[发明专利]激发荧光双目内窥系统

说明书

技术领域：

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种激发光双目内窥系统，该系统可应用于获取内窥目标的三维空间信息，可用于医用内窥成像和内窥探测领域。

背景技术：

作为一种常用的检测仪器，内窥镜广泛的应用于医学诊断或者工业检测中，将透镜成像技术与传像光纤束相结合，从而可以观察到一般情况下不利于观察到的部位，通过内窥镜，可以将检测所用的仪器经过一定的通道送达需要观察的目标位置，为工业或医学领域中的具有一定深度的目标的检测提供了一种有效的解决方法。

奥林巴斯株式会社在其发明专利申请文件“内窥镜系统”，专利申请号201080028098.1，申请日2010-10-13中提供了一种可用于胃肠道病情检测的内窥镜。但是，由于传统的内窥镜往往采用大视场角的鱼眼镜头作为其前端物镜，在检测时会引入极大的光学畸变，而且传统内窥镜都是采用单镜头作为探头，因此，所获得图像仅仅包含目标的二维空间信息，在需要目标三维空间信息的时略有不足。

专利号EP0821805B1提出的一种立体内窥镜，改进了一般内窥镜的物镜系统，用以降低图像匹配的难度，但是，在这一专利中，所成的像需要观察者佩戴偏光眼镜进行观看，不利于获取数字化的三维信息。

专利号US005776O49A提出的立体内窥镜也是由2个镜头组成，其不同点在于两个镜头之间的距离是可以根据需要进行调节的，从而用以获得不同放大倍率，但是在这一设计中，观察者同样需要佩戴特殊的眼镜实现观察。

专利CN201020650222.5提出了一种荧光内窥系统，该专利通过激发光对样品进行二维扫描而获得整个样品的荧光图像，具有时间短、速度快的特点，但是，在这种内窥镜中，不能获得荧光图像的深度信息。

双目立体视觉技术是计算机视觉中的一个重要方面，其原理是利用不同位置的两台或者多台摄像机对一点处图像拍摄的位置偏差，来获取目标物体三维信息的方法，其实现一般包括图像获取、相机标定、特征提取、图像匹配和三维重建等几个方面的步骤，双目立体视觉技术是计算机测距方法中一项十分重要的距离感知技术，在工业检测、导航、医学成像、控制和测绘等领域中有着十分广泛的应用。北京航空航天大学在其发明专利申请文件“一种柔性双目成像装置和成像方法”，专利申请号201210035097.0，申请日2012-02-16中提供了一种由光纤传像束作为光信号载体的双目成像装置，该装置结合双目立体成像技术，可实现一般或极端环境下非完全开放空间中目标物体的实时立体成像和多角度检测。

Chen Huang等（Chen Huang et al,Robust3D Human Face Reconstruction by Consumer Binocular-Stereo Cameras）提出了一种双目立体视觉的应用，利用双目摄像机进行拍摄，同时利用拍摄图像对人脸进行重建，实现了双目立体成像系统下的三维成像和目标重建。

为了获得三维空间信息，利用双目立体视觉的原理，冯大伟、姜会林、张光伟等（冯大伟，姜会林，张光伟，基于双目立体视觉的医用三维电子内窥镜系统，长春理工大学学报（自然科学版），2012,35（1），38-42）提出了一种基于双目立体视觉的医用三维电子内窥镜系统，该系统利用双CCD摄像机成像，通过分时显示配合偏振眼睛观察立体图像，该系统主要用于人眼观察，所得信息不能应用于三维信息的数字处理，在获取数字化的三维目标信息时略有不足。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有立体内窥镜必须佩带眼镜观察的不足和荧光内窥系统不能获取深度信息的不足，结合双目立体成像方法，提供一种能在内窥镜中获取目标三维空间信息的成像系统，通过两个镜头的拍摄和三维重建，可获得目标物体的三维空间信息。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

激发荧光双目内窥系统，其创新点在于，所述系统包括：双目内窥探头单元、光传导单元、成像单元、荧光激发单元以及计算单元；

所述双目内窥探头单元，用于采集一对或多对用于三维光学重建的二维光信号；

所述光传导单元一端与所述双目内窥探头单元连接，用于独立传输不同镜头采集的光信号；

所述成像单元一端与所述光传导单元的另一端连接，用于将经光传导单元传递的光信号转化为数字信号；

所述计算单元与所述成像单元的另一端连接，用于对转化后的数字信号进行处理，利用重建算法将采集到的数据重建成为三维图像，得到三维空间信息；

所述荧光激发单元，用于产生激发光，激发荧光探针产生激发荧光信号。