[发明专利]一种成像光谱内窥镜系统

说明书

本发明公开了一种成像光谱内窥镜系统，本系统采用宽带光源配合滤波片实现可调谐单色光输出，利用相机获取内窥镜单色照明图像序列，由于像素点的灰度值为光谱曲线对应波长的强度值，因此通过单色图像序列可以构建视场区域内光谱图像立方体，并通过图像融合算法根据单色图像序列合成彩色图像，从而使内窥镜实现成像光谱的功能，通过图像及光谱的特征相结合的方式对病理进行分析，可实现精确诊疗。

技术领域

本发明涉及成像光谱技术与内窥镜诊断技术，尤其涉及一种成像光谱内窥镜系统。

背景技术

随着社会的快速发展，医用内窥镜在临床诊疗上的应用越来越广泛。它具有体积小，操作方便等诸多优点，可以探入到人体内部进行观察。对于医用内窥镜而言，其应用于临床诊疗的广泛程度对于其相关技术的发展提出了强烈的需求，提升内窥镜诊断的准确率是其发展的重点。

目前，内窥镜诊断领域仍然以图像特征作为唯一诊断依据，然而对于早期重大疾病在图像上通常不具备明显的特征，并且对于部分疾病的图像特征目前仍存在学术争议，由此表明，图像特征并不能够对病症实现完备的表征。对于图像特征不明显的病症早期阶段，或者两种图像特征相似的病症，由于信息完备性不足，会导致漏诊或误诊。因此，增加病症信息表征的完备性，寻找与内窥镜图像相互补充与印证的特征成为了内窥镜诊断技术领域需要解决的重点问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种成像光谱内窥镜系统，此系统可以获取被测组织的图像与光谱信息，通过获取病变区域的光谱特征，可以增加信息表征的完备性，由此可以提升内窥镜诊断的准确率，同时，对内窥镜检测区域组织的光谱特征进行分析与研究可以推动无创在体光学活检技术的发展。

本发明的一种光谱内窥镜系统，包括内窥镜、宽带光源、滤波片、电机、成像探测器件、计算与显示设备。

所述内窥镜用于对生物体组织进行成像。

所述宽带光源通过透镜聚焦于滤波片上，电机带动滤波片运动实现可调谐单色光输出，将输出的单色光耦合至内窥镜的照明接口，用于待观察的生物体组织单色光照明。

所述成像探测器件采集所述生物体组织表面的单色照明图像序列，将图像输入计算与显示设备。

所述计算与显示设备用于控制电机旋转与成像探测器件工作，对单色图像进行存储、处理与显示，处理过程包含通过单色图像序列实现彩色图像合成与构建光谱图像立方体。

所述光谱图像立方体的构建方式为：计算与显示设备控制电机带动滤波片运动，电机每旋转至一个角度值，控制成像探测器件获取当前角度下的单色照明图像，电机中的编码器输出每幅单色照明图像对应的旋转角度绝对值，将单色图像与对应的旋转角度值传送至计算与显示设备，计算与显示设备根据预先存储的聚焦点在滤光片对应位置的选通波长与旋转角度绝对值的映射关系，对单色图像在光谱维度的波长值进行标记，并通过连续拍摄获得的图像序列构建光谱图像立方体，各像素点的光谱曲线由单色照明图像序列中对应像素点的灰度值构建。

计算与显示设备通过图像融合算法将单色图像序列合成彩色图像，从而使本系统既能够观察图像，也可以获得内窥镜视场区域每个像素点的光谱曲线，可对视场内任意子区域进行光谱分析。

较佳的，所述内窥镜为硬性光学内窥镜或光纤内窥镜。

较佳的，所述宽带光源形式为氙灯光源、卤钨光源、LED冷光源或宽带激光光源。

较佳的，所述滤波片为渐变式滤波片，或跃变式滤波片，形状为圆形或矩形。

较佳的，所述电机为伺服电机，或具备编码器的步进电机。

较佳的，成像探测器件为电荷耦合器件（CCD），或CMOS图像传感器。

较佳的，计算与显示设备为台式计算机或便携式计算机。

本发明有益效果如下所示。