[发明专利]一种调焦反馈型荧光导航内窥镜系统及图像自处理方法

说明书

本发明公开了一种调焦反馈型荧光导航内窥镜系统及图像自处理方法，利用内窥镜系统上的调焦装置，可以实现荧光图像处理模块的补偿调节，使得在不同成像距离下，荧光图像的灰度值保持基本一致；当内窥镜靠近组织，调整物面成像的焦点，使组织清晰成像，再根据焦点调整的距离信息来调整荧光信号的处理参数，实现图像处理自调整功能，解决了现有荧光导航成像系统中，荧光信号随工作距离变化闪烁，影响临床判断的问题。

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及的是一种调焦反馈型荧光导航内窥镜系统及图像自处理方法。

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调焦反馈型荧光导航内窥镜系统及图像自处理方法，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：一种调焦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，荧光探测装置，二向色分光镜，调焦模块，白光相机，图像处理模块，终端显示设备；所述镜头由调焦模块带动移动；所述调焦模块与图像处理模块连接，所述荧光探测装置与图像处理模块连接，图像处理模块与终端显示设备连接。

所述光源发出的激光和白光通过导光束耦合到内窥镜中，激光和白光从内窥镜前端射出并到达被观察组织，由被观察组织反射的激光、荧光和白光通过内窥镜收集，激光被滤波片过滤掉，荧光和可见光透过滤波片由透镜聚焦；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，成像于荧光探测装置；调焦模块带动透镜前后移动至准确对焦位置；在完成对焦后，调焦模块将焦点调整距离反馈到图像处理模块；图像处理模块根据调焦模块反馈的焦点调整距离计算出荧光探测装置的原始荧光图像信号所需的补偿参数，对原始荧光图像信号进行补偿；图像处理模块将进行补偿处理后的荧光图像信号输出至终端显示模块，使得在内窥镜与被观察组织的不同工作距离下，输出的荧光图像的荧光亮度值保持一致。

所述的调焦反馈型荧光导航内窥镜系统，其中，所述荧光探测装置采用荧光相机或荧光面阵CCD。

所述的调焦反馈型荧光导航内窥镜系统，其中，所述荧光探测装置采用荧光相机。

所述的调焦反馈型荧光导航内窥镜系统，其中，所述调焦模块采用但不限于电动调焦模块或手动调焦模块或自动调焦模块。