[发明专利]一种曝光反馈型荧光导航内窥镜系统及图像处理自调整方法

说明书

本发明公开了一种曝光反馈型荧光导航内窥镜系统及图像处理自调整方法，通过实时读取白光相机的曝光参数，经过运算得到图像处理相关参数并调整荧光相机所传输的原信号，将处理完善的信号输出至终端显示，使得在不同成像距离下，输出的荧光图像亮度保持一致。

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及的是一种曝光反馈型荧光导航内窥镜系统及图像处理自调整方法。

背景技术

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，目前荧光导航图像系统在分别获取白光图像和荧光图像后，通过算法提取荧光信号并标记于白光图像上，获得具备合成效果的终端图像。内窥镜在不同工作距离下，照射到目标组织的光面积不同，激发造影剂的激发光密度有所改变，导致荧光信号源强度有所变化，需要信号探测方有所调整才能保持终端输出荧光图像保持恒定不闪烁。

目前，荧光导航内窥镜产品主要通过单相机分时成像和双相机分光成像实现。(1)单相机分时成像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。由于相机曝光参数根据收集的光强进行调节，而该系统中组织反射回来的白光光强相较于荧光占主导，靠近组织时白光反射光强，相机曝光参数低，反之远离组织相机曝光参数高。该信号探测调整方法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密度比远距离强，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；成像帧率低，不够流畅等。(2)双相机分光系统将白光和荧光分开感光，通过算法合成，解决单相机分时成像存在的缺陷，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；而远离组织观察时，照射到成像对象的激发光较弱，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曝光反馈型荧光导航内窥镜系统及图像处理自调整方法，旨在解决现有的双相机分光内窥镜系统输出的荧光信号随工作距离变化闪烁，不能满足使用要求得问题。

本发明的技术方案如下：

一种曝光反馈型荧光导航内窥镜系统，其中，包括光源，导光束，内窥镜，滤波片，透镜，二向色分光镜，白光相机，荧光相机，白光相机控制模块，荧光相机控制模块，图像处理模块，终端显示模块；所述图像处理模块和终端显示模块连接，图像处理模块与白光相机控制模块连接，图像处理模块与荧光相机控制模块连接，荧光相机控制模块与荧光相机连接，白光相机控制模块与白光相机连接；

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；白光和激发光从内窥镜前端出射并到达被观察组织，由被观察组织反射的激发光、可见光和荧光由内窥镜收集；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；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，由荧光信号探测装置所探测；白光相机控制模块根据白光相机的图像计算出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和白光图像传输到图像处理模块；荧光相机控制模块根据荧光信号控制荧光相机曝光，并将荧光图像传输到图像处理模块；图像处理模块接收白光相机的曝光参数，根据白光相机的曝光参数和荧光图像处理参数的相关关系进行换算，并依据荧光图像处理参数对荧光相机传输来的荧光图像信号进行补偿处理；最终，图像处理模块将白光图像和进行补偿处理后的荧光图像信号输出至终端显示模块，使得内窥镜在距离被观察组织的不同工作距离下，输出图像的荧光亮度值保持一致。

所述的曝光反馈型荧光导航内窥镜系统，其中，所述白光相机的曝光参数包括快门和增益。