采用结构光提供生理特征尺寸测量的内窥镜制造技术

本发明专利技术披露对自内窥镜检查所识别的生理特征提供精确且容易使用的尺寸测量的系统、方法，以及结构。与现有技术形成明显对比的是，依据本披露的系统、方法，以及结构采用结构光，该结构光有利地支持关于胃肠(gastrointestinal；GI)道中的病灶及/或其它生理特征的尺寸及/或距离信息。有利地，依据本披露的系统、方法，以及结构适用于胶囊内窥镜与插入内窥镜。

Endoscopic measurement of physiological feature size with structured light

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用结构光提供生理特征尺寸测量的内窥镜
本披露通常涉及体腔的内窥镜检查，尤其涉及采用结构光以促进对病灶或在此类检查中所观察到的其它特征进行精确的尺寸测量的内窥镜以及内窥镜检查。
技术介绍
众所周知，内窥镜(包括胶囊内窥镜)使临床医生能够发现并识别胃肠(gastrointestinal，GI)道中的病灶及其它生理特征。此类胶囊内窥镜呈胶囊状(具有管状本体，该管状本体具有端部结构，使其具有胶囊形状)，且可作为食物、饮料或其它物质，通过自发性肌肉动作穿过喉咙及食道，被有利地吞咽或进入胃中。从胃开始，胶囊行进穿过肠道并随后排出。后续诊断常常包括估计病灶/特征的尺寸，因为由病灶/特征造成的健康风险以及任意后续治疗方案通常取决于其尺寸。例如，若结肠中的腺瘤及无蒂锯齿状息肉经测量的直径大于1厘米，则通常被归类为晚期癌前病变。尽管生理特征尺寸测量的重要性已被公认，但当代的内窥镜(尤其是胶囊内窥镜)缺乏针对此类生理特征的精确且容易使用的尺寸测量方法。因此，提供方法、系统及结构或以另外方式，以促进测量自内窥镜检查所识别的生理特征的尺寸，将是本
中受欢迎的补充。
技术实现思路
本技术的进步在于，依据本披露的态样作出涉及对自内窥镜检查所识别的生理特征提供精确且容易使用的尺寸测量的系统、方法，以及结构。与现有技术形成明显对比的是，依据本披露的系统、方法，以及结构采用结构光，该结构光有利于提供胃肠(gastrointestinal；GI)道中关于病灶及/或其它生理特征的尺寸及/或距离信息。有利地，依据本披露的系统、方法及结构适用于胶囊内窥镜与插入内窥镜。从一个态样来看，本披露涉及内窥镜系统，其包括：壳体；至少一个相机；结构光源；以及产生该结构光的微透镜阵列，该微透镜阵列经设置以使自该结构光源发射的光被该微透镜准直成沿多个方向传播的光束阵列。从另一个态样来看，本披露涉及体腔成像方法，其包括：向该体腔中引入成像装置；自该成像装置向该体腔中发射非结构光；通过该成像装置检测自该体腔中的解剖特征反射的非结构光；通过该成像装置自该检测的非结构光生成一个或多个非结构光图像；向该体腔中投射结构光；检测自该体腔中的该解剖特征反射的结构光；以及自该检测的结构光生成一个或多个结构光图像。附图说明通过参照附图可实现对本披露更全面的理解，该些附图中：图1为示例显示依据本披露的态样通过阴影掩膜生成结构光的示意图；图2为示例显示依据本披露的态样通过阴影掩膜及准直透镜生成结构光的示意图；图3为示例显示依据本披露的态样通过阴影掩膜及准直透镜生成结构光的示意图，其中，孔的宽度D等于间距(占空比为100％)；图4为示例显示依据本披露的态样形成于衬底上/中的微透镜阵列(microlensarray；MLA)的集成的示意图；图5为示例显示依据本披露的态样形成于衬底上/中的微透镜阵列(MLA)与集成孔掩膜的集成的示意图；图6为示例显示依据本披露的态样形成于衬底上/中的微透镜阵列(MLA)的集成，并随后经压花/模压或蚀刻以形成透镜的示意图；图6(A)及图6(B)为示例显示微透镜阵列(MLA)图案的示意图，其中：图6(A)显示密集的(也就是，六角形或“蜂巢状”)布置以及图6(B)显示矩形布置，两者都是依据本披露的态样；图7为示例显示依据本披露的态样设置于光路中的MLA之后以增加总体视场(fieldofview；FOV)的光学元件的示意图；图8为示例显示依据本披露的态样包括结构光元件的胶囊内窥镜的示意图；图9(A)及图9(B)为示意图：图9(A)显示依据本披露的结构光元件被包括于当代插入内窥镜中，其具有结构光元件及额外的白光元件；以及图9(B)显示本披露的结构光元件被包括于另一个当代插入内窥镜中，其具有结构光通道和元件及额外的照明通道元件；图10(A)及图10(B)为示例显示依据本披露的态样包括结构光元件并呈现全景成像系统的胶囊内窥镜的示意图；图11为示例显示MLA的立体示意图，其中，依据本披露的态样，该阵列的微透镜以同心环围绕中心LED排序；图12为示例通过依据本披露配置的相机所撷取的图像的示意图-依据本披露的态样，该图像具有平坦表面，结构光(SL)投射于该平坦表面上；图13为示例图，显示依据本披露的态样被包括于内窥镜结构中的示例结构光源的发射光谱以及示例传感器的响应光谱；图14(A)及图14(B)为显示依据本披露的态样，针对图14(A)当对象靠近内窥镜且传感器上的辐照度高时以及图14(B)当对象较远且传感器上的辐照度较低时的情况，R、G和B像素的传感器亮度信号作为传感器上的位置x的函数图；图15为显示依据本披露的态样在体腔内部及息肉采用结构光布局的示例胶囊内窥镜结构的示意图；图16为显示依据本披露的态样具有在光路中的MLA之后的光学元件的示例内窥镜配置的示意图；以及图17为显示依据本披露的态样可执行方法的示例电脑系统的示意图。通过附图及具体实施方式来更充分地说明示例具体实施例。不过，依据本披露的具体实施例可以各种形式实施，且不限于附图及具体实施方式中所述的特定的或示例的具体实施例。具体实施方式下面仅示例说明本披露的原理。因此，应当了解，本领域的技术人员将能够设计各种布置，尽管在本文中未明确说明或显示，但该些布置体现本披露的原理并被包括于其精神及范围内。而且，本文中所述的所有示例及条件语言主要特别旨在仅用于教学目的，以帮助读者理解本披露的原理以及专利技术人为促进本
发展所贡献的概念，且将被解释为不限于如此具体说明的示例及条件。而且，本文中叙述本披露的原理、态样及具体实施方式的所有陈述及其具体实施例意指包括其结构的及功能的等同物。此外，旨在此类等同物包括当前已知的等同物以及未来开发的等同物，也就是，执行相同功能的所开发的任意元件，而不论其结构如何。因此，例如，本领域的技术人员将了解，本文中的任一方块图代表体现本披露原理的示例电路的概念视图。类似地，将了解，任一流程图、状态转换图、虚拟码等代表各种过程，该些过程基本上可于电脑可读媒体中表示，从而通过电脑或处理器执行，无论是否明确显示此类电脑或处理器。附图中所显示的各种元件的功能(包括被标记为“处理器”的任一功能方块)可通过专用硬件以及能够与适当软件关联执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，可由单个专用处理器、单个共用处理器或多个单独处理器提供所述功能，其中一些处理器可以共用。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释为专门指能够执行软件的硬件，而是可隐含但不限于数字信号处理器(digitalsignalprocessor；DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit；ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray；FPGA)、用于储存软件的只读存储器(read-onl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥镜系统，包括：/n壳体；/n至少一个相机；/n结构光源；以及/n微透镜阵列，其经设置以使自该结构光源发射的光被该微透镜准直成沿多个方向传播的光束阵列。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180321 US 15/927,8561.一种内窥镜系统，包括：
壳体；
至少一个相机；
结构光源；以及
微透镜阵列，其经设置以使自该结构光源发射的光被该微透镜准直成沿多个方向传播的光束阵列。


2.如权利要求1所述的内窥镜系统，其中，该光束阵列在该至少一个相机的视场内与该壳体相交。


3.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该微透镜阵列设置于与该内窥镜的纵轴垂直的平面上。


4.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该微透镜阵列设置于共同衬底上。


5.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该结构光源包括输出孔，该孔呈现小于0.20毫米的直径。


6.如权利要求1所述的内窥镜，还包括一个或多个透镜阵列掩膜，充分接近该透镜阵列设置并对齐，以使位于各微透镜之间的该光照明区域的部分被该掩膜阻挡。


7.如权利要求1所述的内窥镜，还包括设置于该微透镜阵列之后的光路中的光学元件，该光学元件经配置以增加该光束传播的角度范围。


8.如权利要求7所述的内窥镜，其中，该光学元件呈现负折射率。


9.如权利要求7所述的内窥镜，其中，该光学元件包括至少一个棱镜。


10.如权利要求7所述的内窥镜，其中，该光学元件包括菲涅尔透镜。


11.如权利要求7所述的内窥镜，其中，该光学元件包括第一镜。


12.如权利要求11所述的内窥镜，其中，该光学元件还包括第二镜，其设置于该第一镜之后的该光路中，以使至少一个光束被该第一镜反射并接着被该第二镜反射。


13.如权利要求7所述的内窥镜，其中，该光学元件经设置以使该微透镜阵列所发射的多个光束沿着在该源以外的位置的轴上彼此相交的线而传播。


14.如权利要求11所述的内窥镜，其中，该第一镜为环形。


15.如权利要求11所述的内窥镜，其中，在该阵列中的至少一个透镜表現出一種折射率，使得在至少一个平面中以小于无限的共轭聚焦光，且该光学元件表現出一種折射率，使得自其发出的该光束在该至少一个平面中以接近无限的共轭被准直。


16.如权利要求11所述的内窥镜，其中，该光学元件包括镜像表面，其反射来自白光照明源的白光与来自该结构光源的结构光两者。


17.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该至少一个相机呈现包括横向平面的视场。


18.如权利要求17所述的内窥镜，其中，该内窥镜将结构光投射于该横向平面上方及下方。


19.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该结构光被投射于选自由大于80度、大于120度、大于180度以及大于200度所组成的组的视场上。


20.如权利要求1所述的内窥镜，还包括多个白光源，该多个白光源与该结构光源围绕该至少一个相机设置。


21.如权利要求20所述的内窥镜，其中，该白光源与该结构光源装设于共同的印刷电路板(PCB)上。


22.如权利要求21所述的内窥镜，其中，该至少一个相机包括装设于该PCB上的一个或多个图像传感器。


23.如权利要求1所述的内窥镜，其中，该壳体呈胶囊状。


24.如权利要求23所述的内窥镜，其中，该胶囊状壳体经尺寸设定以使其可被人吞咽。


25.如权利要求24所述的内窥镜，其中，该胶囊状壳体在其中包含该相机、该结构光源，以及该微透镜阵列。


26....

【专利技术属性】
技术研发人员：G·威尔逊，王康怀，吕甘雨，
申请(专利权)人：卡普索影像公司，
类型：发明
国别省市：美国;US