[發明專利]內視鏡系統及三維結構重建方法

有效

• 申請號: 202110176652.0
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN113243881B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 盧錫新;楊德威
• 申請（專利權）人: 榮晶生物科技股份有限公司
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/00;A61B90/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 宋興;劉芳

提供一種內視鏡系統，包括可撓式插管、運動感測模塊與處理器。可撓式插管具有中心軸。運動感測模塊包括殼體、多個圖案與多個傳感器。這些圖案依據以中心軸為基準的軸向間距分布以及角度分布設置于可撓式插管的表面。這些傳感器設置于殼體內且位于殼體的導引孔旁。處理器設置于殼體內且電性連接于這些傳感器。在可撓式插管經由導引孔對運動感測模塊進行相對運動的期間中，這些傳感器用以感測這些圖案的運動狀態而得到運動狀態感測結果。處理器根據運動狀態感測結果、軸向間距分布與角度分布決定插入深度信息與插管旋轉角度信息。一種三維結構重建方法亦被提出。

技術領域

本發明涉及一種內視鏡系統及三維結構重建方法，尤其涉及一種能夠得知插入深度信息與插管旋轉角度信息并建構人體內部三維結構的內視鏡系統及方法。

背景技術

內視鏡是一種可插入人體以診察器官內部的儀器。一般來說，內視鏡通過將插管的一端設置鏡頭，供醫護人員通過插管將鏡頭導入人體中，而拍攝人體內部的圖像。但現有內視鏡并沒有辦法檢測插管的插入深度與旋轉角度，醫護人員難以得知病灶的確切位置，而必須通過其他系統的輔助來得到上述信息。因此，當病患在下一次診療時，醫護人員需要花費較多的時間來去尋找上次診療所發現的病灶，單就現有內視鏡難以實現精確醫療，且診斷時效性亦不理想。

發明內容

本發明提供一種內視鏡系統，其能夠得知可撓式插管的插入深度與旋轉角度等相關信息，還可進一步建構人體內部的三維結構，而可實現精確醫療并具有良好的診斷時效性。

根據本發明一實施例，提供一種內視鏡系統，包括可撓式插管、運動感測模塊、成像裝置以及定位裝置。可撓式插管具有中心軸。運動感測模塊包括殼體、多個圖案、多個傳感器以及處理器。殼體具有導引孔。多個圖案依據以中心軸為基準的軸向間距分布設置于可撓式插管的表面。多個傳感器設置于殼體內且位于導引孔旁。處理器設置于殼體內且電性連接于這些傳感器。成像裝置設置于可撓式插管的一端，且連接處理器。定位裝置設置于可撓式插管的所述端，且設置以獲得所述端的定位信息，并將定位信息傳送至處理器。可撓式插管為設置以通過導引孔插入目標體內部的不同深度，在可撓式插管通過導引孔對運動感測模塊進行相對運動的期間中，這些傳感器用以感測這些圖案的運動狀態而得到運動狀態感測結果，處理器用以根據運動狀態感測結果以及軸向間距分布決定插入深度信息。成像裝置為設置以在可撓式插管插入目標體內部的不同深度的期間中產生多個感測圖像，處理器用以利用這些感測圖像產生多個三維圖像，并根據這些三維圖像所對應的插入深度信息以及定位信息結合這些三維圖像，以重建目標體內部的三維結構。

在本發明的一實施例中，處理器用以對這些三維圖像進行特征比對，得到特征信息，處理器用以利用特征信息結合這些三維圖像，以重建目標體內部的三維結構。

在本發明的一實施例中，成像裝置包括發光件、第一成像鏡頭以及第一圖像傳感器，發光件發出照明光束，第一圖像傳感器感測自目標體內部反射且穿透第一成像鏡頭的照明光束的一部份，以對應產生多個第一感測圖像。

在本發明的一實施例中，處理器用以根據圖像處理演算法分析這些第一感測圖像，以產生三維圖像。

在本發明的一實施例中，成像裝置還包括第二成像鏡頭以及第二圖像傳感器，第二圖像傳感器感測自目標體內部反射且穿透第二成像鏡頭的照明光束的另一部分，以對應產生多個第二感測圖像，處理器用以利用第一感測圖像以及這些第二感測圖像產生三維圖像。

在本發明的一實施例中，處理器利用三角測距法產生三維圖像。

在本發明的一實施例中，內視鏡系統還包括飛行時間測距裝置，設置于可撓式插管的所述端且連接處理器，處理器用以利用飛行時間測距裝置在目標體內部進行飛行時間測距(time-of-flight ranging,ToF ranging)，以產生三維深度信息，處理器用以根據這些第一感測圖像以及三維深度信息產生三維圖像。