[发明专利]基于曝光反馈的双相机系统及其术中荧光导航调整方法

说明书

本发明公开了一种基于曝光反馈的双相机系统及其术中荧光导航调整方法，通过实时读取白光相机的曝光参数，经过运算得到成像距离并反馈到系统，调整荧光相机当前的曝光参数，使得在不同成像距离下，荧光图像的灰度值保持基本一致，图像荧光亮度保持一致。

技术领域

本发明涉及一种内窥镜系统，尤其涉及的是一种基于曝光反馈的双相机系统及其术中荧光导航调整方法。

背景技术

近红外荧光造影剂被广泛应用于术中淋巴标记、肿瘤边界标定、血管造影和胆管造影等等。为直观显示荧光位置，目前荧光导航图像的发展方向是在白光图像基础上，通过算法提取荧光信号，并标记于白光图像上。

现有的产品主要通过单相机分时成像和双相机分光成像的方法来获取的白光图和荧光图。（1）单相机分时成像是通过控制白光和激发光前后帧依次频闪，照明观察区域，从而依次获取白光图和荧光图，通过算法合成输出带有荧光标记的白光图；该情况下相机的曝光参数根据内窥镜所收集的白光和荧光光强自动调节，由于白光光强远高于荧光，相机主要根据不同成像距离组织反射回来的白光进行调节：远离组织观察时，照明面积大，收集的白光功率小，相机的曝光参数高；靠近组织观察时，照明面积小，收集的白光功率大，相机的曝光参数低；这使得不同距离观察荧光时，虽然近距离成像照射到目标的激发光功率比远距离强，荧光图像灰度值仍保持一致，不会忽亮忽暗。但该方案存在明显缺点，如：白光和荧光错时成像，存在时间差，导致拖影；靠近组织观察时，成像帧率低，不够流畅等。（2）双相机分光系统能够将白光和荧光分开感光，通过算法合成，解决以上缺陷。但由于荧光相机仅接收到内窥镜收集到的荧光信号，根据当前荧光强度调节曝光参数，导致靠近组织观察荧光较弱的成像对象时，相机曝光参数自动调高，荧光图像的灰度值提升；远离组织观察时，照射到成像对象的激发光更加弱，相机曝光参数无法再大幅度提高，荧光图像的灰度值下降。这使得荧光图像忽亮忽暗，影响医生判断。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于曝光反馈的双相机系统及其术中荧光导航调整方法，旨在解决现有的荧光导航成像方法存在不足，不能满足使用要求的问题。

本发明的技术方案如下：一种基于曝光反馈的双相机术中荧光导航调整方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤S1：所述光源发出激发光和白光，激发光和白光通过导光束传输并耦合到内窥镜中；

步骤S2：白光和激发光从内窥镜前端出射并达到被观察组织，激发光激发被观察组织发出荧光，同时，白光和激发光被观察组织发射形成可见光和激发光，荧光、可见光和激发光由内窥镜收集；

步骤S3：激发光被滤波片过滤掉，荧光和可见光透过滤波片由镜头聚焦；

步骤S4：可见光透过二向色分光镜，成像于白光相机；荧光由二向色分光镜反射，成像于荧光相机；

步骤S5：白光相机控制模块根据白光相机的图像计算白光相机的曝光参数，并生成控制指令，将指令传输到白光相机控制其曝光，白光相机控制模块同时将白光相机的曝光参数传输到荧光相机控制模块；

步骤S6：荧光相机控制模块接收到白光相机的曝光参数，根据白光相机的曝光参数和荧光相机的曝光参数的关系，即可获得荧光相机的曝光参数，荧光相机控制模块将荧光相机的曝光参数生成控制指令，输入到荧光相机控制其曝光，使得在内窥镜到被观察组织的不同距离下，图像的荧光亮度值保持相对一致。