减少病人的抗拒心理。
【发明内容】
[0008]针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种信号强、信号穿透性强、成像速度快、操作简单、对病人的身体影响小，且能最大程度减少病人的抗拒心理的医用内窥式辐射发光成像系统及其成像方法。
[0009]为解决上述现有技术中存在的技术问题，采用的具体技术方案是:
[0010]—种医用内窥式辐射发光成像系统包括以下部件，
[0011]暗箱，其用于容纳切伦科夫荧光探测装置和待测物体；
[0012]增感屏，位于待测物体的发病处，用于采集核素发射的γ光子，并将γ光子转化为焚光信号；
[0013]内窥镜，其用于采集荧光信号，并将荧光信号无损耗最大化传输给CCD相机；
[0014]CCD相机，其处理收集到的荧光信号，并进行光学成像；同时，将处理后的数据和图像输出给计算机；
[0015]计算机，其用于对数据和图像的融合处理；
[0016]所述内窥镜和增感屏均设于暗箱内，且内窥镜的一端与增感屏可拆卸的耦合连接，内窥镜的另一端与设于所述暗箱外部的CCD相机通过光纤相连，所述CCD相机与计算机电连接。
[0017]所述增感屏为圆柱形绿色系列稀土增感屏。
[0018]所述增感屏的成份中包含硫氧化钆。
[0019]所述内窥镜为医用纤维内窥镜。
[0020]所述CXD相机的像素读出速度为30MHz，所述CXD相机可采集工作温度、曝光时间、光圈大小、帧频和EM增益。
[0021]本发明的再一目的是提供一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法，其包括以下步骤:
[0022]SI，将内窥镜对准待测物体，采集白光；
[0023]S2，CCD相机根据内窥镜采集的白光进行光学成像，得到白光图；
[0024]S3，在内窥镜前安装增感屏，并将增感屏对准待测物体，增感屏将核素发射的γ光子转化为荧光信号；
[0025]S4，内窥镜米集焚光信号；
[0026]S5，内窥镜米集到的焚光信号经光纤传输给CCD相机，CCD相机进行焚光成像，得到核素荧光图；
[0027]S6，计算机将步骤S2和步骤S5所得到的白光图和核素荧光图进行图像处理得到配准图；
[0028]S7，使用计算机将所述配准图输出。
[0029]所述步骤S6中图像处理的具体过程如下:
[0030]S01，选择核素荧光图，并进行去噪、减背景值、加伪彩色，得到具有有效数据的图像Il ;
[0031]S02，从白光图中抽取出感兴趣区域，得到图像13 ；
[0032]S03，在图像Il中找到有用信号区域得到图像12 ；
[0033]S04，将图像12融合叠加到图像13上，得到配准图。
[0034]所述图像13是基于白光图中各图像显著度和相对位置，结合颜色和纹理特征，采用区域生长法提取所得。
[0035]通过采用上述方案，本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统及其成像方法与现有技术相比，其技术效果在于:
[0036](I)采用增感屏、内窥镜、CCD相机依次连接的方式，光学成像设备检测核素，信号强，信号穿透性强，成像速度快。
[0037](2)采用内窥镜头设计方案，内窥镜上的增感屏与内窥镜可拆卸连接，操作更简便；且能够减少辐射发光成像的散射影响。
[0038](3)完全采用外部设计，无需有检测设备伸入人体内部，对病人的身体影响很小，病人疼痛感，能最大程度减少病人的抗拒心理。
【附图说明】
[0039]图1为现有技术一种医用经内窥镜切伦科夫荧光成像系统的结构示意图；
[0040]图2为本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统的结构示意图；
[0041]图3为本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统中增感屏与内窥镜的连接示意图；
[0042]图4为本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法的结构示意图；
[0043]图5为本发明一种医用内窥式辐射发光成像系统的成像方法的成像流程示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0045]如图2至图5所示，
[0046]—种医用内窥式福射发光成像系统，包括暗箱1、增感屏2、内窥镜3、(XD相机4和计算机5 ;所述增感屏2与所述内窥镜3的一端耦合连接，所述增感屏2和内窥镜3均设于暗箱I内，所述内窥镜3的另一端与设于所述暗箱I外部的CC