[发明专利]一种内窥镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内窥镜装置，具体的，涉及内窥镜光学系统的一种扫描切换装置和相应的图像处理算法以及屏幕显示技术。

背景技术

用于医疗治疗及其他目的的内窥镜设备包括插入人体内部的插入部。插入部的端部包括照明窗和成像设备。在通过照明窗发射的照明光下，通过成像设备对身体的内部进行成像。通过成像设备获得的成像信号经过预定的图像处理技术处理成为成像图像显示在监视器上。由此，操作者可以通过观看监视器上显示的图像来观察身体的内部。

所述内窥镜设备用于观察各种区域。例如，上部内窥镜用于观察诸如从食道到胃的区域，从胃到十二指肠的区域，等等。通常在临床应用上，医生先通过大范围的扫描筛查判断是否存在问题区域，再通过近距离放大观察诊断问题区域。

由于人体组织可能对某一特定波长的光很敏感，而普通彩色照明光光谱很宽，感受器同时感受宽光谱内所有光谱的信息，从而使得对组织特性敏感的特定波长的信息被淹没掉而无法产生有效的响应。例如图30所示。

图30示意了血红蛋白的光谱吸收曲线。在415纳米及550纳米位置左右，含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白光谱吸收系数差异很明显，在此处用目前常用的宽光谱彩色照明光内窥镜成像，会使得400-500纳米中所有的光在感受器上同时产生响应，而两种物质的总响应相差不大，所以在图像上根本无法分辨含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白，而采用415纳米或者550纳米为中心的窄带光照明成像，就可以只针对脱氧血红蛋白成像，从而利用吸收系数的差异使得这两种血红蛋白在图像上区分开来。所以利用很窄的特定波长进行成像，能够有效提取组织光谱特性。

2006年，日本奥林巴斯公司已经推出了一种窄带光内窥镜设备，这种设备将特定频率(波长)带的光发射到要观察的区域以进行成像，产生与成像频带相对应的光谱图像，并且在显示设备上显示所述光谱图像。利用所述光谱图像进行观察能够观察到通过正常图像无法观察到的组织特性，例如粘膜下血管形态分布等。此设备已经得到广泛使用，所以，窄带光内窥镜的临床效果已经得到证明。但是其用于成像的窄带光波长的数量很少，并且波长固定，不能更改，能够提取的组织特性有限；并且波长的选择和组合还存在疑问，窄带光波长与疾病的对应关系还没有文献研究和记载。所以，产生至少连续覆盖400-700纳米的全可见光范围的一系列窄带光用于光谱成像，并且对获得的窄带光图像进行处理，从中选择出针对某种特定的病变组织敏感的波长，是很有意义的，可以有针对性的提高这种病变的检出率。

日本专利申请公开出版物第2002-95635号公开了一种内窥镜设备，所述内窥镜设备被构造成能够利用具有不同光谱特性的滤光器以发射具有限定通带的窄带光来以层次分级的方式单独观察体腔组织。但是这种内窥镜设备的窄带光发生器所产生的窄带光波段数量是有限的，其波长不能覆盖全部可见光范围，不能获得所有波段的窄带光信息。

日本专利申请公开出版物第2003-93336号公开了一种电子内窥镜设备，所述电子内窥镜设备被构造成将来自照明光光源的光(白色光)发射到要被观察的身体的内部，通过固态成像装置获得彩色图像信号，由彩色图像信号生成光谱图像，并且通过在显示监视器上切换正常图像和光谱图像进行显示。日本专利申请公开出版物第2003-93336号中公开的电子内窥镜设备被构造成当发射具有窄带波长的光时，通过矩阵处理估算从生物体反射的信号。但是这种光谱信息是估计的，并不是真实的光谱信息，光谱还原度不高。

日本专利申请公开出版物第2006-239206号公开了具有彩色空间变换处理电路的内窥镜装置，所述彩色空间变换处理电路从对应于RGB信号和在所选择的三个波长范围中的和信号的矩阵系数形成光谱图像。日本专利申请公开号2006-239206中公开的内窥镜装置是这样配置的：当在显示装置上显示光谱图像时，分配到显示装置的(R，G和B)的光谱波长的多个波长设置(和)是预先提供的；生成对应于多个波长设置的多个光谱图像；当操作者操作选择切换时可以手工切换波长设置；可以将对应于选择波长设置的光谱图像循环切换。但是在一次使用过程中，只能对三种窄带光波长成像，其他波长的图像只能通过数学方法模拟，而要手工更换滤波片波长只能在一次检查结束以后，这使得可能获得的全可见光范围的窄带光的图像丧失了彼此相同的检查条件，可供比较研究的价值很低，而且完成一次扫描成像的时间很长，操作很繁琐。