本發(fā)明涉及一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

消化系統(tǒng)腫瘤是世界范圍內(nèi)最常見腫瘤之一。早發(fā)現(xiàn)、早治療，提高早癌的診斷水平對于提高患者生存率、減輕社會經(jīng)濟負(fù)擔(dān)有著深遠(yuǎn)的意義。目前國際研究表明，內(nèi)鏡檢查是發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)腫瘤的最有效途徑。然而現(xiàn)有內(nèi)鏡技術(shù)存在檢出率低，漏診率高等諸多問題。為解決現(xiàn)有問題，分子影像學(xué)為我們提供了新的思路。分子影像學(xué)對活體內(nèi)的生物過程在細(xì)胞和分子水平進(jìn)行研究，同時利用靶向探針與特定分子結(jié)合可實現(xiàn)實時、定量成像。將分子影像學(xué)技術(shù)與消化內(nèi)鏡結(jié)合的消化內(nèi)鏡分子影像學(xué)，成為實現(xiàn)消化道腫瘤早期診斷的有效途徑。目前的研究成果已經(jīng)展現(xiàn)出這一領(lǐng)域良好的發(fā)展應(yīng)用前景。

目前常用的分子影像學(xué)設(shè)備有以下幾種：

(1)自體熒光成像設(shè)備

自發(fā)熒光成像(AFI)系統(tǒng)運用氙氣光透過藍(lán)綠色旋轉(zhuǎn)濾光片后形成激發(fā)藍(lán)光(波長390-470nm)和綠光(波長540-560nm)直接照射胃腸道黏膜，除反射的藍(lán)光被吸收濾片(吸收波長在500-630nm)阻擋外，反射綠光和自發(fā)熒光透過吸收濾片被CCD捕捉，經(jīng)光電轉(zhuǎn)化及圖像重建后在顯示器上顯示。

但自體熒光成像設(shè)備具有以下缺點：理論上只要分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，自體熒光就會發(fā)生特征性改變，AFI圖像的光學(xué)對比并不體現(xiàn)腫瘤特異性光學(xué)對比，是一個綜合了多個分子改變的結(jié)果。由于AFI沒有使用特異性靶向造影劑，因而假陽性率較高，對于炎癥與腫瘤的區(qū)分有一定難度。同時由于自體熒光信號強度十分微弱，易受到激發(fā)光混疊的影響。

(2)拉曼光譜成像

拉曼光譜成像(RSI)是基于非彈性光散射現(xiàn)象，提供詳細(xì)的化學(xué)信息。利用拉曼光譜，通過檢測惡性和正常組織之間的化學(xué)差異而做出臨床早期診斷。然而早期診斷的一個重要的限制是固有拉曼散射的低效性，因為它的信號較差、曝光時間長、靈敏度不足和穿透深度有限，已經(jīng)嚴(yán)重限制該技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化。

(3)共聚焦顯微成像

共聚焦顯微成像(CLI)其原理類似于激光共聚焦顯微鏡，可以使內(nèi)鏡下的組織結(jié)構(gòu)放大1000倍，從而使得臨床醫(yī)師在內(nèi)鏡觀察的同時對患者實時進(jìn)行組織病理學(xué)診斷成為可能。而目前共聚焦內(nèi)鏡僅能提供488nm的激發(fā)光，在多光譜熒光成像方面具有明顯優(yōu)勢。熒光素鈉作為共聚焦內(nèi)鏡的熒光對比劑，使用時需靜脈注射，國內(nèi)外雖有文獻(xiàn)表明熒光素鈉可以安全使用，但靜脈注射的風(fēng)險相較表面噴灑要高的多，安全性難以保證。

(4)共聚焦內(nèi)鏡

共聚焦內(nèi)鏡在原理上與共聚焦顯微鏡無異，均采用“點掃描”的成像方式，然而這種成像方式雖然可以提供高分辨率的清晰圖像，但成像速度大打折扣，并且熒光由探測器檢測，需在計算機系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換成電圖像，后期人工圖像選擇耗時費力。

(5)高分辨率熒光成像

高分辨率熒光成像(HRME)，通過激發(fā)噴灑在組織上的熒光造影劑而成像。目前，常用的熒光造影劑鹽酸吖啶黃可與細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的DNA、RNA結(jié)合而染色，受到波長445nm的激發(fā)光照射后，可以發(fā)射出波長515nm的熒光。然而目前HRME只能進(jìn)行單光譜成像，還無法聯(lián)合多種熒光探針進(jìn)行多光譜成像，同時缺乏圖像分析軟件對圖像進(jìn)行定量及定性分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)窺成像系統(tǒng)不能進(jìn)行多光譜成像的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)采用以下技術(shù)方案：

一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)，包括照明光源模塊、多光譜分光采集裝置、圖像采集處理模塊、機械電子控制模塊及用于置入待檢測組織中以激發(fā)熒光探針并傳導(dǎo)圖像的傳像光纖束，所述多光譜分光采集裝置設(shè)置于暗箱中且具體包括激發(fā)濾光片切換器、二向色鏡濾光切換器和發(fā)射光濾光片切換器，各切換器均包括可沿自身的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪上沿其周向間隔設(shè)置有多個距其轉(zhuǎn)動軸線距離相同以供相應(yīng)濾光片安裝的光口，轉(zhuǎn)輪上還設(shè)置有用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)輪沿自身的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動件，所述驅(qū)動件由機械電子控制模塊控制；照明光源模塊、激發(fā)濾光片切換器與二向色鏡濾光切換器之間的光路形成用于將照明光源過濾成窄帶激發(fā)光的第一光路，二向色鏡濾光切換器與傳像光纖束之間的光路形成第二光路，二向色鏡濾光切換器、發(fā)射光濾光片切換器及圖像采集處理模塊之間的光路形成了用于呈現(xiàn)待檢測組織圖像的第三光路；第二光路與第三光路的方向相反，第一光路與第二光路和第三光路均垂直。

所述第二光路上于二向色鏡濾光切換器與傳像光纖束之間設(shè)置有放大物鏡模塊，所述放大物鏡模塊包括放大物鏡轉(zhuǎn)輪及用于驅(qū)動放大物鏡轉(zhuǎn)輪繞其自身轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的放大物鏡轉(zhuǎn)輪驅(qū)動件，放大物鏡轉(zhuǎn)輪上沿其周向間隔設(shè)置有多個供放大物鏡安裝的光口，多個光口距其轉(zhuǎn)動軸線的距離相同。

所述第二光路上于放大物鏡模塊與傳像光纖束之間設(shè)置有光學(xué)準(zhǔn)直耦合器。

所述第一光路上于照明光源模塊與激發(fā)濾光片切換器之間設(shè)置有光斑調(diào)節(jié)器。

所述傳像光纖束包括多根傳像光纖單絲及包裹在成束的傳像光纖單絲外圍的傳像光纖外套管。

所述圖像采集處理模塊包括用于接收傳像光纖束所傳送圖像的相機及用于對相機所接收的圖像進(jìn)行處理的圖像數(shù)據(jù)處理模塊，所述圖像數(shù)據(jù)處理模塊包括用于對原始熒光圖像進(jìn)行去噪處理以去除原始熒光圖像中傳像光纖單絲間隔造成的網(wǎng)格圖像的高斯濾波模塊，圖像數(shù)據(jù)處理模塊還包括集成有直方圖均衡化算法以提高熒光圖像的對比度并生成校正熒光圖像的校正模塊。

所述圖像數(shù)據(jù)處理模塊還包括用于顯示所述校正熒光圖像、計算校正熒光圖像中的定量參數(shù)并將所得圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲的服務(wù)器。

所述相機為具有圖像信息轉(zhuǎn)化單元的CCD相機，圖像信息轉(zhuǎn)化單元用于將圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明的有益效果如下：使用本發(fā)明的熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)時，將傳像光纖束置于空心組織的待檢測區(qū)域，根據(jù)不同的熒光探針的激發(fā)光光波調(diào)整激發(fā)濾光片切換器使合適的激發(fā)光濾光片進(jìn)入第一光路以將光源過濾成窄帶激發(fā)光，窄帶激發(fā)光被二向色鏡濾光片切換器中的二向色鏡濾光片反射而轉(zhuǎn)至與第一光路垂直的第二光路中，并沿第二光路末端的傳像光纖束激發(fā)待檢測區(qū)域的熒光探針。熒光探針被激發(fā)后發(fā)射的熒光信號透過第二光路而進(jìn)入與第二光路反向的第三光路，根據(jù)激發(fā)熒光調(diào)整發(fā)射光片切換器使合適的發(fā)射光濾光片進(jìn)入第三回路，熒光信號經(jīng)發(fā)射光濾光片再次過濾后被圖像采集處理模塊所采集而呈現(xiàn)待檢測區(qū)域的熒光圖像。被待檢測區(qū)域所反射的激發(fā)光卻會被二向色鏡濾光片完全反射而不會進(jìn)入第三光路，自然也不會影響最終采集到的熒光圖像。所以本發(fā)明只需要調(diào)節(jié)多光譜分光采集裝置使合適的濾光片進(jìn)入相應(yīng)的光路就可以激發(fā)不同的熒光探針并采集相應(yīng)熒光探針被激發(fā)后的熒光圖像，方便地實現(xiàn)了不同熒光探針的多光譜成像。而入射光需要經(jīng)二向色鏡濾光片反射后才能進(jìn)入第二光路的形式更是避免了其他的干擾窄譜段光進(jìn)入傳像光纖束而對最終的根據(jù)熒光圖像進(jìn)行的診斷造成不利影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中傳像光纖束的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中傳像光纖束的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為使用圖1中的熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集處理存儲的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1～3所示，包括照明光源模塊、多光譜分光采集裝置、物鏡模塊、圖像采集處理模塊及機械電子控制模塊。

多光譜分光采集裝置包括激發(fā)濾光片切換器Ⅰ、二向色鏡濾光片切換器Ⅱ和發(fā)射光濾光片切換器Ⅲ。上述三個切換器均由微型步進(jìn)電機控制，微型步進(jìn)電機的控制信號由機械電子控制模塊發(fā)出。

照明光源模塊、激發(fā)濾光片切換器與二向色鏡濾光切換器之間的光路形成用于將照明光源過濾成窄帶激發(fā)光的第一光路。二向色鏡濾光切換器與傳像光纖束之間的光路形成用于激發(fā)待檢測組織中的熒光探針以呈現(xiàn)原始熒光圖像或是用于供寬光譜光源射入待檢測組織中以呈現(xiàn)寬視野圖像的第二光路。二向色鏡濾光切換器、發(fā)射光濾光片切換器及圖像采集處理模塊之間的光路形成了用于呈現(xiàn)待檢測組織圖像的第三光路。第二光路與第三光路的方向相反，第一光路與第二光路和第三光路均垂直

其中機械電子控制模塊22為可編程機械控制器，總體控制激發(fā)光濾光片控制器2、二向色鏡濾光片轉(zhuǎn)輪控制器11及發(fā)射光濾光片控制器14進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切換。

照明光源模塊包含單色可調(diào)光源1、導(dǎo)光光纖18及光斑調(diào)節(jié)器19，可根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同能量的寬光譜準(zhǔn)直光線，通過光斑調(diào)節(jié)器19調(diào)節(jié)光源入射的光斑大小，照明光線通過導(dǎo)光光纖18進(jìn)入多光譜分光采集裝置。

為了保證本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)的避光性，多光譜分光采集裝置由暗箱20包裹。多光譜分光采集裝置的運動則由機械電子控制模塊通過數(shù)據(jù)傳輸線控制，避免了每次轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪需要開啟暗箱20的操作，使成像系統(tǒng)具有多光譜信息獲取功能。暗箱20的箱體上開設(shè)有供相應(yīng)光纖、電源線及數(shù)據(jù)線穿過的側(cè)孔。

激發(fā)濾光片切換器Ⅰ包括激發(fā)光濾光片控制器2、激發(fā)光濾光片3、激發(fā)光濾光片轉(zhuǎn)輪4，激發(fā)光濾光片轉(zhuǎn)輪4上設(shè)置有多個用于裝載激發(fā)光濾光片3的光口，其中一個光口未安裝激發(fā)光濾光片而形成備用的空口。激發(fā)光濾光片控制器2帶動激發(fā)光濾光片轉(zhuǎn)輪4沿其轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動以切換位于第一光路上的激發(fā)光濾光片4。用戶可根據(jù)所使用的熒光探針，調(diào)節(jié)激發(fā)光濾光片控制器2使合適的激發(fā)光濾光片4進(jìn)入第一光路，選定的激發(fā)光濾光片4過濾射入光斑中的寬譜段白光，而使特定的窄帶光譜能夠透過激發(fā)光濾光片4而向后傳輸并形成可激發(fā)熒光探針的窄帶激發(fā)光，同時又不引入其他譜段光干擾的窄譜段出射光。在選擇激發(fā)光濾光片4時，應(yīng)以能充分激發(fā)所使用的熒光探針的光波長為選擇依據(jù)。其中激發(fā)光濾光片3為小直徑帶通干涉濾光片，其帶通譜段應(yīng)與所用熒光探針的吸收譜相匹配。

二向色鏡濾光片切換器Ⅱ包括二向色鏡濾光片轉(zhuǎn)輪控制器11、二向色鏡濾光片12、二向色鏡轉(zhuǎn)輪13。二向色鏡轉(zhuǎn)輪13上設(shè)置有多個用于裝載二向色鏡濾光片12的光口，其中一個光口未安裝二向色鏡濾光片12而形成備用的空口。二向色鏡濾光片轉(zhuǎn)輪控制器11控制二向色鏡轉(zhuǎn)輪13沿其轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動而使與由激發(fā)濾光片3中射出的窄帶激發(fā)光匹配的二向色鏡濾光片12進(jìn)入光路，窄帶激發(fā)光被二向色鏡濾光片12完全反射后進(jìn)入光路下一級而穿過物鏡切換器。穿過物鏡切換器后的窄帶激發(fā)光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直耦合器9耦合到傳像光纖束10的近端。其中光學(xué)準(zhǔn)直耦合器9為聚焦透鏡組，起到準(zhǔn)直和聚集光束的作用，其將由窄帶激發(fā)光聚集成與傳像光纖束10的直徑接近的光束，并垂直入射到下級光路中的傳像光纖束10中。傳像光纖束10為柔性探測器，因而其遠(yuǎn)端能順利伸入人體內(nèi)部空腔組織內(nèi)而緊貼待觀察物體，而將窄帶激發(fā)光傳導(dǎo)入人體內(nèi)部空腔組織中，并以圓形光光斑模式均勻照射在檢測區(qū)域。所以窄帶激發(fā)光會隨著傳像光纖束10由其近端傳送至遠(yuǎn)端而使被觀察物體受激發(fā)并發(fā)射熒光信號。被觀察物體受激發(fā)而發(fā)出熒光信號，同時被觀察物體還會反射部分窄帶激發(fā)光而形成激發(fā)光、反射可見光而形成反射光。

其中二向色鏡濾光片12為小直徑長波通二向色鏡濾光片12，其截止波長應(yīng)與所用熒光探針的吸收譜相匹配。窄帶激發(fā)光被二向色鏡濾光片12反射到物鏡模塊上，同時待檢測組織受激發(fā)射的熒光(比激發(fā)光的波長要長)透過二向色鏡濾光片12直接進(jìn)入相機。而向后反射或者由待測物體散射的激發(fā)光被二向色鏡濾光片12二次反射，防止其進(jìn)入到相機形成雜散信號。

物鏡切換器包括放大物鏡5、物鏡轉(zhuǎn)輪6、物鏡安裝孔7及物鏡轉(zhuǎn)輪控制器8，物鏡轉(zhuǎn)輪6上裝載有多個放大物鏡5。用戶可通過物鏡轉(zhuǎn)輪控制器8控制物鏡轉(zhuǎn)輪6沿其轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動而將不同放大倍數(shù)的放大物鏡5接入光路。由待測物體發(fā)出的反射光、激發(fā)光和受激發(fā)射的熒光信號被傳像光纖束10收集后，通過放大物鏡5并形成放大的圖像。物鏡轉(zhuǎn)輪控制器8由可編程微型步進(jìn)電機控制以切換不同放大倍數(shù)的放大物鏡。放大物鏡放大倍數(shù)的選擇應(yīng)與傳像光纖束的直徑大小相適應(yīng)。物鏡轉(zhuǎn)輪6上設(shè)置有多個用于裝載放大物鏡5的光口，其中一個光口未安裝放大物鏡5而形成備用空口。

其中放大物鏡5為帶有RMS外螺紋的有限遠(yuǎn)平場消色差物鏡，放大倍數(shù)分別為4X，10X，20X，40X，各物鏡之間齊焦，可對熒光圖像進(jìn)行放大，并在放大物鏡共軛點上形成放大的實像，并投射到CCD相機17的探測芯片上。放大物鏡5放大倍數(shù)計算方法為：M＝L_min/d。

式中M為放大倍數(shù)，L_min為矩形CCD探測芯片的短邊長度，d為傳像光纖束的直徑。

經(jīng)過放大物鏡之后的光譜信號再傳送至二向色鏡濾光片切換器Ⅱ之后分成幾路。待檢測組織反射的激發(fā)光和反射光無法透過二向色鏡濾光片12而是被其反射。熒光信號能透過二向色鏡濾光片12并入射到發(fā)射光濾光片切換器Ⅲ。發(fā)射光濾光片切換器Ⅲ包括發(fā)射光濾光片控制器14、發(fā)射光濾光片15、發(fā)射光濾光片轉(zhuǎn)輪16，發(fā)射光濾光片轉(zhuǎn)輪16上設(shè)置有多個用于裝載發(fā)射光濾光片15的光口，其中一個光口未安裝發(fā)射光濾光片15而形成備用空口。通過發(fā)射光濾光片控制器14控制發(fā)射光濾光片轉(zhuǎn)輪16繞其轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動，即可將不同的發(fā)射光濾光片15轉(zhuǎn)入光路中。將合適的發(fā)射光濾光片15接入第三光路，熒光信號被發(fā)射光濾光片切換器Ⅲ過濾后被圖像采集處理模塊采集，即可在顯示設(shè)備上顯示出待檢測區(qū)域的原始熒光圖像。熒光光束投射到CCD相機17的靶面上，CCD相機17將圖像的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入服務(wù)器，服務(wù)器對圖像進(jìn)行采集并顯示在熒光屏上，并可以對圖像進(jìn)行處理、存儲及進(jìn)行文件管理。

發(fā)射光濾光片15的光軸方向與平行放大物鏡5的光軸同軸，所以由發(fā)射光濾光片15射出的熒光信號的方向與射入光學(xué)準(zhǔn)直耦合器9的窄帶激發(fā)光的方向相反。

CCD相機17對通過發(fā)射光濾光片15過濾后的原始熒光圖像進(jìn)行采集。其中相機為電荷耦合器件(CCD)相機或互補型金屬氧化物半導(dǎo)體管(CMOS)相機，用于接收成像強度弱的光信號，并將采樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，其有效成像光強微弱的熒光信號，得到原始熒光圖像。

圖像采集處理模塊包括CCD相機17和圖像數(shù)據(jù)處理控制模塊21。圖像數(shù)據(jù)處理模塊包括高斯濾波模塊、集成有直方圖均衡化算法的校正模塊和服務(wù)器。圖像數(shù)據(jù)處理控制模塊21對原始熒光圖像進(jìn)行處理的方法如下：第一步，使用高斯洪波模塊中的高斯濾波算法對原始熒光圖像進(jìn)行去噪處理，去除原始熒光圖像中傳像光纖間隔造成的網(wǎng)格圖像；第二步，通過校正模塊中的直方圖均衡化算法提高熒光圖像的對比度，生成校正熒光圖像；第三步，在服務(wù)器中實時同步顯示所述的校正熒光圖像，并計算校正熒光圖像中的細(xì)胞核數(shù)量、核面積、核質(zhì)比及核間距等定量參數(shù)，將所得圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲。

其中發(fā)射光濾光片15為小直徑帶通干涉濾光片，其帶通譜段覆蓋所用熒光劑的發(fā)射譜峰，且與所用的激發(fā)光濾光片的帶通譜段不重疊。因而熒光信號經(jīng)發(fā)射光濾光片15之后，非熒光信號會被濾除。避免了非熒光信號與熒光信號重疊而影響最終采集的光譜圖像，光譜圖像采集不準(zhǔn)確可能引起檢查結(jié)果的誤判。

傳像光纖束10用于將激發(fā)光傳導(dǎo)到人體內(nèi)部空心器官的檢測區(qū)，并從檢測區(qū)收集感興趣的激發(fā)光、熒光等光學(xué)信號而傳導(dǎo)到體外成像。傳像光纖束10具體包含一束柔性、小外徑、高分辨率、光傳輸通透率高的傳像光纖單絲24和套在成束的傳像光纖單絲24外圍的傳像光纖外套管23。傳像光纖束10的設(shè)計使其能夠順利經(jīng)人口腔等開口到達(dá)食道、胃等空心器官，將出射激發(fā)光傳導(dǎo)入人體內(nèi)部空腔組織中，并以圓形光光斑模式均勻照射在檢測區(qū)域。光纖外套管23采用醫(yī)用級聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯材料制作。

所述的傳光光纖18為石英光纖，長約100cm，直徑2.5mm，配備SMA905輸出端口。

寬光譜光源1產(chǎn)生的寬光譜光線由傳光光纖18傳導(dǎo)，并通過光纖遠(yuǎn)端的光斑調(diào)節(jié)器19形成特定直徑的準(zhǔn)直光線。

其中寬光譜光源1可以為大功率氙燈、鹵燈光源或汞燈光源，其出射光譜段覆蓋可見光到近紅外波長范圍。

本發(fā)明顯示待檢測組織圖片的方法如下：被觀察物體被窄帶激發(fā)光照射后產(chǎn)生熒光信號，熒光信號被傳像光纖束10接收后通過傳像光纖束后被放大物鏡5放大，放大后的熒光光束通過二向色鏡濾光片轉(zhuǎn)輪13和發(fā)射光濾光片15，投射到CCD相機的靶面上。CCD相機將圖像的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入圖像采集處理模塊中的服務(wù)器，服務(wù)器對圖像進(jìn)行采集并顯示在顯示屏上，并可以對圖像進(jìn)行處理、存儲及進(jìn)行文件管理。

使用本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集處理存儲的流程圖如圖4所示，包括以下步驟：

1、開啟裝置電源，包括CCD相機17的電源、寬光譜光源1的電源和電腦電源；

2、將傳像光纖束10的遠(yuǎn)端插入人體組織空腔中并使其緊貼待測物體，此時可由CCD相機采集到原始熒光圖像和寬視野圖像；

3、CCD相機17將光學(xué)信號的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并輸入計算機；

4、對原始熒光圖像利用高斯濾波算法進(jìn)行去噪處理，去除原始熒光圖像中光纖間隔造成的網(wǎng)格圖像，再通過直方圖均衡化算法提高熒光圖像的對比度，生成校正熒光圖像，并在顯示器上實時同步顯示所述的校正熒光圖像，并能計算相關(guān)熒光圖像中的細(xì)胞核數(shù)量、核面積、核質(zhì)比及核間距等定量參數(shù)；

4、計算機將校正圖像及細(xì)胞核數(shù)量、核面積、核質(zhì)比，核間距等定量參數(shù)顯示在顯示器上；

5、重復(fù)步驟2-4，得到一定數(shù)量的熒光圖像和相關(guān)定量參數(shù)；

6、建立分類文件夾，采集的圖像及相關(guān)定量參數(shù)存入文件夾中；

7；切斷設(shè)備電源關(guān)閉電腦。

在其他實施例中，還可以將圖像卡輸入計算機以將光學(xué)信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

以裸鼠結(jié)腸癌模型用被FITC標(biāo)記EGFR抗體及Alexa Fluor680標(biāo)記的VEGF抗體兩種熒光探針進(jìn)行多譜成像為例，使用本發(fā)明的一種熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)進(jìn)行多光譜成像的方法如下：

根據(jù)所使用的FITC、Alexa Fluor680兩種熒光探針的光譜學(xué)特征，選擇適宜的兩套激發(fā)光濾光片488nm和645nm，兩套二向色鏡濾光片490nm和690nm，兩套發(fā)射光濾光片525nm和710nm的組合。

開啟寬光譜光源1，相機17及計算機，將傳像光纖束的遠(yuǎn)端對準(zhǔn)并緊貼待測部位。

先對FITC標(biāo)記EGFR抗體進(jìn)行激發(fā)成像，分別切換激發(fā)光濾光片轉(zhuǎn)輪4，二向色鏡轉(zhuǎn)輪13及發(fā)射光濾光片轉(zhuǎn)輪16使一組激發(fā)光濾光片3，二向色鏡濾光片12及發(fā)射光濾光片15進(jìn)入光路，用窄譜段激發(fā)光照射探測物，使CCD相機17拍攝第一組原始熒光圖像。

在對Alexa Fluor680標(biāo)記的VEGF抗體進(jìn)行激發(fā)成像，分別切換激發(fā)光濾光片轉(zhuǎn)輪4，二向色鏡轉(zhuǎn)輪13及發(fā)射光濾光片轉(zhuǎn)輪16使另一組激發(fā)光濾光片3，二向色鏡濾光片12及發(fā)射光濾光片15進(jìn)入光路，用窄譜段激發(fā)光照射探測物，使CCD相機17拍攝第二組原始熒光圖像。

由于傳像光纖束10成像時其中的傳像光纖單絲24之間的固有間隔會在成像時產(chǎn)生網(wǎng)格圖案，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量以及對圖像信息的判讀，更是無法對所得圖像進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理及定量分析。所以需要使用圖像數(shù)據(jù)處理控制模塊21對原始熒光圖像進(jìn)行處理。

圖像數(shù)據(jù)處理控制模塊21讀取兩組原始熒光圖像，分別對兩組原始熒光圖像使用高斯濾波算法進(jìn)行去噪處理，去除原始熒光圖像中光纖間隔造成的網(wǎng)格圖像，再通過直方圖均衡化算法提高熒光圖像的對比度，生成校正熒光圖像，并在顯示器上實時同步顯示所述的校正熒光圖像。

本實施例中，所述的高斯濾波算法和直方圖均衡化算法具體包括以下步驟：

分別讀取兩組原始熒光圖像，用(-1)^x+y乘以輸入圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，利用離散傅里葉變換計算圖像的DFT，用濾波器函數(shù)H(μ,ν)乘以F(μ,ν)計算反DFT，得到結(jié)果再乘以(-1)^x+y即得到高斯濾波后的圖像。

高斯濾波的二維形式如下：

式中D(μ,ν)是模糊半徑r，其中r²＝μ²+ν²；σ是正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

通過直方圖均衡化算法進(jìn)行圖像處理時，具體映射方法如下：

其中n是圖像中像素的總和，n_k是當(dāng)前灰度級的像素個數(shù)，L是圖像中可能的灰度級總數(shù)。

由上式即可得到圖像灰度值映射并通過圖像灰度值計算相關(guān)熒光圖像中的細(xì)胞核數(shù)量、核面積、核質(zhì)比及核間距等定量參數(shù)，并能將所得圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲。

本實施例的熒光內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)可將不同的濾光片切換至光路上，以滿足不同探針對濾光裝置成像的要求，從而實現(xiàn)對多種熒光探針快速成像。另外，由于采用電動控制各轉(zhuǎn)輪的電機，切換時無需打開暗箱，可以快速電動切換，避免了外界雜散光的干擾同時減少了光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)光學(xué)信號的損失。并且由于進(jìn)行了圖像處理，提高了熒光圖像的質(zhì)量，并能對圖像進(jìn)行定量分析計算。