[發(fā)明專利]激發(fā)熒光雙目內(nèi)窺系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310665419.4
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103654699A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雪利;林葉楠;曹欣;梁繼民;屈曉超;曹旭;朱守平;陳多芳;田捷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: A61B1/05
• 分類號: A61B1/05;G01V8/10;G01N21/64
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激發(fā)光雙目內(nèi)窺系統(tǒng)，該系統(tǒng)可應(yīng)用于獲取內(nèi)窺目標的三維空間信息，可用于醫(yī)用內(nèi)窺成像和內(nèi)窺探測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

作為一種常用的檢測儀器，內(nèi)窺鏡廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷或者工業(yè)檢測中，將透鏡成像技術(shù)與傳像光纖束相結(jié)合，從而可以觀察到一般情況下不利于觀察到的部位，通過內(nèi)窺鏡，可以將檢測所用的儀器經(jīng)過一定的通道送達需要觀察的目標位置，為工業(yè)或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的具有一定深度的目標的檢測提供了一種有效的解決方法。

奧林巴斯株式會社在其發(fā)明專利申請文件“內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”，專利申請?zhí)?01080028098.1，申請日2010-10-13中提供了一種可用于胃腸道病情檢測的內(nèi)窺鏡。但是，由于傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡往往采用大視場角的魚眼鏡頭作為其前端物鏡，在檢測時會引入極大的光學(xué)畸變，而且傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡都是采用單鏡頭作為探頭，因此，所獲得圖像僅僅包含目標的二維空間信息，在需要目標三維空間信息的時略有不足。

專利號EP0821805B1提出的一種立體內(nèi)窺鏡，改進了一般內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，用以降低圖像匹配的難度，但是，在這一專利中，所成的像需要觀察者佩戴偏光眼鏡進行觀看，不利于獲取數(shù)字化的三維信息。

專利號US005776O49A提出的立體內(nèi)窺鏡也是由2個鏡頭組成，其不同點在于兩個鏡頭之間的距離是可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)的，從而用以獲得不同放大倍率，但是在這一設(shè)計中，觀察者同樣需要佩戴特殊的眼鏡實現(xiàn)觀察。

專利CN201020650222.5提出了一種熒光內(nèi)窺系統(tǒng)，該專利通過激發(fā)光對樣品進行二維掃描而獲得整個樣品的熒光圖像，具有時間短、速度快的特點，但是，在這種內(nèi)窺鏡中，不能獲得熒光圖像的深度信息。

雙目立體視覺技術(shù)是計算機視覺中的一個重要方面，其原理是利用不同位置的兩臺或者多臺攝像機對一點處圖像拍攝的位置偏差，來獲取目標物體三維信息的方法，其實現(xiàn)一般包括圖像獲取、相機標定、特征提取、圖像匹配和三維重建等幾個方面的步驟，雙目立體視覺技術(shù)是計算機測距方法中一項十分重要的距離感知技術(shù)，在工業(yè)檢測、導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)成像、控制和測繪等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用。北京航空航天大學(xué)在其發(fā)明專利申請文件“一種柔性雙目成像裝置和成像方法”，專利申請?zhí)?01210035097.0，申請日2012-02-16中提供了一種由光纖傳像束作為光信號載體的雙目成像裝置，該裝置結(jié)合雙目立體成像技術(shù)，可實現(xiàn)一般或極端環(huán)境下非完全開放空間中目標物體的實時立體成像和多角度檢測。

Chen?Huang等（Chen?Huang?et?al,Robust3D?Human?Face?Reconstruction?by?Consumer?Binocular-Stereo?Cameras）提出了一種雙目立體視覺的應(yīng)用，利用雙目攝像機進行拍攝，同時利用拍攝圖像對人臉進行重建，實現(xiàn)了雙目立體成像系統(tǒng)下的三維成像和目標重建。

為了獲得三維空間信息，利用雙目立體視覺的原理，馮大偉、姜會林、張光偉等（馮大偉，姜會林，張光偉，基于雙目立體視覺的醫(yī)用三維電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，長春理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012,35（1），38-42）提出了一種基于雙目立體視覺的醫(yī)用三維電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用雙CCD攝像機成像，通過分時顯示配合偏振眼睛觀察立體圖像，該系統(tǒng)主要用于人眼觀察，所得信息不能應(yīng)用于三維信息的數(shù)字處理，在獲取數(shù)字化的三維目標信息時略有不足。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有立體內(nèi)窺鏡必須佩帶眼鏡觀察的不足和熒光內(nèi)窺系統(tǒng)不能獲取深度信息的不足，結(jié)合雙目立體成像方法，提供一種能在內(nèi)窺鏡中獲取目標三維空間信息的成像系統(tǒng)，通過兩個鏡頭的拍攝和三維重建，可獲得目標物體的三維空間信息。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

激發(fā)熒光雙目內(nèi)窺系統(tǒng)，其創(chuàng)新點在于，所述系統(tǒng)包括：雙目內(nèi)窺探頭單元、光傳導(dǎo)單元、成像單元、熒光激發(fā)單元以及計算單元；

所述雙目內(nèi)窺探頭單元，用于采集一對或多對用于三維光學(xué)重建的二維光信號；

所述光傳導(dǎo)單元一端與所述雙目內(nèi)窺探頭單元連接，用于獨立傳輸不同鏡頭采集的光信號；

所述成像單元一端與所述光傳導(dǎo)單元的另一端連接，用于將經(jīng)光傳導(dǎo)單元傳遞的光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；

所述計算單元與所述成像單元的另一端連接，用于對轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號進行處理，利用重建算法將采集到的數(shù)據(jù)重建成為三維圖像，得到三維空間信息；

所述熒光激發(fā)單元，用于產(chǎn)生激發(fā)光，激發(fā)熒光探針產(chǎn)生激發(fā)熒光信號。