[发明专利]包括非白光总体照明器的外科手术系统

说明书

本申请涉及包括非白光总体照明器的外科手术系统。来自远程操作的外科手术系统(200)的内窥镜(201)的非白光被用来照明外科手术部位(203)。摄像机(220L)捕获外科手术部位的图像，并且该图像被显示在监控器(251)上。相对于利用白光照明捕获并被显示在监控器上的图像，非白光照明使得呈现在监控器上的外科手术部位的图像中的噪声最小化。

本申请是于2015年3月17日提交的名称为“包括非白光总体照明器的外科手术系统”的中国专利申请201580025496.0的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权和权益：美国专利申请号61/954,512(由JeffreyDiCarlo等人于2014年3月17日提交，其公开了“Surgical System Including a Non-WhiteLight General Illuminator”)，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明的一些方面涉及内窥镜成像，并且更具体地涉及用于远程操作的外科手术系统中的总体照明的非白光。

背景技术

由加利福尼亚州森尼韦尔市的直观外科手术公司(Intuitive Surgical,Inc.,Sunnyvale,California)商业化的da外科手术系统是为病人提供许多益处的微创遥控外科手术系统，这些益处是例如对身体减少的创伤、更快的恢复以及更短的住院期。da外科手术系统的一个特征是提供可见图像的双通道(即左通道和右通道)视频捕获和显示以便向外科医师提供立体观察的能力。

这样的电子立体成像系统可以向外科医师输出高清晰度视频图像，并且可以允许诸如图像缩放(zoom)的特征从而提供“放大的”视图，该特征允许外科医生识别特定的组织类型和特性，并且以增加的精确度工作。然而，在典型的外科手术领域中，由电子立体成像系统中的摄像机捕获的图像的质量受摄像机的信噪比限制。

当摄像机收集光时，捕获的光被转换为电子并被存储在图像传感器的阱中。每个像素有一个阱。图1是用于红色像素R的阱101、用于绿色像素G的阱102和用于蓝色像素B的阱103的示意性图示。随着摄像机将更多电子收集到其阱内，信号增长而噪声保持相对恒定，并且因此信噪比增加，即被捕获在阱中的信号相对于噪声增加。

由摄像机捕获的光的物理性质是：摄像机像素捕获越多光，摄像机能够越好地估计光被捕获的速率。然而，如果摄像机像素收集太多光并将阱装得过满，则该像素的信号丢失并且不再有效。因此，摄像机的曝光时间被设定为试图收集光以尽可能高地填满其所有电子阱101、102、103而不将任何一个阱装得过满。

在由白光照明用于总体观察的典型外科手术部位情况下，红色是在该情况下由摄像机捕获的主要颜色。这是因为相对于蓝色和绿色光谱，大部分反射光是在红色光谱中。

通常，用于远程操作的外科手术系统中的颜色视频摄像机包括颜色滤光片阵列。颜色滤光片阵列是不同颜色的滤光片的镶嵌。理想地，每个不同的颜色滤光片仅使可见电磁光谱的对应于特定颜色的光谱的部分透过，例如，颜色滤光片阵列中的第一组滤光片主要使红色光透过，第二组滤光片主要使绿色光透过，并且第三组滤光片主要使蓝色光透过。

摄像机包括图像传感器，所述图像传感器包括捕获穿过颜色滤光片阵列的光的像素。每个像素是当光被捕获时充满电子的阱。在摄像机中捕获穿过第一组滤光片的光的一组像素被包括在摄像机的第一颜色通道中。在摄像机中捕获穿过第二组滤光片的光的一组像素被包括在摄像机的第二颜色通道中。在摄像机中捕获穿过第三组滤光片的光的一组像素被包括在摄像机的第三颜色通道中。