本发明专利技术公开了一种内窥镜装置，本发明专利技术包括发光单元，窄带光滤光片组，滤光片组控制机构，内窥镜体，图像处理单元，显示单元，图像存储单元；其中，窄带光滤光片组，用于从照明光中滤出一系列窄带光；该一系列窄带光不间断覆盖照明光的全部光谱范围；滤光片组控制机构与窄带光滤光片组连接，用于控制窄带光滤波片组上的窄带光滤光片进入或者退出照明光的光路；内窥镜体分别与显示单元、图像处理单元连接。本发明专利技术可以提供病变组织和正常组织的全光谱图像数据，同时可以近似实时的提供病变组织与正常组织有明显视觉差异的组织成像，提高医生的诊断准确率和活体取样准确率，还可以作为光学活检替代有创伤的组织活检和耗时的实验室化验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种内窥镜装置，具体的，涉及内窥镜光学系统的一种扫描切换装置和相应的图像处理算法以及屏幕显示技术。
技术介绍
用于医疗治疗及其他目的的内窥镜设备包括插入人体内部的插入部。插入部的端部包括照明窗和成像设备。在通过照明窗发射的照明光下，通过成像设备对身体的内部进行成像。通过成像设备获得的成像信号经过预定的图像处理技术处理成为成像图像显示在监视器上。由此，操作者可以通过观看监视器 上显示的图像来观察身体的内部。所述内窥镜设备用于观察各种区域。例如，上部内窥镜用于观察诸如从食道到胃的区域，从胃到十二指肠的区域，等等。通常在临床应用上，医生先通过大范围的扫描筛查判断是否存在问题区域，再通过近距离放大观察诊断问题区域。由于人体组织可能对某一特定波长的光很敏感，而普通彩色照明光光谱很宽，感受器同时感受宽光谱内所有光谱的信息，从而使得对组织特性敏感的特定波长的信息被淹没掉而无法产生有效的响应。例如图30所示。图30示意了血红蛋白的光谱吸收曲线。在415纳米及550纳米位置左右，含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白光谱吸收系数差异很明显，在此处用目前常用的宽光谱彩色照明光内窥镜成像，会使得400-500纳米中所有的光在感受器上同时产生响应，而两种物质的总响应相差不大，所以在图像上根本无法分辨含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白，而采用415纳米或者550纳米为中心的窄带光照明成像，就可以只针对脱氧血红蛋白成像，从而利用吸收系数的差异使得这两种血红蛋白在图像上区分开来。所以利用很窄的特定波长进行成像，能够有效提取组织光谱特性。2006年，日本奥林巴斯公司已经推出了一种窄带光内窥镜设备，这种设备将特定频率(波长)带的光发射到要观察的区域以进行成像，产生与成像频带相对应的光谱图像，并且在显示设备上显示所述光谱图像。利用所述光谱图像进行观察能够观察到通过正常图像无法观察到的组织特性，例如粘膜下血管形态分布等。此设备已经得到广泛使用，所以，窄带光内窥镜的临床效果已经得到证明。但是其用于成像的窄带光波长的数量很少，并且波长固定，不能更改，能够提取的组织特性有限；并且波长的选择和组合还存在疑问，窄带光波长与疾病的对应关系还没有文献研究和记载。所以，产生至少连续覆盖400-700纳米的全可见光范围的一系列窄带光用于光谱成像，并且对获得的窄带光图像进行处理，从中选择出针对某种特定的病变组织敏感的波长，是很有意义的，可以有针对性的提高这种病变的检出率。日本专利申请公开出版物第2002-95635号公开了一种内窥镜设备，所述内窥镜设备被构造成能够利用具有不同光谱特性的滤光器以发射具有限定通带的窄带光来以层次分级的方式单独观察体腔组织。但是这种内窥镜设备的窄带光发生器所产生的窄带光波段数量是有限的，其波长不能覆盖全部可见光范围，不能获得所有波段的窄带光信息。日本专利申请公开出版物第2003-93336号公开了一种电子内窥镜设备，所述电子内窥镜设备被构造成将来自照明光光源的光(白色光)发射到要被观察的身体的内部，通过固态成像装置获得彩色图像信号，由彩色图像信号生成光谱图像，并且通过在显示监视器上切换正常图像和光谱图像进行显示。日本专利申请公开出版物第2003-93336号中公开的电子内窥镜设备被构造成当发射具有窄带波长的光时，通过矩阵处理估算从生物体反射的信号。但是这种光谱信息是估计的，并不是真实的光谱信息，光谱还原度不高。日本专利申请公开出版物第2006-239206号公开了具有彩色空间变换处理电路的内窥镜装置，所述彩色空间变换处理电路从对应于RGB信号和在所选择的三个波长范围中的λ ,λ2和X3信号的矩阵系数形成光谱图像。日本专利申请公开号2006-239206中公开的内窥镜装置是这样配置的当在显示装置上显示光谱图像时，分配到显示装置的(R，G和B)的光谱波长的多个波长设置(λ λ2和 b)是预先提供的；生成对应于多个波长设置的多个光谱图像；当操作者操作选择切换时可以手工切换波长设置；可以将对应于选择波长设置的光谱图像循环切换。但是在一次使用过程中，只能对三种窄带光波长成像，其他波长 的图像只能通过数学方法模拟，而要手工更换滤波片波长只能在一次检查结束以后，这使得可能获得的全可见光范围的窄带光的图像丧失了彼此相同的检查条件，可供比较研究的价值很低，而且完成一次扫描成像的时间很长，操作很繁琐。美国专利7342658公开了一种用于内窥镜分光成像的光谱成像装置，所述装置使用了波长与空间位置相关的分光成像，利用挡片及挡片的移动来选取不同波长的像用于显示。但是这种成像方式光的能量利用率很低，成像质量也很低，分辨率很受限制，而且光路设计很繁琐。美国专利7321791公开了一种在信号接收端滤光的显微镜结构，所述结构可以取得不同波长的光谱图像，主要是用于过滤荧光。其实现的光谱图像带宽大于20nm，覆盖范围集中于可见光中部，没有覆盖400-470nm的蓝紫光区域。而且这种结构应用于内窥镜会导致内镜头端体积变大，比现在用的内窥镜头端大得多，严重增加患者使用内镜时的痛苦程度。美国专利2009-0137908公开了一种利用滤波片从白光中过滤出窄带光照明组织用来成像的方法，所述方法中用到的窄带光主要用于激发荧光，所述滤光片同时用于照明光滤光和荧光滤光。其滤波片数量很少且波长固定，无法实现全光谱覆盖的光谱成像。美国专利7826055公开了一种通过嵌有滤波片的转盘从白光中过滤出窄带光用来照明的装置。所述滤波片可以实现小于5纳米的窄带滤波，每个转盘上的滤波片是可以更换的。但是每一个转盘上的滤波片数量是很有限的，不可能在一次扫描中实现全部可见光谱范围的覆盖，而且其使用的滤波片的中心波长集中于红外波段，而非可见光波段。美国专利5078150公开了一种用于内窥镜的光谱诊断装置，所述装置的照明部分通过两个转盘过滤光源发出的白光实现。所述一个转盘实现三个不同颜色光的过滤，另一个转盘实现四个以上的窄带光过滤。但是其数量仍然很少，没有实现全可见光谱的覆盖(该专利用七个滤波片波段涵盖400-700纳米区域，但是即使不考虑每个波段是否是窄带的因素，它也没有完成400-700纳米的全覆盖。因为从通过率上来说，半峰值处就认为频带截止，而不是通过率为O才截止。所以它仍然有部分可见光频谱没有包含)。而当这数个窄带光光谱可以覆盖400-700纳米的可见光范围时，其每个窄带光滤波片实现的光谱带宽大于20纳米。美国专利2005-0234302公开了一种用于内窥镜的光谱成像装置，所述装置的照明部分可以通过可调光源输出任意波长的照明光，可以实现可见光范围内波长的扫描，形成数据立方，但是其照明部分主要通过声光可调滤波器或者其他光谱生成装置实现，这对于光路设计要求很高，实现繁琐，器件价格十分昂贵，并且该专利不是通过窄带光滤光片组实现。美国专利4816909公开了一种用于内窥镜的彩色分光光源装置，用转轮上的滤光片实现分光，由数个转轮构成分光装置。但是该装置未用于窄带光光谱成像，也没有提及光谱扫描和覆盖范围
技术实现思路
考虑到前述的情况，本专利技术的目的是提供一种可以连续产生一系列至少覆盖400-700纳米连续光谱的窄带光的内窥镜光源装置，以及对获得的一系列窄带光光谱图像进行处理和显示的方法。拥有这种装置的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内窥镜装置，其特征在于包括发光单元，窄带光滤光片组，滤光片组控制机构，内窥镜体，图像处理单元，显示单元，图像存储单元；其中发光单元，用于发射至少涵盖可见光波长范围的连续光谱的照明光；窄带光滤光片组，用于从所述照明光中滤出一系列窄带光；所述一系列窄带光不间断覆盖所述照明光的全部光谱范围；滤光片组控制机构与窄带光滤光片组连接，用于控制所述窄带光滤波片组上的窄带光滤光片进入或者退出所述照明光的光路；内窥镜体分别与显示单元、图像处理单元连接，所述内窥镜体包括一导光单元，用于将所述照明光或窄带光引导照射到被检查对象，以及一成像单元，用于采集被检查对象的图像信号；图像处理单元，用于对所述图像信号进行处理而生成光谱图像；显示单元与图像处理单元连接，用于显示所述光谱图像；图像存储单元与图像处理单元连接，用于实时存储至少一套所述一系列窄带光所对应的所有光谱图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢天宇，韩志敏，陈明达，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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