用荧光光线进行视频内窥镜检查的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用荧光光线进行视频内窥镜检查的方法。该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
用荧光光线进行视频内窥镜检查的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用荧光光线进行视频内窥镜检查(Videoendoskopie)的方法和设备。用于进行视频内窥镜检查的设备也理解为具有可更换地连接的内窥镜的摄像头并且因此不只(但也可以)是狭义的视频内窥镜。狭义的视频内窥镜通常被理解为具有固定安装的摄像头的内窥镜。

技术介绍

[0002]已知用于荧光图像的内窥镜显示的视频系统。这些视频系统通常用于外科手术。例如，被肿瘤侵袭的组织可以被发荧光的染料染色。通过荧光发光，手术医生更容易区分病变组织与健康组织并且可以更安全地手术切除病变组织。
[0003]用于记录(或者说拍摄)荧光图像的内窥镜视频系统通常也能够记录可见光下的图像。为此，用可见光照明物体并且记录由该物体反射的可见光。如此记录的单个图像(Einzelbilder)的图像序列随后产生视频序列，该视频序列再现(wiedergeben)物体在可见光下的外观。也可以用激发荧光的辐射同时或交替地照射物体，以便记录具有荧光图像的第二图像序列。在可见光下被记录并且构成第一图像序列的单个图像在以下简称为(狭义上的)单个图像或反射图像，而在激发荧光的辐射下被记录的第二图像序列的单个图像称为荧光图像。
[0004]如果荧光和/或激发荧光的辐射的波长不同于针对反射图像使用的可见光的波长，则可以同时记录这两个图像序列的单个图像和荧光图像。由此，即使荧光通道和反射通道(即用于反射光线的通道)由所属的第一和第二图像序列的分别同时记录的单个图像或荧光图像构成，也可以通过滤光器将这两个通道彼此分离。
[0005]也可行的是，始终交替地记录可见光下的一个或多个单个图像和记录一个或多个荧光图像，其中，单个图像和相关的荧光图像之间的时间错移只是非常小的。荧光通道和反射通道因此在时间上彼此分离，因为相关的第一和第二图像序列的单个图像或荧光图像在时间上彼此错移(或者说错开)。
[0006]在两种情况下，通常附加地在摄像头之前使用阻挡滤光器(optisches Sperrfilter)，以便阻挡由物体反射的激发光，以往否则这个反射的激发光会比由荧光发出的光线更亮。
[0007]在内窥镜检查中，荧光图像的亮度通常非常低。因此，即使在使用高灵敏度的图像传感器的情况下也需要较强的信号放大，以便再现荧光发光。因此，在专利文献US 2004/0210107 A1和US 8,721,532 B2中建议将荧光图像的相邻像素相加以用于信号放大。虽然通过该相加提高了大的发荧光的面的亮度。但同时荧光图像的光学分辨率由此降低。因此很难用这种方法检测精细的物体结构。
[0008]在专利文献US 8,428,318 B2中，在荧光图像的视频序列中在图像上应用噪声滤波器和卷积滤波器。随后通过仿射变换对图像进行运动校正，并且对图像进行构造平均值以便进一步降低噪声。由于滤波器的低通效应，该方法同样只适用于改善大面积发荧光的
粗大结构的再现。此外，由于荧光图像的较强的图像噪声，只在图像中存在较强地发荧光的结构的情况下才能计算仿射变换。
[0009]在专利文献US 4,821,117 A中建议通过图像增强器来增强荧光图像。在此，缺点是由图像增强器引起的较高的技术耗费。此外，图像增强器通常只具有低分辨率。因此，该装置也没有改善对精细的、微弱发荧光的结构的再现。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种方法和一种设备，该方法和设备允许用荧光光线进行改进的视频内窥镜检查。
[0011]为此根据本专利技术建议一种方法，该方法具有以下步骤：
[0012]‑
用内窥镜视频系统记录由在时间上依次相续(aufeinanderfolgen，或者说连续)的单个图像组成的第一图像序列(视频序列)，方式为照明物体(或者说对象)并且将由该物体反射的光线记录为单个图像，
[0013]‑
用同一内窥镜视频系统记录由在时间上依次相续的荧光图像组成的第二图像序列(视频序列)，方式为用激发荧光的辐射照射所述物体并且将从该物体发出的光线记录为荧光图像，
[0014]‑
其中，对第一和第二序列图像(和因此对单个图像和荧光图像)的记录要么同时地进行，要么交替地记录一个或多个单个图像和一个或多个荧光图像，从而能够为每个单个图像分配(或者说对应配置)紧接在该单个图像之前或之后(并且因此至少大致同时)记录的荧光图像，
[0015]‑
在依次相续的单个图像之间识别(Identifizieren，或者说确定)变换函数(在最简单的情况下是线性位移)；
[0016]‑
将该变换函数应用于分配给单个图像的依次相续的荧光图像，以便获得变换后的荧光图像，
[0017]‑
将第二图像序列的当前荧光图像与已由在第二图像序列中在当前荧光图像之前的荧光图像获得的至少一个或多个变换后的荧光图像重叠(或者说叠加)，以便获得改进的荧光图像,并且
[0018]‑
显示相应的、如此改进的荧光图像，从而得到由改进的荧光图像组成的改进的第二图像序列。
[0019]因此，所述方法如此进行，即，首先用视频内窥镜同时或准同时地记录两个视频序列。第一视频序列由第一图像序列构成，该第一图像序列由单个图像(或者说各个单独图像)组成，所述单个图像由物体在使用被该物体反射的光线的情况下形成。与此并行地(与第一图像序列的单个图像正好同时地或交替地)，在用激发荧光的辐射照射物体时记录物体的图像，以便由此创建由第二图像序列构成的第二视频序列，该第二图像序列由荧光图像组成。在此，将这样的单个图像称为荧光图像，所述单个图像由物体在使用由于荧光从所述物体发出的光线的情况下形成。
[0020]通过第一图像序列和因此第一视频序列的单个图像与第二图像序列和因此第二视频序列的荧光图像同时或交替地被记录，可以为每个荧光图像分配第一图像序列的同时
记录的单个图像，或者(如果交替地记录单个图像和荧光图像)可以为每个荧光图像分配至少一个紧接在之前或之后的单个图像。因为单个图像和荧光图像的数量之比不一定必须是一比一，而是例如在重复的循环中也可以分别记录两个反射图像和一个荧光图像，或者相反地记录一个反射图像和两个荧光图像。(在这种情况下)一个荧光图像也可以被分配给两个单个图像，或者反之，一个单个图像可以被分配给两个荧光图像。
[0021]由于通过相同的视频内窥镜同时或准同时地记录单个图像和荧光图像，因此彼此对应配置的单个图像和荧光图像也分别从相同或大致相同的视角示出相同或大致相同的场景。这也适用于例如内窥镜被移动或物体移动的情况。在这两种情况下，第一图像序列的依次相续的单个图像由于内窥镜或物体的移动而彼此不同。第二图像序列的依次相续的、待分配给所述单个图像的荧光图像也以相同的方式或大致相同的方式彼此不同。两个依次相续的单个图像之间的区别可以只在于物体在两个单个图像中的成像相对于彼此位移和/或旋转。然而，由于内窥镜光学器件的畸变(例如桶形畸变)或者由于只反映在被记录本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用荧光光线进行视频内窥镜检查的方法，其中，该方法包括以下步骤：
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用内窥镜视频系统记录由在时间上依次相续的单个图像组成的第一图像序列，方式为照明物体并且将由该物体反射的光线记录为单个图像，
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用同一内窥镜视频系统记录由在时间上依次相续的荧光图像组成的第二图像序列，方式为用激发荧光的辐射照射所述物体并且将由于激发的荧光从该物体发出的光线记录为荧光图像，
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其中，对第一或第二图像序列的单个图像和荧光图像的记录要么同时进行，从而能够为每个单个图像分配同时记录的荧光图像，要么交替地记录一个或多个单个图像和一个或多个荧光图像，从而能够为每个单个图像分配已在该单个图像之前或之后以相对于该单个图像的较小时间错移记录的荧光图像，
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在第一图像序列的不同单个图像之间构造变换函数，
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将该变换函数应用于第二图像序列的分配给第一图像序列的单个图像的依次相续的荧光图像，以便获得变换后的荧光图像，
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将第二图像序列的当前荧光图像与已由在第二图像序列中在当前荧光图像之前的荧光图像获得的至少一个或多个变换后的荧光图像重叠，以便获得改进的荧光图像，并且
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显示相应的、如此改进的荧光图像，从而得到由改进的荧光图像组成的改进的第二图像序列。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一图像序列的不同单个图像之间构造变换函数包括识别图像特征或物体特征以及在第一图像序列的单个图像中检测识别到的特征的特征位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个荧光图像分配有第一图像序列的正好一个单个图像。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，荧光图像和单个图像交替地并且因此在时间上略微错移地被记录，并且其中，在第一图像序列的不同单个图像之间构造变换函数包括对检测到的特征位置的内插或外推，以便确定针对记录荧光图像的时间点的内插或外推的特征位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中，对第一图像序列的不同单个图像之间的变换函数的识别包括对内窥镜视频系统的光学畸变的校正(均衡)。6.根据权利要求2所述的方法，其中，在第一图像序列的单个图像中对图像特征和/或物体特征的识别通过如下方式简化，即，图像特征和/或物体特征的相对于第一图像序列的最后单个图像的位置改变间接地由识别到的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：H米勒，
申请(专利权)人：艾克松有限责任公司，
类型：发明
国别省市：