(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210257068.2 (22)申请日 2022.03.16 (71)申请人 桂林电子科技大 学 地址 541004 广西壮 族自治区桂林市七 星 区金鸡路1号 (72)发明人 童宣科　张琦　李想　 (74)专利代理 机构 广西科泰智航知识产权代理 事务所(普通 合伙) 4513 6 专利代理师 谭玉梅 (51)Int.Cl. A61B 5/00(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/31(2006.01) (54)发明名称 基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统 (57)摘要 本发明提供的是一种基于混合光纤束的多 光谱皮肤癌成像系统。 其特征是： 包含 图像采集 端、 传像光纤束、 照明光纤束、 图像输出端、 光源 输入端、 物镜、 聚透镜、 图像信号采集装置、 图像 存储和无线传输单元、 基于二向色镜组的多光谱 光源以及远程存储服务器组成。 可 实现皮肤表面 病变区域对不同光谱照明下的成像采集存储， 可 广泛用于皮肤癌或其他皮肤疾病的快速诊断和 检测等领域。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114652269 A 2022.06.24 CN 114652269 A 1.一种基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 其特征是： 包含包含图像采集端 (1)、 传像光纤束(2)、 照明光纤束(3)、 图像输出端(4)、 光源输入端(5)、 物镜(6)、 聚透镜 (7)、 图像信号采集装置(8)、 图像存储和无线传输单元(9)、 基于二向色镜组的多光谱光源 (10)以及远程存储服务器(11)组成。 所属系统中图像采集端(1)通过将传像光纤束(2)穿插 照明光纤束(3)并且通过一定排列方式排列后重新打磨平整后压成， 传像光纤束(2)通过图 图像输出端(4)传递从图像采集端(1)传输的皮肤图像光信号， 透过物镜(6)将皮肤图像聚 焦在图像信号采集装置(8)上； 基于二向色镜组的多光谱光源(10)接收从图像存储和无线 传输单元(9)发出的光照控制 信号后， 发出不同波长和光 强的照明光， 并且通过内部的模拟 数字转换电路采集到实际光强结合调光 曲线闭环动态调整， 保证光强恒定， 最终经过聚透 镜(7)将不同波长的光聚焦在输入光源输入端(5)， 并通过光纤在图像采集端(1)的散射照 射在皮肤上； 最终不同波长和光强照明下的皮肤图像数据由图像存储和无线传输单元(9) 进行图像数据存 储或发送到远程存 储服务器(11)进行数据处理。 2.根据权利要求1所述的基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 其特征是： 其内部 基于二向色镜组的多光谱光纤照明装置实现方式为， 通过线缆分别控制不同波长的LED在 不同时刻被点亮后， 光线通过同轴心放置且沿着轴心成45 °放置的二向色镜片进行长波通 滤波后实现多路不同波长的光沿着同一个光路入射至照明光纤束(3)的光源输入端(5)。 3.根据权利要求1所述的基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 其特征是： 系统中 的光纤束包括传像光纤束(2)和 照明光纤束(3)； 照明光纤束(3)采 取单根光纤蜂窝状排布； 照明光纤插入在传像光纤束中， 按照此方式排列后， 经过重新压紧并打磨抛光成 图像采集 端(1)。 4.根据权利要求1所述的基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 其特征是： 系统中 基于二向色镜组的多光谱光源(10)通过线缆连接到图像存储和无线传输单元(9)； 图像存 储和无线传输单元(9)在发出调整不同光谱频段和光强指令后， 基于二向色镜组的多光谱 光源(10)动态调整多种不同波长的LED灯发出不同强弱的照明光； 通过多种组合， 使 得图像 信号采集装置(8)采集到不同光谱灯光照明下， 皮肤组织的相应图像。 5.根据权利要求1所述的基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 其特征是： 系统中 的物镜(6)用来于从图图像输出端(4)传导收集的光学信息汇聚到所述图像信号采集装置 (8)； 图像信号采集装置(8)通过数据线缆连接到图像存储和无线传输单元(9)； 图像存储和 无线传输单元(9)在 采集到不同光谱相应图像后， 对图像首先进 行分类保存和预 处理； 通过 内置的WiFi模块传输图像到远程存储服务器(11)， 并且在内置的小型LCD屏幕 上显示。 其中 远程存储服务器(11)并不是必须的， 可根据实际需求配置， 图像存储和无线传输单元(9)可 根据实际情况配置有不同存储容量大小的硬盘、 内存卡等各种 形式的存储设备； 图像存储 和无线传输单元(9)可根据实际情况配置不同形式的无线传输装置， 使用不同形式的无线 传输方式进 行传输， 包含且不局限于WiFi、 蓝牙 等传输方式， 并可根据需求增加显示屏进 行 图像实时预览等功能。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114652269 A 2基于混合光纤束 的多光谱皮肤癌成像系统 (一)技术领域 [0001]本发明涉及的是一种基于混合光纤束的多光谱皮肤癌成像系统， 可实现皮肤表面 病变区域对不同光谱照明下的成像采集存储， 可广泛用于 皮肤癌或其他皮肤疾病的快速诊 断和检测等领域， 属于皮肤影 像学诊断技 术领域。 (二)背景技术 [0002]皮肤组织作为人体最大的器官， 覆盖了人体整个外表面。 皮肤组织的结构从外到 内分为表皮、 真皮和皮下组织。 皮肤上的恶性肿瘤病变是 因为皮肤组织 发生癌变导致的。 皮 肤癌发生在皮肤的不同层次的组织。 皮肤癌分为皮肤黑素瘤和非黑色素瘤皮肤癌两大种 类。 非黑色素瘤皮肤癌分为基底细胞癌和鳞状细胞癌两个小分类。 黑色素细胞为人体皮肤 中特有的一种 特殊的色素细胞， 黑色素细胞合成的黑色素构建了皮肤的颜色。 黑色素如果 过度增长， 皮肤表 面就会形成黑色素瘤。 黑色素瘤不仅仅是在皮肤组织的某一层中生长， 是 一个在皮肤各层逐渐形成的过程。 黑色素细胞失控黑色素逐渐增多， 会在皮肤上形成黑色 素瘤皮损区。 此时黑色素细胞主要位于 皮肤表皮和真皮之 间， 黑色素瘤的厚度小于一毫米， 称为黑色素瘤早期阶段。 该阶段 的癌细胞还未扩散到皮肤深处的血管和身体的其他部位。 随着黑色素积累的越来越多， 此时癌细胞会移动扩散， 深入到 真皮甚至 皮下组织。 目前皮肤 癌的诊断基本上是通过专业医生对病灶区域人为观察和活检进行早期诊断。 但是人为观察 无法对一些早期的不明显的病症进行判断， 也无法对深入真皮和皮下组织的情况进行清晰 的了解。 活检会给疑似患者带来痛苦和金钱上的额外花销。 [0003]目前常见的皮肤癌 诊断引入了皮肤镜检查辅助皮肤医生进行诊断。 皮肤镜能够把 皮损区域放大， 观察到皮损区域的皮肤浅层和深层的结构， 如色素网结构、 蓝白慕结构、 均 匀原点结构、 球状体和斑点等结构。 皮肤科医生能过结合皮肤镜图像来分析皮肤癌病变情 况。 例如通过ABCD准则从四个方面对皮肤癌进行判断， 分别是皮肤癌的颜色和结构是否对 称， 边界的清析与否， 皮肤癌包含的颜色数量(白色、 红色、 浅褐色、 深棕色、 蓝灰色和黑色) 以及皮肤癌包含的各种 结构(条纹结构、 网状结构以及无结构区域等)﹔孟氏法则通过判断 如果皮肤癌不包含任意一个不相关特征， 而至少包含一个相关特征， 那么就可以将皮肤癌 诊断为黑色素瘤。 通常不相关特征包括结构的对称性和颜色单一性， 而相关特征则包括蓝 白色结构、 暗褐色斑点聚集、 足状结构、 放射状结构、 疤痕状吉构、 不规则点和小球、 多种颜 色和不规则网络等九个结构； 7点特征法包含了七个判断标准， 分别由三个主要标准和四个 次要标准组成。 [0004]皮肤组织结构若从外到内沿着厚度方向可详细分为六层： 由死亡和脱水细胞构成 的最外层的表皮层、 微循环层、 上丛层、 网状真皮层、 深丛层以及皮下组织层。 由于 皮肤组织 每一层的折射率、 厚度、 含水量、 含血量以及血管直径不同， 使得皮肤组织每一层的的光学 参数都不 一样， 光谱特性 也不同。 [0005]基于皮肤不同层次 的各组织对不同光谱照明的响应不同， 20 18年西北大学公开了 一种手持式皮肤癌变早期光学检测装置及其使用方法(中国专利： CN201811436164.3)使用说　明　书 1/5 页 3 CN 114652269 A 3