一种PET‑荧光双模态术中导航成像系统及其成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106420057A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201611046753.1(22)申请日2016.11.23(71)申请人北京锐视康科技发展有限公司地址100070北京市丰台区丰台科技园区航丰路13号崇新大厦101(72)发明人翟晓晖谢肇恒于泽宽周坤李素莹田涧曾海宁(74)专利代理机构北京万象新悦知识产权代理事务所(普通合伙)11360代理人王岩(51)Int.Cl.A61B34/20(2016.01)A61B5/00(2006.01)A61B6/03(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种PET-荧光双模态术中导航成像系统及其成像方法(57)摘要本发明公开了一种PET-荧光双模态术中导航成像系统及其成像方法。本发明采用空间配准装置形成成像样本的三维表面轮廓图像；PET成像装置采集成像样本的内部结构的三维PET图像；三维表面轮廓图像与三维PET图像进行图像配准融合，得到成像目标的包括表面轮廓和内部结构的三维融合图像；荧光成像装置实时地采集成像样本的二维荧光图像；三维融合图像沿着荧光成像装置的成像面的法向轴，向二维荧光图像上进行投影，在二维荧光图像上显示出得到成像目标的深度信息；应用于肿瘤手术中，在计算机中融合三维PET图像和二维荧光图像，实现两种成像方式的互补，精准定位任意深度肿瘤，为患者提供更准确的肿瘤位置信息，实现肿瘤R0切除。CN106420057ACN106420057A权利要求书1/2页1.一种PET-荧光双模态导航成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：PET成像装置、荧光成像装置、空间配准装置、机械控制架、成像床、计算机和显示装置；其中，所述成像样本放置在成像床上，成像床设置在机械控制架上；所述PET成像装置、荧光成像装置和空间配准装置分别安装在机械控制架上并对着成像样本；所述PET成像装置、荧光成像装置、空间配准装置、机械控制架和显示装置分别通过数据线连接至计算机；所述空间配准装置采用多个不同角度的相机，根据双目视觉原理，形成成像样本的三维表面轮廓图像；所述PET成像装置采集成像样本的内部结构的三维PET图像；根据事先标定好的空间配准装置与PET成像装置的空间配准关系，三维表面轮廓图像与三维PET图像进行图像配准融合，得到成像目标的包括表面轮廓和内部结构的三维融合图像；荧光成像装置实时地采集成像样本的二维荧光图像，并显示在显示装置上；三维融合图像沿着荧光成像装置的成像面的法向轴，向二维荧光图像上进行投影，在二维荧光图像上得到成像目标的深度信息；改变荧光成像装置的成像角度，实时地得到成像目标在不同角度下距离成像样本表面的深度信息。2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述机械控制架包括：固定架、PET连接臂、位移装置、荧光机械臂和定位相机安装架；其中，所述固定架固定在底面上；所述成像床通过位移装置安装在固定架上，位移装置连接至计算机，计算机通过位移装置控制成像床的升降和平移；所述PET成像装置通过PET连接臂安装在固定架上，PET连接臂连接至计算机，成像时PET连接臂以成像样本为中心轴进行面内旋转，成像结束后面外转动离开成像床；所述荧光成像装置通过荧光机械臂安装在固定架上，荧光机械臂连接至计算机，计算机通过荧光机械臂控制荧光成像装置实时地移动，并且实时地获得荧光成像装置的坐标系原点的位置以及成像面的法向轴的角度；所述空间配准装置通过定位相机安装架与固定架相对位置固定。3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述PET成像装置包括：PET探测器和数据采集系统；其中，至少一对PET探测器关于成像样本呈对称布置，PET探测器连接至数据采集系统，数据采集系统连接至计算机；PET探测器采集成像样本体内的伽马光子信号，将光信号转化为电信号，并传输至数据采集系统，数据采集系统的数据通过数据线传到计算机集中处理。4.如权利要求3所述的成像系统，其特征在于，所述PET探测器的形状为平板结构或非规则平板结构；非规则平板结构采用半圆型、弧形或L型。5.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述荧光成像装置包括：荧光信号采集相机、白光信号采集相机、照明光源、采集镜头、滤光片组、透镜组、分光装置和遮光箱；其中，所述荧光信号采集相机、白光信号采集相机、滤光片组、透镜组和分光装置设置在遮光箱内；所述遮光箱周围固定照明光源，提供荧光信号的激发光源；所述采集镜头设置在遮光箱外并位于滤光片组前，采集镜头对准成像样本，实时采集成像样本的数据，通过滤光片组和透镜组，去除信号噪声，并将信号传输到分光装置；所述荧光信号采集相机与白光信号采集相机垂直摆放，并对准分光装置；所述分光装置将光学信号分为两部分，一部分信号