[实用新型]一种单目3D立体内窥镜系统

说明书

一种单目3D立体内窥镜系统，包括内窥镜导光管、聚焦透镜、分光棱镜单元和显示单元，聚焦透镜固定安装在内窥镜导光管的上端，聚焦透镜上方固定安装有分光棱镜单元，分光棱镜单元上方固定安装有感光单元，感光单元的信号输出端通过线缆与显示单元的信号输入端相连接；分光棱镜单元包括第一棱镜和第二棱镜，第一棱镜的入射端与聚焦透镜相对应，第一棱镜的反射端与第二棱镜的入射端相对应，第二棱镜的反射端与感光单元的采集端相对应，第一棱镜的折射端与感光单元的采集端相对应。本实用新型克服了现有技术的不足，利用传统单目内窥镜获得被观察场景的立体观测效果，提高内窥镜的使用效率和安全性。

技术领域

本实用新型涉及内窥镜系统技术领域，具体涉及一种单目3D立体内窥镜系统。

背景技术

于辐射影像检查和传统开放性手术方式，内窥镜能看到病变处的活体影像，手术时切口很小，这些特点大大提高了各种管腔器官疾病的诊断和治疗效果，最大化地减轻了患者的痛苦。随着现代光学成像技术的进一步发展和提升，内窥镜产生的图像更加逼真，分辨率更高，但目前内窥镜还只能提供场景的两维图像描述，使用者在操作内窥镜时对被观察区域的空间位置往往缺乏真实准确的感觉。这导致在针对关键部位进行活检或手术时，医生需要坚持长久的练习和积累足够的临床实践经验才能顺利完成手术。

普通内窥镜缺乏空间位置感知能力，这是由于内窥镜只能提供被观察场景的单个视角影像。仿照人眼的双目立体视觉原理，人们试图采用双路图像采集及计算机立体匹配处理方法，形成场景的深度视差图并重建三维场景。但匹配两幅图像所有的特征涉及的运算量很大，常常影响场景三维数据形成的速度，同时人体腔体器官内壁表面的纹理差别很小，立体匹配算法不一定能找到对应的匹配特征，从而无法形成准确的三维重建结果。鉴于此，人们尝试直接将获取的双路图像按顺序投影到显示终端，并通过偏振或电子切换等方式将其依次传递到观察者的左右眼，这样通过人的视觉系统完成对被观察场景的立体感知。该方法不需要预先进行两路图像间的特征匹配，能实现被观察场景的实时显示，但双路图像的采集需要两套导光系统，在手术或检查时会产生额外的切口，这样在检查过程中不可避免地对被检查者造成更大的创伤。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种单目3D立体内窥镜系统，克服了现有技术的不足，设计合理，利用传统单目内窥镜获得被观察场景的立体观测效果，提高内窥镜的使用效率和安全性。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种单目3D立体内窥镜系统，包括内窥镜导光管、聚焦透镜、分光棱镜单元和显示单元，所述聚焦透镜固定安装在内窥镜导光管的上端，所述聚焦透镜上方固定安装有分光棱镜单元，所述分光棱镜单元上方固定安装有感光单元，所述感光单元的信号输出端通过线缆与显示单元的信号输入端相连接；

所述分光棱镜单元包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜的入射端与聚焦透镜相对应，所述第一棱镜的反射端与第二棱镜的入射端相对应，所述第二棱镜的反射端与感光单元的采集端相对应，所述第一棱镜的折射端与感光单元的采集端相对应。

优选地，所述内窥镜导光管的侧表面固定安装有照明光源，所述照明光源的入射光源通过内窥镜导光管入射照亮观察区域。

优选地，所述导光管采用硬性或软性导管结构，一方面用于入射光源的导入，另一方面用于导出内窥镜产生的场景影像。

本实用新型还公开了一种应用于单目3D立体内窥镜系统的成像方法，所包括以下步骤：

步骤S1：打开照明光源，为观察视野范围内被观察的场景提供必要的照明条件；

步骤S2：通过感光单元采集被观察场景的图像，对于采用单个感光单元，对于采用两个感光单元的方法，采集并暂存同一场景在两个感光单元上的两幅图像。

步骤S3：通过分色、分光、分时或光栅技术，将分割处理后的两幅图像按指定顺序传递到观察者的左右眼。