[发明专利]基于单探测器的可见光和近红外荧光3D共成像内窥镜系统

说明书

基于单探测器的可见光和近红外荧光3D共成像内窥镜系统，属于内窥镜成像系统技术领域。解决了如何实现可见光和近红外荧光3D图像的同时获取和显示的问题。本发明的3D共成像内窥成像系统，包括可见光近红外激发光源、双目内窥成像系统、光学中继转像系统、图像传感器模块、图像处理融合模块和3D图像显示系统。该内窥镜系统通过一个RGB‑NIR探测器接收两幅具有水平视差的图像实现3D图像的采集，从而实现了可见光彩色3D图像和近红外荧光3D图像的同时实时获取。一方面使系统结构更简单，体积更小，另一方面无需中断手术进行状态切换，保证了手术进程的流畅，再一方面使医生直观感受到病变组织的位置和大小，大大提高手术成功率。

技术领域

本发明属于内窥镜成像系统技术领域，具体涉及一种基于单探测器的可见光和近红外荧光3D共成像内窥镜系统。

背景技术

内窥镜技术是一种集光学、精密制造、图像处理、光电信息、材料和生物工程等高精尖学科为一体的综合技术。内窥镜的出现是医学技术发展史上一个重要的里程碑，其使得微创外科检查和手术成为可能，极大地降低了手术对病人的伤害、有效控制手术风险。内窥镜自出现以来共经历了硬管式内窥镜、半曲式内窥镜、纤维内窥镜到电子内窥镜的发展。近年来结合了高清视频技术和3D视频技术的内窥镜相继被提出，内窥镜的图像质量发生了质的飞跃。

随着医疗水平和内窥镜技术的发展，内窥镜在临床手术中的应用越来越广泛。在外科临床手术中，同时看到可见光彩色3D图像以及病灶荧光标记可以大大提高手术成功率。然而目前尚没有可用的可见光和近红外荧光3D共成像内窥成像系统的设计方案被提出。当前可见光和近红外荧光内窥镜是采用工作状态切换的方式进行的，当工作在可见光状态时无法看到近红外荧光图像，当工作在近红外荧光状态时无法看到可见光图像。这种工作模式给手术的流畅性带来了困扰，增加了手术时间。并且这种产品也只能实现2D图像的获取，缺少了深度信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，实现可见光和近红外荧光3D图像的同时获取和显示，本发明提出一种基于单探测器的可见光和近红外荧光3D共成像内窥镜系统。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。

基于单探测器的可见光和近红外荧光3D共成像内窥镜系统，包括可见光近红外激发光源、双目内窥成像系统、光学中继转像系统、图像传感器模块、图像处理融合模块和3D图像显示系统；

所述可见光近红外激发光源为双目内窥成像系统同时提供可见光照明和近红外荧光激发光照明；

所述双目内窥成像系统采集具有水平视差的双目图像；

所述光学中继转像系统对双目图像进行缩效或放大，并校正后，成像到RGB-NIR图像传感器；

所述图像传感器模块包括RGB-NIR图像传感器和图像传感器驱动—图像采集模块，RGB-NIR图像传感器将接收的光学中继转像系统的像采样为数字图像，图像传感器驱动—图像采集模块为RGB-NIR图像传感器提供工作时序，采集RGB-NIR图像传感器输出的数字图像，并将采集的数字图像传输给图像处理融合模块；

所述图像处理融合模块从接收的数字图像中分别提取可见光彩色3D图像和近红外荧光3D图像，对可见光彩色3D图像和近红外荧光3D图像分别进行彩色校正和伪彩处理后，将处理后的可见光彩色3D图像和近红外荧光3D图像进行融合，并对得到的3D融合图像进行3D编码后传输至3D图像显示系统；

所述3D图像显示系统将接收的3D编码显示为3D图像。

进一步的，所述可见光近红外激发光源为集成了可见光冷光源和近红外荧光激发光源的光源，可见光冷光源的工作波段为400-700nm，近红外荧光激发光源为785nm激光。

进一步的，所述双目内窥成像系统的工作波段为400-1000nm。