[发明专利]用于改进内窥镜图像的方法和内窥镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法以及一种根据权利要求4的前序部分所述的内窥镜。

背景技术

在人体中的发荧光的组织区域的内窥镜图像用于发现相应被标记的肿瘤，例如膀胱壁中的肿瘤。在DE 199 02 184 C1中公开了，在此情况下通过在波长方面明显远离荧光的背光来照明所观察的组织，，即背光可良好地与荧光区分并且在亮度方面也低到不会比非常弱的荧光更明亮。因此，识别非常弱的荧光始终是困难的。用于改进这种内窥镜图像的方法到目前为止鲜有成功。

在US 4 805 016 A中公开了在内窥镜图像中借助色彩空间变换改进图像的方法。

发明内容

本发明的任务在于在开头所提及的内窥镜方式获得的荧光图像中改善荧光的可识别性。

该任务通过权利要求1以及叔利要求4的特征部分的特征来解决。

借助摄影机获得的内窥镜图像大部分在常见的RGB色彩空间中。根据本发明的任务，在这些图像中荧光应该被影响，而其余图像特性应尽可能保持不变。为此，首先将色彩像素转换到如下色彩空间，即在该色彩空间中，一方面穿过背光的色彩空间区域而另一方面穿过荧光的色彩空间区域的代表荧光的直线平行于该色彩空间的一个坐标轴走向。于是在该色彩空间中可以通过沿着这个描绘荧光的坐标轴进行调整来影响荧光，而不改变其余的图像特性。为了荧光值的对比度提高，像素的荧光成分可以通过一条非线性的特征曲线被变换。随后，再次将像素转换回到适于图像显示的色彩空间，例如常用的RGB色彩空间。

有利地，根据权利要求2，特征曲线被构造为使得其在中部区域中在上部区段提高荧光值而在下部区段中降低荧光值，其中在特征曲线的端部区域中荧光保持不变。因此形成如下特征曲线，其在上端部区域和下端部区域中位于同一直线(Identitaetsgeraden)上而在其间基本上以S形构建。

有利地，指定了权利要求3的特征。以此方式，荧光对比度可以随着时间的推移而增大。这样可以补偿发荧光的物质的逐渐退色，这种逐渐的退色随时间的推移会导致越来越小的荧光对比度。

根据本发明的医疗内窥镜在权利要求4中予以说明。对于图像处理装置，内窥镜根据本发明按照权利要求1至3中之一所说明的方法工作。

附图说明

在附图中示例性且图示性地示出了本发明。其中：

图1示出了具有图像处理装置和图像显示装置的内窥镜的示意性视图，

图2示出了图像处理装置的放大的示意图，

图3示出了所使用的荧光特征曲线的视图，

图4示出了所使用的光成分的视图，以及

图5示出了在RGB色彩空间中的图像像素的示图。

具体实施方式

图1示出了具有伸长的杆2的医疗内窥镜1彩色摄影机3设置在该杆2的近端。在另一实施形式中，摄影机3也可以设置在杆2的远端，紧靠在设置在那里的物镜之后。

彩色摄影机3通过用于数据传输且例如也用于电流供给的导线4与图像处理装置5相连，以便输送图像数据。图像处理装置5通过导线6连接到图像显示装置7(例如商业上常见的监视器)上。

内窥镜1例如可以在泌尿学中用于对膀胱壁进行检查以确定肿瘤，为此随其杆2穿过尿道(Uretra)直到插入膀胱(未示出)中。此时，由摄影机3拍摄所观察的图像，将图像传输给图像处理装置5，在那里进行编辑，然后在图像显示装置7上显示。

内窥镜1用于对组织表面(例如膀胱壁)进行检查以确定存在的被以发荧光的物质标记的肿瘤。如在图4中所示(其中关于波长λ绘制光强度I)，发荧光的组织发射在位于区域11中的光。整个所观察的表面被位于区域12中、即另一波长的背光照明。区域11通常呈红色，而区域12通常呈蓝色。对此的细节，参考DE 199 02 184 C1。

由摄影机3拍摄的图像的像素在RGB色彩空间中呈云状，如其例如在图5中通过虚线的轮廓所示的那样。该云在图5中以一个例子示出的色彩空间区域20和21中具有特征性的重心。色彩空间区域21呈红色并且对应于图4区域11中的荧光。色彩空间区域20在图4的区域12中呈蓝色。

在图5中用F1示出了直线，其穿过色彩空间区域20和21并且通常倾斜于所有坐标轴R、G、B。直线F1穿过具有许多背光和少量荧光的色彩空间区域20并穿过具有许多多荧光和少量背光的区域21。在该直线上F1上，于是可以在色彩空间区域20和21之间显示不同荧光值。色彩向量在直线F1上的投影因此提供了对荧光的度量。

图2详细地示出了图像处理5。该图像处理具有三个阶段8、9、10，在其中图像的像素相继地被处理。