一种多功能内窥镜系统技术方案

本发明专利技术公开一种多功能内窥镜系统。系统包括内窥镜探头模块、光源模块、成像模块及图像处理与显示模块，光源模块为内窥镜探头模块提供不同光源，成像模块接收不同的图像信号并将其形成各种图像，光源模块产生的发射光通过光源光纤束传输到内窥镜探头模块的光源出射端口，不同的发射光照射待测物经散射、反射或激发产生荧光信号形成的各种图像信号通过传像光纤束传输到成像模块；光源光纤束的输入端与光源模块的光源输出接口连接，传像光纤束的输出端与成像模块的传像输入接口连接。本申请能够突破成像模块自身的外形尺寸与数量的限制，使体积和重量都较大的荧光成像等装置应用于内窥镜系统，提供灵敏度高、多波长选择的荧光成像等功能成像。

A multifunctional endoscope system

The invention discloses a multi-function endoscope system. The system includes an endoscope probe module, light source module, image processing module and image display module, a light source module for endoscope probe module with different light source, imaging module receives the image signal and the formation of a variety of different images, the emission light source module light source to the optical fiber transmission endoscope probe module the exit port, light emission of different analytes by scattering, reflection or stimulate various image signal generated by the fluorescence signal forming fiber bundle transmitted to the imaging module; light source output interface source input end of the optical fiber bundle and light source module are connected, image output fiber beam end and imaging module image input interface connection. This application can break through the limitation of the size and number of the imaging module itself, and apply the fluorescence imaging device, such as larger volume and weight, to the endoscopic system. It can provide functional imaging with high sensitivity and multi wavelength selection for fluorescence imaging.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能内窥镜系统
本专利技术属于医学和工业检测设备领域，涉及一种多功能内窥镜系统。
技术介绍
内窥镜检测系统集成了光学、影像学、人体工程学等多门学科于一体，自专利技术伊始，医学内窥镜为临床诊断提供了体外诊断难以提供的可靠图像依据，为如消化道、脉管系统、耳鼻喉、神经系统和腹腔系统疾病等多种疾病的诊断与治疗提供了解决方案。传统的内窥镜主要分为纤维镜和硬镜两种。根据成像模块位于内窥镜镜体远端和近端的不同，目前临床使用的内窥镜又可分为光学内窥镜与电子内窥镜。具体的，纤维镜通过光纤传导图像，而光纤加工的工艺决定了在单位截面积内光纤的数目是有限的(几万至几十万不等)，而相机中成像模块的像素可以达到千万像素级别，因此，光纤的制作工艺限制了纤维镜的图像分辨率。后来，电子内窥镜的发展解决了纤维镜成像分辨率受限的问题。当把成像模块做到毫米级别就可以将其放置在内窥镜的远端，再通过电信号线传导图像信号，无需使用光纤传导图像，使得内窥镜成像分辨率得以提升。因此，目前电子镜正在逐步取代纤维镜。而在硬镜领域，如腹腔镜等，由于图像传导由透镜实现，并没有使用光纤，因此，硬镜成像分辨率没有损失，成像模块通常安置到硬镜的近端，不受大小的限制，且不会影响内窥镜成像的分辨率。历经百年发展，内窥镜除了成像分辨率的不断提高，日本奥林巴斯、德国Xion等多个品牌提出了很多先进的内窥镜设计方案。如奥林巴斯的双色窄带宽内窥镜，对不同波长的光进行限定，仅留下605nm、540nm和415nm波长的红、绿、蓝色窄带光波。窄带光波穿透胃肠道黏膜的深度不同，蓝色波段(415nm)穿透较浅，红色波段(605nm)可以深达黏膜下层，用于显示黏膜下血管网，绿色波段(540nm)则能较好地显示中间层的血管。由于黏膜内血液的光学特性对蓝、绿光吸收较强，因此，使用穿透性弱且能被血液吸收的光波波长，能够增加浅层组织中(如黏膜上皮和黏膜下)血管的对比度和清晰度。德国Xion的3D成像硬镜，通过双光路设计实现实时三维图像成像，提升了内窥图像的立体感，有利于临床医生对内窥图像中组织深度的观察。尽管内窥镜技术更新换代速度很快，目前内窥镜的功能仍然局限在对组织的解剖学成像，内窥镜的成像仅限于观察强光。由于荧光等功能性成像信号的强度通常比照明光源低几个数量级。目前对于镜下组织的功能学成像仍然缺乏有效手段。例如，荧光成像已被证明无论是在临床病理诊断还是在基础医学研究中具有无法替代的价值和意义，是分子影像学的重要和活跃前沿领域。尤其在近年来，近红外荧光成像被证明具有受背景光干扰小，穿透能力强、分辨率高和信号稳定等多个特点，尤其是短波近红外波长范围(900-1700nm)相比可见光谱范围荧光的上述优势更为明显。但是，荧光内窥镜这种功能成像方式在临床难以应用和推广，其根本原因在于其较低的成像灵敏度和缺乏参考价值的成像质量。功能性内窥镜技术发展迟缓的根本原因在于内窥镜设计中的一对难以调和的矛盾。荧光等功能性信号相对于激发光、散射光或反射光来说非常微弱，这对成像模块的灵敏度提出了非常高的要求。提高成像模块的灵敏度主要有以下两种策略：a.增大成像模块尺寸；b.延长曝光时间。成像模块尺寸越大，成像模块对光的敏感度将提高；而曝光时间的延长，相当于对微弱光的接收时间增多，灵敏度也将提高，但曝光时间的延长会导致成像噪声显著增大，图像淹没在噪点中，唯一的解决方式是通过降低成像模块温度的方式减少电子噪声。然而，以上两个策略的解决方案都需要增大成像模块的体积。现有内窥镜的成像模块与内窥镜镜体是一体的，因此，成像模块的增大将使得内窥镜的使用者难以手持和灵活操作。也就是说，内窥镜的便捷性和成像的灵敏度不可兼得，这一突出的矛盾，大大阻碍了荧光内窥镜的临床应用。目前内窥镜研发领域解决这个矛盾的策略是寻求体积小、灵敏度高的成像模块，但近年来功能性内窥镜的举步维艰证明从成像模块上寻求功能性内窥镜的解决方案是行不通的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种将内窥镜镜体与成像模块分离的多功能内窥镜系统，该多功能内窥镜系统能够突破成像模块自身的外形尺寸与数量的限制，使成像模块的体积和重量都较大的荧光成像等装置能够顺利地应用于内窥镜系统，能够提供灵敏度高、多波长选择的荧光成像等功能成像。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提出一种多功能内窥镜系统，包括用于实现内窥的内窥镜探头模块、光源模块、成像模块，以及图像处理与显示模块，所述光源模块用于为内窥镜探头模块提供不同的光源，所述成像模块用于接收不同的图像信号并将图像信号形成各种图像，所述图像处理与显示模块用于对成像模块传输的图像进行处理并显示；所述光源模块产生的发射光通过光源光纤束传输到内窥镜探头模块的光源出射端口，不同的发射光照射待测物，待测物散射、反射或经激发产生的荧光信号形成各种图像信号，各种图像信号通过传像光纤束传输到所述成像模块；所述光源模块上设置有光源输出接口，所述光源光纤束的输入端与光源模块的光源输出接口可拆卸连接，所述成像模块上设置有传像输入接口，所述传像光纤束的输出端与成像模块的传像输入接口可拆卸连接。根据本专利技术，所述光源模块的光源输出接口具有一个或多个，所述光源光纤束具有一条或多条，所述传像光纤束具有一条或多条，所述成像模块的传像输入接口具有一个或多个。具体的，所述光源光纤束具有一条或多条，所述光源模块用于提供不同的光源装置，每个光源装置具有一个或多个光源输出接口，一个光源输出接口与一条光源光纤束的输入端连接；当一个光源装置只与一个内窥镜探头模块连接时，仅为该内窥镜探头模块提供一种光源；当多个光源装置均与同一个内窥镜探头模块连接时，为同一个内窥镜探头模块提供不同种类的光源；当一个光源装置与多个内窥镜探头模块连接时，为多个内窥镜探头模块提供相同种类的光源；所述传像光纤束具有一条或多条，所述成像模块用于提供不同的成像装置，每个成像装置具有一个或多个传像输入接口，一个传像输入接口与一条传像光纤束的输出端连接；当一个成像装置只与一个内窥镜探头模块连接时，该成像装置仅接收来自该内窥镜探头模块的图像信号并将其形成各种图像；当多个成像装置均与同一个内窥镜探头模块连接时，多个成像装置同时接收来自同一个内窥镜探头模块的图像信号并将其形成各种图像；当一个成像装置与多个内窥镜探头模块连接时，此成像装置同时接收来自不同内窥镜探头模块的各种图像信号并将其形成各种图像。根据本专利技术，所述光源模块包括照明光源装置，和/或激发光源装置，和/或治疗光源装置。根据本专利技术，所述内窥镜探头模块的物镜端设置有用于对待测物进行显微成像的显微物镜，和/或所述内窥镜探头模块的物镜端设置有电子成像模块，所述电子成像模块包括物镜和与物镜连接的图像采集处理模组，所述图像采集处理模组通过数据线和图像处理与显示模块电连接。根据本专利技术，所述多功能内窥镜系统包括对不同波段的图像进行分离的分光装置；和/或所述多功能内窥镜系统包括透镜组以及与透镜组连接的滤光片切换模块，所述滤光片切换模块用于为成像模块提供不同光谱的滤光片；和/或所述多功能内窥镜系统包括消色差透镜。根据本专利技术，所述分光装置安装在成像模块中，与成像模块连接形成一体结构，或所述分光装置分离式地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能内窥镜系统，其特征在于，包括用于实现内窥的内窥镜探头模块(1)、光源模块(3)、成像模块(4)，以及图像处理与显示模块(5)，所述光源模块(3)用于为内窥镜探头模块(1)提供不同的光源，所述成像模块(4)用于接收不同的图像信号并将图像信号形成各种图像，所述图像处理与显示模块(5)用于对成像模块(4)传输的图像进行处理并显示；所述光源模块(3)产生的发射光通过光源光纤束(6)传输到内窥镜探头模块(1)的光源出射端口，不同的发射光照射待测物，待测物散射、反射或经激发产生的荧光信号形成各种图像信号，各种图像信号通过传像光纤束(7)传输到所述成像模块(4)；所述光源模块(3)上设置有光源输出接口，所述光源光纤束(6)的输入端与光源模块(3)的光源输出接口可拆卸连接，所述成像模块(4)上设置有传像输入接口，所述传像光纤束(7)的输出端与成像模块(4)的传像输入接口可拆卸连接。

【技术特征摘要】
1.一种多功能内窥镜系统，其特征在于，包括用于实现内窥的内窥镜探头模块(1)、光源模块(3)、成像模块(4)，以及图像处理与显示模块(5)，所述光源模块(3)用于为内窥镜探头模块(1)提供不同的光源，所述成像模块(4)用于接收不同的图像信号并将图像信号形成各种图像，所述图像处理与显示模块(5)用于对成像模块(4)传输的图像进行处理并显示；所述光源模块(3)产生的发射光通过光源光纤束(6)传输到内窥镜探头模块(1)的光源出射端口，不同的发射光照射待测物，待测物散射、反射或经激发产生的荧光信号形成各种图像信号，各种图像信号通过传像光纤束(7)传输到所述成像模块(4)；所述光源模块(3)上设置有光源输出接口，所述光源光纤束(6)的输入端与光源模块(3)的光源输出接口可拆卸连接，所述成像模块(4)上设置有传像输入接口，所述传像光纤束(7)的输出端与成像模块(4)的传像输入接口可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种多功能内窥镜系统，其特征在于：所述光源光纤束(6)具有一条或多条，所述光源模块(3)用于提供不同的光源装置，每个光源装置具有一个或多个光源输出接口，一个光源输出接口与一条光源光纤束(6)的输入端连接；当一个光源装置只与一个内窥镜探头模块(1)连接时，仅为该内窥镜探头模块(1)提供一种光源；当多个光源装置均与同一个内窥镜探头模块(1)连接时，为同一个内窥镜探头模块(1)提供不同种类的光源；当一个光源装置与多个内窥镜探头模块(1)连接时，为多个内窥镜探头模块(1)提供相同种类的光源；所述传像光纤束(7)具有一条或多条，所述成像模块(4)用于提供不同的成像装置，每个成像装置具有一个或多个传像输入接口，一个传像输入接口与一条传像光纤束(7)的输出端连接；当一个成像装置只与一个内窥镜探头模块(1)连接时，该成像装置仅接收来自该内窥镜探头模块(1)的图像信号并将其形成各种图像；当多个成像装置均与同一个内窥镜探头模块(1)连接时，多个成像装置同时接收来自同一个内窥镜探头模块(1)的图像信号并将其形成各种图像；当一个成像装置与多个内窥镜探头模块(1)连接时，此成像装置同时接收来自不同内窥镜探头模块(1)的各种图像信号并将其形成各种图像。3.根据权利要求2所述的一种多功能内窥镜系统，其特征在于：所述光源模块(3)包括照明光源装置，和/或激发光源装置，和/或治疗光源装...

【专利技术属性】
技术研发人员：程震，刘弘光，索永宽，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21