本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，尤其是涉及一種同時(shí)使用多種照明裝置的醫(yī)療內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

用來直接觀察人體器官內(nèi)部腔體的裝置稱為內(nèi)窺鏡，簡稱內(nèi)鏡。隨著半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷滲透，集傳統(tǒng)光學(xué)內(nèi)窺鏡技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)于一體的電子內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用的醫(yī)療儀器。

電子內(nèi)窺鏡利用光源所發(fā)出的光，經(jīng)內(nèi)窺鏡內(nèi)的導(dǎo)光纖維將光導(dǎo)入受檢體腔內(nèi)，傳感器接收到體腔內(nèi)粘膜面反射來的光，將此光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過傳輸線路將信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將這些電信號(hào)經(jīng)過貯存和處理，最后在屏幕上顯示出受檢臟器的圖像。

電子內(nèi)窺鏡使醫(yī)生從肉眼觀察中解放出來，獲取肉眼無法觀察到的病變信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)多人同時(shí)診斷觀察，同時(shí)結(jié)構(gòu)輕便，體積更小，能夠減輕給病人所帶來的不適感。通過電子內(nèi)窺鏡，醫(yī)生能直接觀察到人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)和體內(nèi)病變情況，方便地進(jìn)行診斷，而且還可以對(duì)感興趣的圖像和視頻進(jìn)行輸出和存儲(chǔ)。用電子內(nèi)窺鏡的活檢孔對(duì)病變部位的取樣，可進(jìn)行正確的生理病變檢驗(yàn)。通過電子內(nèi)窺鏡的活檢孔，還可對(duì)病變部位進(jìn)行治療。

在對(duì)于腫瘤使用電子內(nèi)窺鏡診斷時(shí)，獲取具有氧飽和度水平的圖像，有助于更加準(zhǔn)確的進(jìn)行診斷。在電子內(nèi)窺鏡成像時(shí)，根據(jù)血液中不同波長的氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白間的吸光系數(shù)不同能夠確定血液中血紅蛋白的氧飽和度水平。現(xiàn)有技術(shù)中，富士膠片株式會(huì)社在201110036469的專利文件中公開了一種發(fā)射不同波長的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其在t,t+1,t+2時(shí)刻同時(shí)發(fā)射不同信道接受的窄帶光，通過ccd測(cè)量不同信道的窄帶光強(qiáng)度，然后根據(jù)不同時(shí)刻同一信道的窄帶光強(qiáng)度，確定該信道對(duì)應(yīng)的深度的氧飽和度水平。例如，分別在t，t+1,t+2時(shí)刻發(fā)射405nm、445nm以及473nm的光線，通過測(cè)量的光線強(qiáng)度，確定表層血管的氧飽和度水平。但是，由于其技術(shù)方案是在三個(gè)時(shí)刻獲取的光強(qiáng)，不同時(shí)間電子內(nèi)窺鏡可能會(huì)有晃動(dòng)，需要對(duì)于圖像進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，影響檢測(cè)圖像的空間分辨率；如果將405nm、445nm以及473nm三種光線同時(shí)發(fā)射，則由于彩色ccd中信道透光率的限制，如圖1中所示，405nm、445nm以及473nm都在藍(lán)色信道中成像，無法同時(shí)確定三者的光強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明作為201110036469的改進(jìn)，提供一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，能夠?qū)⒂糜诒韺友艿娜N波長光源同時(shí)發(fā)射，通過傳感器的設(shè)置同時(shí)獲取三種波長在同一時(shí)刻的信息，從而不再需要進(jìn)行校準(zhǔn)，提高內(nèi)窺鏡的檢測(cè)性能。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括：第一光源，其發(fā)射波長為405nm的光線；第二光源，其發(fā)射波長為445nm的光線；第三光源，其發(fā)射波長為473nm的光線；內(nèi)窺鏡，其接受光源反射的光，照明體腔內(nèi)的受檢部位；傳感裝置，其接受經(jīng)過體腔內(nèi)受檢部位后的光線，確定接收光的亮度；氧飽和度確定部，其基于傳感裝置檢測(cè)的亮度確定受檢部位血管的氧飽和度；還包括控制部，所述控制部控制所述第一光源、第二光源以及第三光源同時(shí)向受檢部位發(fā)射光線；所述傳感裝置包括半透半反鏡，第一傳感裝置，窄帶濾光器以及第二傳感裝置；所述第一傳感裝置設(shè)置于半透半反鏡的透射光路，包括具有藍(lán)色像素以及綠色像素的彩色圖像傳感器；窄帶濾光器，設(shè)置于半透半反鏡的反射光路，其濾光中心波長為445nm，所述第二傳感裝置設(shè)置于所述窄帶濾光器光路后；所述第二傳感裝置為僅具有藍(lán)色像素的圖像傳感器。

優(yōu)選的，所述第一傳感裝置基于第二傳感裝置的檢測(cè)結(jié)果，確定405nm光線和473nm光線的亮度。

優(yōu)選的，所述第二傳感裝置基于下式確定445nm光線的亮度s2，s2＝sb2/（εlεf)，其中sb2為第二傳感裝置檢測(cè)的亮度，εf為半透半反鏡的反射效率,εl為窄帶濾光器的透過率。

優(yōu)選的，所述第一傳感裝置基于下式確定405nm光線的亮度：

s1＝sb1/(εb1εt)；

其中εt為半透半反鏡的透射效率，εb1為第一傳感裝置藍(lán)色濾光片的405nm光線的透光率，sb1＝sb－s2εtεb2－sgεb3/εg，其中sb為第一傳感裝置的藍(lán)色像素的檢測(cè)亮度，εb2為第一傳感裝置藍(lán)色濾光片的445nm光線的透光率，sg為第一傳感裝置的綠色像素的檢測(cè)亮度，εg為第一傳感裝置綠色濾光片的473nm光線的透光率，εb3為第一傳感裝置藍(lán)色濾光片的473nm光線的透光率；

所述第一傳感裝置基于下式確定473nm光線的亮度：

s3＝sg/（εtεg）；

其中，sg為第一傳感裝置的綠色像素的檢測(cè)亮度，εg為第一傳感裝置綠色濾光片的473nm光線的透光率，εt為半透半反鏡的透射效率。

優(yōu)選的，還包括存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)亮度比值與氧飽和度以及血管深度的關(guān)系，所述氧飽和度確定部基于第一傳感裝置確定的亮度、第二傳感裝置確定的亮度以及存儲(chǔ)器中的關(guān)系信息，確定受檢部位的氧飽和度。

可選的，所述第一光源的發(fā)射亮度so1、第二光源的發(fā)射亮度so2以及第三光源的發(fā)射亮度so3不同，so1>so2>so3，其中so1大于so3一個(gè)數(shù)量級(jí)。

可選的，還包括反射率計(jì)算部，其分別計(jì)算405nm光線的受檢部位反射率l1＝s1/so1，445nm光線的受檢部位反射率l2=s2/so2,473nm光線的受檢部位反射率l3＝s3/so3；其中so1，so2，so3分別為第一光源、第二光源以及第三發(fā)光的發(fā)射亮度。

可選的，還包括存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)受檢部位受檢不同波長反射率比值與氧飽和度以及血管深度的關(guān)系，所述氧飽和度確定部根據(jù)反射率計(jì)算部計(jì)算的不同波長的受檢部位反射率的比值，根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的關(guān)系，確定受檢部位的氧飽和度。

附圖說明

圖1是彩色ccd不同光線光譜透射系數(shù)圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開范圍。

本發(fā)明實(shí)施例的醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，參見圖2，包括第一光源10，第二光源20，第三光源30，控制部40，光線傳導(dǎo)裝置50，半透半反鏡60，第一傳感裝置70，窄帶濾波器80，第二傳感裝置90，存儲(chǔ)器100以及氧飽和度確定部110。

第一光源10發(fā)射波長為405nm的光線，氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白對(duì)于該波長光線的光吸收系數(shù)相同。第二光源發(fā)射波長為445nm的光線，氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白對(duì)于該波長光線的光吸收系數(shù)也是相同。第三光源發(fā)射波長為473nm的光線，氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白對(duì)于該波長的光吸收系數(shù)相差較大。

第一光源10、第二光源20以及第三光源30發(fā)射光線的波長較短，對(duì)應(yīng)于受檢部位表層血管的深度。第一光源10、第二光源20以及第三光源30的波長在彩色ccd不同光線透射系數(shù)參見圖1，405nm光線以及445nm光線僅在藍(lán)色信道產(chǎn)生信號(hào)，473nm光線在藍(lán)色信道以及綠色信道產(chǎn)生信號(hào)。

控制部40控制第一光源10、第二光源20以及第三光源30同時(shí)發(fā)出光線。第一光源10、第二光源20以及第三光源30發(fā)出的光線通過光線傳導(dǎo)裝置50后照射到電子內(nèi)窺鏡受檢者的受檢部位。光線傳導(dǎo)裝置50可以使用例如柔性光纖傳輸光線。

光線經(jīng)過受檢部位后，到達(dá)半透半反鏡60，半透半反鏡60將光線分成第一路透射光線和第二路反射光線。第一傳感裝置70設(shè)置于半透半反鏡60的透射光路，用于檢測(cè)第一路透射光線強(qiáng)度，其中包括405nm光線、445nm光線以及473nm光線。第一傳感裝置70為彩色ccd成像，包括具有藍(lán)色像素以及綠色像素的彩色圖像傳感器。

窄帶濾光器80，設(shè)置于半透半反鏡70的反射光路，用于對(duì)第二路反射光線進(jìn)行濾光。窄帶濾光器80的濾光中心波長為445nm，半波寬小于10nm。

第二傳感裝置90設(shè)置于窄帶濾光器80的光路后，用于檢測(cè)通過窄帶濾光器80濾光后的445nm光線強(qiáng)度；第二傳感裝置90為單色ccd成像，其包括僅具有藍(lán)色像素的圖像傳感器。

第二傳感裝置90基于下式確定445nm光線的亮度s2，s2＝sb2/（εlεf)，其中sb2為第二傳感裝置檢測(cè)的亮度，εf為半透半反鏡的反射效率,εl為窄帶濾光器的對(duì)于445nm光線的透過率。

第一傳感裝置70基于第二傳感裝置90的檢測(cè)結(jié)果，以及其彩色ccd的檢測(cè)結(jié)果，確定405nm光線和473nm光線的亮度。具體的，第一傳感裝置70基于下式確定405nm光線的亮度：

s1＝sb1/(εb1εt)，

其中εt為半透半反鏡的透射效率，εb1為第一傳感裝置的彩色ccd藍(lán)色濾光片對(duì)于405nm光線的透光率，sb1＝sb－s2εtεb2－sgεb3/εg，

其中sb為第一傳感裝置的藍(lán)色像素的檢測(cè)亮度，εb2為第一傳感裝置藍(lán)色濾光片的445nm光線的透光率，sg為第一傳感裝置的綠色像素的檢測(cè)亮度，εg為第一傳感裝置綠色濾光片的473nm光線的透光率，εb3為第一傳感裝置藍(lán)色濾光片的473nm光線的透光率。

第一傳感裝置70基于下式確定473nm光線的亮度：

s3＝sg/（εtεg）；

其中，sg為第一傳感裝置的綠色像素的檢測(cè)亮度，εg為第一傳感裝置綠色濾光片的473nm光線的透光率，εt為半透半反鏡的透射效率。

存儲(chǔ)器100，其存儲(chǔ)亮度比值與氧飽和度以及血管深度的關(guān)系，例如可以如現(xiàn)有技術(shù)中一樣，存儲(chǔ)通過s2/s1以及s3/s1與氧飽和度以及血管深度的關(guān)系。氧飽和度確定部110基于第一傳感裝置確定的亮度s1、s3，第二傳感裝置確定的亮度s2以及存儲(chǔ)器中的關(guān)系信息，確定受檢部位的氧飽和度。

通過本發(fā)明的上述實(shí)施方式中光源以及傳感器的設(shè)置，將用于表層血管的405nm光線以及445nm光線以及473nm波長的光源同時(shí)發(fā)射，通過傳感器的設(shè)置以及相應(yīng)的光強(qiáng)的算法，獲取這三種波長在同一時(shí)刻的信息，而不是在不同時(shí)刻獲取三種波長的信息，從而不再需要進(jìn)行校準(zhǔn)，提高內(nèi)窺鏡的檢測(cè)性能。

上述實(shí)施方式中，通過不同波長光線的亮度比與氧飽和度的關(guān)系，確定檢測(cè)部位的氧飽和度，其中各個(gè)波長光線的光源強(qiáng)度是相同的。但是即使對(duì)于不同波長的光線，即使氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的吸收系數(shù)相同，它們的吸收值相差也會(huì)較大。例如405nm光線和473nm波長處，氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的光吸收系數(shù)都是相同的，在405nm光線氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的光吸收系數(shù)都很大，而473nm波長的光吸收系數(shù)則相對(duì)較小，使用相同強(qiáng)度的入射光，則最終到達(dá)傳感器的強(qiáng)度相差較大，可能影響檢測(cè)精度。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，可以將第一光源10的發(fā)射亮度so1、第二光源20的發(fā)射亮度so2以及第三光源30的發(fā)射亮度so3不同，so1>so2>so3，其中so1大于so3一個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使達(dá)到傳感器的光強(qiáng)接近。相應(yīng)的，如圖3中所示，醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還包括反射率計(jì)算部120，其根據(jù)第一傳感裝置70和第二傳感器90的檢測(cè)結(jié)果，以及第一光源10的發(fā)射亮度so1、第二光源20的發(fā)射亮度so2以及第三光源30的發(fā)射亮度so3，分別計(jì)算405nm光線的受檢部位反射率l1＝s1/so1，445nm光線的受檢部位反射率l2=s2/so2,473nm光線的受檢部位反射率l3＝s3/so3；其中so1，so2，so3分別為第一光源10、第二光源20以及第三發(fā)光30的發(fā)射亮度。

存儲(chǔ)器100，其存儲(chǔ)受檢部位受檢不同波長反射率比值l2/l1以及l(fā)3/l1與氧飽和度以及血管深度的關(guān)系。氧飽和度確定部110根據(jù)反射率計(jì)算部120計(jì)算的不同波長的受檢部位反射率的比值，根據(jù)存儲(chǔ)器100中存儲(chǔ)的關(guān)系，確定受檢部位的氧飽和度。

在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述公開內(nèi)容之后，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，在不脫離本發(fā)明原理前提下，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。