專利名稱：用于估算體腔內(nèi)物體大小的裝置、系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種體內(nèi)(in-vivo)裝置及方法，例如用于體內(nèi)管腔的成像；本發(fā)明 尤其涉及一種在體內(nèi)系統(tǒng)中估算體內(nèi)物體大小的方法及裝置。
背景技術(shù)：
已知的裝置有助于提供體內(nèi)傳感，例如成像或pH傳感。自主式體內(nèi)傳感裝置，例 如可口服或可消化的膠囊或者其他裝置，可以穿過體腔移動(dòng)，并隨著移動(dòng)進(jìn)行傳感。自主式 體內(nèi)傳感裝置例如成像裝置可以包括例如，用于從諸如胃腸(GI)道的體腔或管腔內(nèi)部獲 得圖像的成像器。例如，成像器可以和光學(xué)系統(tǒng)連接，或者有選擇性地與發(fā)射器及天線連 接。這些設(shè)備有的采用無線連接來傳送圖像數(shù)據(jù)。存在用于估算在體腔內(nèi)成像的物體的大小的不同方法，例如，Horn等人的PCT公 布文本W(wǎng)02007/074462描述的，其屬于一種用于確定在體腔中的物體大小的方法。Horn等 人教導(dǎo)了基于例如體腔內(nèi)的輻射源發(fā)射的激光束的計(jì)算體腔內(nèi)物體大小的方法。激光束在 圖像上生成光斑，如果光斑位于圖像中的目標(biāo)物體上或位于圖像中的目標(biāo)物體附近，就可 以計(jì)算或估算到物體的距離和物體的大小。但是，在光斑不在目標(biāo)物體附近的情況下，尺寸 的計(jì)算可能不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明介紹了一種用于確定體腔內(nèi)物體大小的方法。根據(jù)一些實(shí)施方式，本方法 可以用于補(bǔ)充本領(lǐng)域中的已知方法。本發(fā)明裝置及方法的一個(gè)實(shí)施方式可使體內(nèi)圖像里所見物體的大小的估算或確 定稱為可能，該體內(nèi)圖像來自于體腔或內(nèi)腔(例如胃腸(GI)道)之中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施方式，根據(jù)一定運(yùn)算法則，對圖像進(jìn)行計(jì)算，從而把圖像中的物體的真實(shí)大小(或者距 圖像或距膠囊的距離)的估算顯示到觀測器上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可提供，在體內(nèi)成像裝置中，至少一個(gè)成像器、一個(gè)或 更多個(gè)用于給成像器提供照明的照射源、一個(gè)或更多個(gè)在體腔內(nèi)發(fā)射例如準(zhǔn)直光束或激光 束的輻射源、以及基于一個(gè)或更多個(gè)圖像照明參數(shù)計(jì)算例如計(jì)算體腔內(nèi)物體的大小或物體 距體內(nèi)成像裝置的距離的處理器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了 一種控制器以有選擇性地激活輻射源。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種體內(nèi)裝置，包括在體腔內(nèi)產(chǎn)生光束的輻 射源、照射體腔的照射源、對體腔成像的成像器、以及處理器。處理器可以接收體腔的圖像， 該圖像包括光束光斑和物體，處理器也可以從圖像選定與光束光斑相關(guān)的第一像素。處理 器可以進(jìn)一步從圖像選定與物體相關(guān)的第二像素。處理器可以進(jìn)一步對選定的像素計(jì)算圖 像照明參數(shù)值，并基于圖像照明參數(shù)值估算體內(nèi)成像裝置與物體之間的距離。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法，可以包括以下步驟發(fā)射光，例如從體內(nèi)成像 裝置的光學(xué)圓蓋的后面有選擇性的發(fā)射激光束；從成像裝置接收體內(nèi)圖像(圖像包括光束光斑)；估算從光束光斑到成像裝置的距離；從圖像選定與光束光斑相關(guān)的像素；從圖像選 定與指定物體相關(guān)的像素；計(jì)算像素的圖像照明參數(shù)值；以及基于圖像照明參數(shù)值估算物 體距成像裝置的距離。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法，可以包括以下步驟校準(zhǔn)裝置參數(shù)，并使用校 準(zhǔn)的參數(shù)細(xì)化估算的物體距成像裝置的距離。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法，可以包 括以下步驟計(jì)算描述圖像中物體的像素的數(shù)量，并計(jì)算物體的估算大小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法，可以包括以下步驟建立物體模型圖，例如三 維模型圖，并把模型圖呈現(xiàn)給使用者。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將更充分地理解和領(lǐng)會本發(fā)明。圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的體內(nèi)成像系統(tǒng)的示意圖；圖2A為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的體內(nèi)成像裝置的示意圖；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的體內(nèi)成像裝置捕捉的一組圖像；圖2C示出了一個(gè)曲線圖示例，示出照明參數(shù)作為病態(tài)物體距體內(nèi)成像裝置的距 離的函數(shù)；圖3A為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輻射源單元的側(cè)視圖；圖3B為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的阻斷元件的俯視圖；圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法的流程圖；圖5A示出了在體內(nèi)成像裝置捕捉的圖像中顯示的病變的示例；圖5B示出了映射的病變并呈現(xiàn)給使用者的示例；圖5C示出了在病變上添加平面參照尺(surface reference ruler)并呈現(xiàn)給使 用者的示例；圖5D示出了在病變上添加?xùn)鸥癫⒊尸F(xiàn)給使用者的示例；圖5E示出了在病變上添加直徑參照尺(diameter reference ruler)并呈現(xiàn)給使 用者的示例；圖5F示出了在病變上添加測量參照尺(measurement referenceruler)并呈現(xiàn)給 使用者的示例。為了能夠簡單、清楚地說明，附圖中的元件不一定按照比例繪制。例如，為了表達(dá) 清楚，相對于其它元件，一些元件的尺寸被夸大了。另外，只要認(rèn)為適當(dāng)，在附圖中相同的附 圖標(biāo)號被重復(fù)使用，以表示相應(yīng)的或相似的元件。
具體實(shí)施例方式在以下描述中，將描述本發(fā)明的不同方面。為說明目的，闡明了特定的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié) 以提供本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有在此描述的特定的細(xì)節(jié)也 可實(shí)施本發(fā)明是明顯的。此外，為了不使本發(fā)明模糊，省略或簡化了已知的技術(shù)特征。本發(fā)明系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式可以配合成像系統(tǒng)或裝置使用，例如Iddan等人 的名稱為“用于體內(nèi)成像的裝置和系統(tǒng)”(A DEVICEAND SYSTEM FOR IN VIVO IMAGING) 的第7，009，634號美國專利描述的實(shí)施方式，其公開內(nèi)容并入于此。但是，依照本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可與任何合適的提供體腔或內(nèi)腔的圖像及其它數(shù)據(jù)的裝置、系統(tǒng)和方 法一起使用?？梢允褂酶鞣N合適的確定大小和距離、或估算體內(nèi)物體距體內(nèi)成像裝置的 距離的方法，例如Horn等人的名稱為“估算體腔內(nèi)物體大小的系統(tǒng)裝置和方法”(SYSTEM DEVICE ANDMETHOD FOR ESTIMATING THE SIZE OF AN OBJECT IN A BODYLUMEN)的第 2007/074462A2號PCT公布文本所描述的方法，其公開內(nèi)容并入于此。參考圖1，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的體內(nèi)成像系統(tǒng)100的示意圖。 體內(nèi)成像系統(tǒng)100可以包括例如體內(nèi)成像裝置40。體內(nèi)裝置40可以是例如可口服膠囊， 用于捕捉圖像和其它可能的數(shù)據(jù)。體內(nèi)裝置40可以是膠囊形狀，包括例如觀察窗口或圓蓋 54;也可以是其它形狀，裝置不必是可口服的或膠囊。通常，裝置40可以包括光學(xué)系統(tǒng)10， 該光學(xué)系統(tǒng)10包括例如一個(gè)或更多個(gè)透鏡49、透鏡支架、擋板、或隔離物44、用于捕捉圖像 的例如成像器47的傳感器、以及處理成像器47產(chǎn)生的信號的處理芯片或電路。處理電路 不必是分離的元件；例如，處理器或處理芯片可以集成于成像器47。處理電路可以被分為 幾個(gè)不同的單元或分離的元件。照射源42可以提供光來照射物體，例如一組發(fā)光二極管 (LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或其它合適的光源。裝置的實(shí)施方式通常是自主式的并且是自足的。例如，裝置可以是膠囊或其它單 元，其中，所有元件基本都包含在容器或殼體里，且裝置不需要任何電線或電纜，例如接收 電能或傳送信息。裝置可與外部接收和顯示系統(tǒng)通信從而提供數(shù)據(jù)顯示、控制或其它功能。 例如，內(nèi)部電池或無線接收系統(tǒng)可以提供電能。其它實(shí)施方式可以具有其它結(jié)構(gòu)和功能。例 如，元件可以分布于多個(gè)地點(diǎn)或單元。可以從外部源接收控制信息。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，裝置40通?？梢园ㄓ糜诎l(fā)射和/或接收圖像及其 它信息(例如非圖像信息)到接收裝置的發(fā)射器/接收器43，也可包括其它元件。發(fā)射器 /接收器43可以是帶有高頻帶寬度輸入的超低功耗射頻(RF)發(fā)射器，可由芯片尺寸封裝技 術(shù)提供，也可以與處理芯片或電路組合。發(fā)射器/接收器43可以通過例如天線48進(jìn)行發(fā) 射和/或接收。雖然采用了獨(dú)立的控制單元，但是發(fā)射器/接收器43也可作為控制器且包 括用于控制體裝置40的電子線路和功能。通常，裝置可以包括電源45，例如一個(gè)或更多個(gè) 電池。例如，電源45可以包括氧化銀電池、鋰電池、或其它具有高能量密度的電化電池及其 類似物。也可采用其它電源?？梢圆捎闷渌统山M的元件。例如，電源能夠從傳送電能至裝置40的外部電 源接收電能，可以使用與發(fā)射器/接收器43分離的控制器。在一個(gè)實(shí)施方式中，成像器47可以是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)成像攝像機(jī)。 通常CMOS成像器是超低功耗的成像器，其設(shè)置在芯片尺寸封裝(CSP)中。也可采用其它類 型的CMOS成像器。在另一個(gè)實(shí)施方式中，可采用其它成像器，例如CCD成像器或其它成像 器。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，可以使用320X320像素的成像器。像素大小在5到6微米之間。 根據(jù)一些實(shí)施方式，每個(gè)像素裝配有微透鏡。成像器47可以和基板固定，或除此之外和基板連接，例如電路板64或直接設(shè)置在 基板56上。在其它實(shí)施方式中，電路板64可以進(jìn)一步與基板56連接，其可以支持例如照 射源42 (可由其自身的基板或電路板支持，可由基板56支持或與基板56集成)，并可以確 定裝置40的觀察方向60?；?6可以是例如剛性電路板、剛?cè)嵋惑w化電路板、或柔性電路 板。在其它實(shí)施方式中，照射源可以位于不同平面，而不是位于例如成像器47上。
優(yōu)選地，接收器12設(shè)置在病人身體外的一個(gè)或更多個(gè)位置，在裝置40的外部，優(yōu) 選地，接收器12包括用于接收圖像和來自于裝置40的其它可能數(shù)據(jù)的天線或天線陣列15、 用于儲存圖像和其它數(shù)據(jù)的接收器存儲單元16、數(shù)據(jù)處理器14、數(shù)據(jù)處理器存儲單元19、 和圖像監(jiān)視器18，圖像監(jiān)視器18用于顯示尤其裝置40傳送并由接收器12記錄的圖像。通 常，接收器12和接收器存儲單元16體積小且便于攜帶，在圖像的記錄過程中病人可以穿在 身上。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理器14、數(shù)據(jù)處理器存儲單元19和監(jiān)視器18是個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站 的一部分，其可以包括元件，例如處理器或控制器21、存儲器(例如存儲單元19或其它存儲 器)、磁盤驅(qū)動(dòng)器和輸入輸出裝置，也可以采用不同的結(jié)構(gòu)。在可替代的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)接 收和存儲元件可采用其它結(jié)構(gòu)。此外，也可以包括用于壓縮數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮模塊。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，裝置例如裝置40可以包括距離參數(shù)測量單元，該距 離參數(shù)測量單元可以包括輻射輸出單元或源，例如專用的準(zhǔn)直輻射源11。在一些實(shí)施方式 中，輻射源11可用于例如測量和/或使體內(nèi)物體的大小和/或體內(nèi)物體距體內(nèi)裝置例如裝 置40的距離的確定成為可能。輻射源可以設(shè)置在裝置體的外部，例如設(shè)置在附加體單元 內(nèi)。也可采用其它元件或成組的元件。輻射源11可以集成在裝置40內(nèi)部，通常在裝置40的至少一側(cè)，但是也可以選擇 性的在其它位置。輻射源11可以周期性地或連續(xù)地發(fā)射光束或結(jié)構(gòu)化的光束，或照射，例 如點(diǎn)、光斑或沿體腔的網(wǎng)格，這些可以通過例如成像器47來成像。輻射源11可以發(fā)射射線， 例如單色光、激光輻射線或白光。輻射源發(fā)射的射線的波長必須在成像器的光譜靈敏度范 圍內(nèi)。輻射源11可以包括例如激光二極管、普通透鏡和/或微型透鏡，可以與二極管/探 測器連接，以使生成和/或接收逐點(diǎn)或結(jié)構(gòu)化的照射成為可能。輻射源11可以包括激光二 極管例如垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。在一些實(shí)施方式中，輻射源11可以包括其它類 型的合適的光源，例如發(fā)光二極管。在一些實(shí)施方式中，可以采用一個(gè)或更多個(gè)輻射源11， 設(shè)置在面上和/或其它位置，例如集成在體內(nèi)裝置40的殼體的內(nèi)邊界上。在一些實(shí)施方式 中，采用一個(gè)輻射源11。在一些實(shí)施方式中，由輻射源發(fā)射的一束光可以被分為幾束光，例 如通過光束分離單元。衍射光學(xué)元件、光束成形單元或其它光學(xué)元件能夠使分離光束或生 成結(jié)構(gòu)化的照射光斑或標(biāo)示成為可能。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以在膠囊上設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)輻射源11并盡可能遠(yuǎn)離 成像器47的中心。輻射源11可以設(shè)置在基板56上沿著例如照射源42。根據(jù)一些實(shí)施方 式，輻射源11可以設(shè)置在基板56的上部，提升例如高于照射源42的平面，更靠近圓蓋54， 例如通過增加支持性元件或間隔元件(未示出)。根據(jù)一些實(shí)施方式，由輻射源11產(chǎn)生并從體腔反射的光斑具有相比照射源單元 (或多個(gè)單元)42發(fā)射的光更高的強(qiáng)度。輻射源傳送的表示照射或光束光斑的圖像數(shù)據(jù)可 被發(fā)射器/接收器43傳送到處理器或控制器單元，例如數(shù)據(jù)處理器14?？商娲?，可以把 處理器或控制器單元設(shè)置在裝置40內(nèi)，例如設(shè)置在發(fā)射器/接收器43或成像器47內(nèi)。該 數(shù)據(jù)可以包括例如物體215的圖像數(shù)據(jù)、圖像的記錄時(shí)間、以及任何其它相關(guān)數(shù)據(jù)，例如強(qiáng) 度、色調(diào)和/或顏色。例如，時(shí)間可來自于體內(nèi)裝置40的主時(shí)鐘，該主時(shí)鐘可以集成于例如 特定用途集成電路(ASIC)內(nèi)，作為發(fā)射器43、接收單元12、或體內(nèi)成像系統(tǒng)100的其它元 件的一部分。在其它實(shí)施方式中，不需要傳送或記錄時(shí)間。數(shù)據(jù)可由接收單元12接收，或 直接傳送到數(shù)據(jù)處理器14。除圖像幀外，可設(shè)置首部(header)，該首部可以包括各種遙測數(shù)據(jù)，例如溫度、PH值、壓力等等。在一些實(shí)施方式中，可在膠囊中設(shè)置激活控制器46，可以在口服膠囊之前或之后 編程。激活控制器46可以是分離的元件，也可以集成于例如ASIC作為發(fā)射器43、接收單元 12、成像器47，或者在體內(nèi)成像裝置40或附加體單元中的任何其它元件的一部分。在一些 實(shí)施方式中，輻射源11可被激活，例如與照射源42共同作用。在一些情況下，每次激活一 個(gè)或更多個(gè)照射源42，同時(shí)激活輻射源11，因此，成像器47獲得體腔區(qū)域的圖像，該體腔區(qū) 域被一個(gè)或更多個(gè)照射源42和輻射源11照射。在一些實(shí)施方式中，可以采用替代的方式來激活輻射源11，例如在成像器的一幀 打開然后在下一幀關(guān)閉。該替代模式有利于最小化電能消耗和/或最小化算法復(fù)雜性。例 如，沒有光斑的圖像可用來向使用者呈現(xiàn)暢通無阻的體內(nèi)圖像。在一些實(shí)施方式中，可用替 代的方式激活或有選擇性地激活一個(gè)或更多個(gè)照射源42。例如，在一幀中可以只激活一個(gè) 照射源42，在下一幀，可以只激活輻射源11。根據(jù)一些實(shí)施方式，裝置內(nèi)的成像器可以捕捉 兩個(gè)連續(xù)的圖像幀，一個(gè)帶有光束光斑而另一個(gè)不帶有光束光斑。為了在連續(xù)幀里捕捉相 同的景象，捕捉這兩個(gè)連續(xù)的圖像所需的時(shí)間非常短，例如是1秒鐘的0. 001，在這個(gè)時(shí)間 段里，可允許最少時(shí)間的體內(nèi)成像裝置的運(yùn)動(dòng)。在這種方式下，兩個(gè)連續(xù)幀的每組可用于獲 得體內(nèi)物體的距離和大小信息，不用把圖像中的光束光斑呈現(xiàn)給使用者?？墒褂闷渌绞?來有選擇性地激活和/或代替輻射源11的激活和/或照射源42。現(xiàn)參考圖2A，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的體內(nèi)成像裝置240的二維示意圖。參 考圖2A，光學(xué)系統(tǒng)通常引用為210，該光學(xué)系統(tǒng)可以包括在例如圖1所示的裝置40中，但是 也可以包括在其它合適的元件中。光學(xué)系統(tǒng)210可以包括例如照射源242、成像器247、以及 一個(gè)或更多個(gè)設(shè)置在觀察圓蓋254后面用于觀察例如目標(biāo)或物體215的透鏡249。光學(xué)系 統(tǒng)210可以包括一個(gè)或更多個(gè)輻射源211，例如準(zhǔn)直光源或激光源，用于測量例如物體215 距體內(nèi)裝置240的距離(例如從圓蓋254)和/或物體215的大小?？梢栽O(shè)置一個(gè)或更多 個(gè)照射源242以及一個(gè)或更多個(gè)輻射源211，例如垂直軸A橫穿照射源242和輻射源211。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，在一個(gè)實(shí)施方式中，圓蓋254可以是凸的或基本上 是凸的且光滑，并從主體和/或裝置240的外殼262沿“向前”(和/或觀察)方向260向外 投射，但請注意“向前”是相對而言的，如在一些實(shí)施方式中，在其穿過體腔時(shí)使用裝置240 的成像部分可以引導(dǎo)或跟隨體內(nèi)成像裝置240的余下部分。通常，圓蓋254提供光學(xué)元件 的例如視場255 (FOV)，光學(xué)元件例如體內(nèi)裝置240的成像器247和透鏡249。例如，根據(jù)環(huán) 境，裝置240可以穿過體腔，這樣成像器247、照射光源242和輻射光源211可以基本上朝向 上游和/或下游的方向，可以設(shè)計(jì)裝置240為使得有兩個(gè)可能的移動(dòng)方向，兩個(gè)方向都基本 平行于裝置240的L軸。移動(dòng)的方向不必平行于縱軸L，也可以采用其它結(jié)構(gòu)(例如球面)。 在一個(gè)實(shí)施方式中，裝置240具有一個(gè)或兩個(gè)可能的移動(dòng)方向(例如下游，或下游和上游)， 向前端可被確定為在裝置的端部，裝置在此移動(dòng)，或其中一個(gè)端部。在一個(gè)實(shí)施方式中，成 像器247的視場255通過光學(xué)系統(tǒng)可以沿著縱軸L并朝向“前”端。通常，裝置240可以收 集物體的圖像，例如物體215，該物體通?？上蚯霸O(shè)置在體內(nèi)成像裝置240的前端(或向后 設(shè)置，如果裝置240可以朝向上游和向下游行進(jìn))，通常達(dá)到140度視角，也可采用其它角 度。通常，物體超越“前”端，例如目標(biāo)或物體215，可以被成像，相對于移動(dòng)方向或裝置240的成像，例如沿縱軸L的方向，通過照射或發(fā)射例如準(zhǔn)直光和/或激光束211’，可以測 量物體215距裝置240 (例如圓蓋254)的距離和/或物體215的大小。現(xiàn)參考圖2B，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，由例如圖2A的體內(nèi)裝置240捕捉的一組 圖像250，260和270。如圖2A和2B所示，點(diǎn)250，，260，和270，可以表示激光束211，在 每個(gè)圖像250，260和270的位置。在一些實(shí)施方式中，可以探測點(diǎn)250，，260，和270，，圍 繞這些點(diǎn)、分別標(biāo)為250”，260”和270”的區(qū)域可采樣并用于測量體內(nèi)物體例如物體215距 體內(nèi)裝置240的距離。激光束211，光斑在圖像中的位置(例如點(diǎn)250，，260，和270，)，在 圖像250，260和270中，根據(jù)捕捉的圖像中的激光束光斑距體內(nèi)裝置240的距離來改變，例 如，激光束211’和體內(nèi)裝置之間的距離越大，激光束的圖像(例如點(diǎn)250’，260’和270’ ) 越接近圖像中的參考點(diǎn)，例如接近圖像的中心(點(diǎn)0)。例如，在圖像250中，該圖像表示在 距體內(nèi)裝置240 (例如距光學(xué)圓蓋254為0mm)A處捕捉的圖像，點(diǎn)250’設(shè)置在距圖像250 的中心(點(diǎn)0)距離A’處。在圖像260中，該圖像表示在距體內(nèi)裝置240(例如距光學(xué)圓蓋 254為10mm)B處捕捉的圖像，點(diǎn)260’設(shè)置在距點(diǎn)0距離B’處(例如A’ >B’)，同時(shí)，在 圖像270中，該圖像表示在距體內(nèi)裝置240 (例如距光學(xué)圓蓋254為20mm) C處捕捉的圖像， 點(diǎn)270’設(shè)置在距點(diǎn)0距離C’處(例如C’ <B’ < A’)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)輻射源 的標(biāo)度(calibration)/結(jié)構(gòu)以及在圖像中的選定的參考點(diǎn)，點(diǎn)260’距選定的參考點(diǎn)0的 距離要大于點(diǎn)250’距點(diǎn)0的距離，例如A’ < B，。通過測量在圖像250，260和270中激光束211，光斑(點(diǎn)250，，260，和270，)和 圖像250，260和270中的任意參考點(diǎn)之間的距離，例如點(diǎn)0(圖像的中心)，可以確定/測 量激光束光斑距體內(nèi)裝置240的距離。例如，點(diǎn)270，(例如激光束211，光斑)和圖像270 中的點(diǎn)0的距離為C’。在典型的實(shí)施方式中，已知輻射源11的位置，已知成像器和輻射源 11之間的距離，激光束指向的角度也是已知的。因此，根據(jù)一些實(shí)施方式，可以測量圖像中 激光光斑(例如點(diǎn)250’，260’和/或270’的坐標(biāo))的位置，并可以使用簡單的三角函數(shù)算 法計(jì)算出激光光斑距體內(nèi)裝置的距離。在理想的實(shí)施方式中，光斑在圖像中的位置足以確 定光斑距體內(nèi)裝置的距離。在典型實(shí)施方式中，可能需要在每個(gè)生產(chǎn)的成像裝置中校準(zhǔn)特 定的體內(nèi)成像裝置參數(shù)，例如輻射源的準(zhǔn)確位置和/或方向，和/或激光束指向的角度。在一些實(shí)施方式中，激光束光斑可以定位在物體215上，這足以計(jì)算到激光束光 斑的距離，從而得到距物體215或目標(biāo)區(qū)域的距離。在其它實(shí)施方式中，激光束光斑不直接 落在物體215上。在一些實(shí)施方式中，一旦確定了在特定圖像中激光束光斑和體內(nèi)成像裝置的距 離，就可以估算出在該圖像中體內(nèi)物體距體內(nèi)成像裝置的距離以及物體的實(shí)際大小。這種 估算可以基于臨近光束光斑的區(qū)域的圖像照明參數(shù)值與接近目標(biāo)物體的區(qū)域的圖像照明 參數(shù)值的比較。為了估算物體215距體內(nèi)裝置240(例如光學(xué)圓蓋254)的距離，尤其是激光束光 斑不會直接落到物體215上之處，與激光束光斑(250’，260’，270’)相關(guān)的區(qū)域的像素可被 采樣，例如圍繞光斑(250”，260”和270”)的區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，采樣的區(qū)域可以包 含位于選定距離的所有像素，例如距離光斑的中心2個(gè)像素。在一些實(shí)施方式中，采樣的區(qū) 域可以包括設(shè)置在距離光斑的中心一定距離的像素組，例如4個(gè)像素。采樣區(qū)域可以包括 若干在光斑附近任意選定的像素，例如距離光斑的邊界1個(gè)像素的像素?？蓪ζ渌鼌^(qū)域采樣，例如包括或不包括特定的顏色/色調(diào)/光照度等級的采樣區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，可以計(jì)算與激光束光斑相關(guān)的選定區(qū)域的采樣像素的圖像照 明參數(shù)?？蓪D像的每個(gè)光斑計(jì)算圖像照明參數(shù)。該圖像照明參數(shù)包括但不限于圖像中選 定區(qū)域的照明等級、圖像中選定點(diǎn)或像素的照明光照度、圍繞激光束光斑的采樣區(qū)域的灰 色等級(或發(fā)光度)和/或從圍繞激光束光斑的組織所反射的光的總量。可照明參數(shù)以例 如坎德拉每平方米(Cd/m2)，勒克斯(cd·^/!!!2)或瓦特每平方米(W/m2)為單位測量圖像 照明參數(shù)。在其它實(shí)施方式中，可以探測/計(jì)算區(qū)域內(nèi)的紅色、綠色、藍(lán)色、紅外線、紫外線 和或其他波長范圍的等級，該區(qū)域與激光束光斑相關(guān)。在一些實(shí)施方式中，可計(jì)算圍繞激光 束光斑的采樣區(qū)域、或與光斑相關(guān)的區(qū)域內(nèi)的單個(gè)點(diǎn)/像素或少量點(diǎn)/像素的圖像照明參 數(shù)?？蓪Ω蟮膮^(qū)域采樣，例如直徑是激光束光斑直徑10倍、圍繞在激光束光斑周圍的區(qū) 域，可以通過例如對所有采樣像素的照射值取平均數(shù)來計(jì)算圖像照明參數(shù)。輻射源或激光可以發(fā)射特定波長范圍的光，例如紅外線波長范圍，通過使用一個(gè) 或更多個(gè)成像器傳感器可以探測圖像照明參數(shù)，例如從組織反射的光的強(qiáng)度，成像器傳感 器例如紅色、藍(lán)色或綠色對紅外線波長范圍敏感的成像器傳感器。由于紅色、藍(lán)色或綠色成 像器傳感器在光譜的紅外部分的敏感性，在談紅色環(huán)境中，例如在體腔，在紅外線波長范圍 內(nèi)使用激光生成激光束光斑是有利的。因?yàn)榄h(huán)境大部分在光譜的紅色部分，所以采用藍(lán)色 成像器傳感器來接收圖像中光束光斑的大部分有效探測是有利的?？梢允褂貌煌膫鞲衅?來探測其它的波長范圍和/或傳感器和/或探測的參數(shù)的比率，例如采用綠色成像器傳感 器探測的參數(shù)與采用藍(lán)色成像器傳感器探測的參數(shù)的比率。在計(jì)算與激光束光斑相關(guān)的區(qū)域的選定的像素的圖像照明參數(shù)后，在與物體215 相關(guān)的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行類似的程序。物體215可由使用者手工識別或者由圖像分析軟件自動(dòng)探 測。可以選定包含在物體215內(nèi)的區(qū)域，例如區(qū)域215’，和/或圍繞物體的選定區(qū)域，例如 215”或以一組像素為界、位于距離物體215的邊界幾毫米的區(qū)域，可以計(jì)算區(qū)域內(nèi)每個(gè)選 定像素的圖像照明參數(shù)值，和/或圖像照明參數(shù)值的平均值。也可以使用選定像素的其它 參數(shù)，例如反射光的顏色強(qiáng)度、色調(diào)、飽和度、發(fā)光度、色度、亮度，和/或光譜特性以及其它 相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)一些實(shí)施方式，組織的亮度、顏色、色調(diào)或飽和度，例如在GI道內(nèi)，可以一致 或?qū)嵸|(zhì)上沿GI道或道的部分一致。例如，組織的顏色大部分可以是同類的。在理想系統(tǒng) 中，照射源的照射會被均勻地分布穿過成像器的視場。但是，在一些實(shí)施方式中，由于分離 的照射單元例如幾個(gè)發(fā)光二極管，照射不是均勻地穿過成像器的視場。特定區(qū)域在亮度、顏 色、色調(diào)、色度或飽和度上存在的差異可能由于照射特性(例如距照射源或罩的距離)的不 同，以及/或可以指示出組織的病變或特定區(qū)域。例如圖像的中心點(diǎn)相比位于圖像邊緣附 近的點(diǎn)會被照射的更亮。在使用照明等級計(jì)算體內(nèi)物體距離和大小時(shí)，優(yōu)選地要移除由于 照射源的特性和結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的圖像像素照明等級的差異，例如通過生成圖像的照射圖來移除 差異，例如通過校準(zhǔn)每個(gè)像素的照明等級。根據(jù)一些實(shí)施方式，組織在體內(nèi)圖像的照明等級可與組織距體內(nèi)成像裝置的距離 相關(guān)。例如，如果組織距體內(nèi)成像裝置較遠(yuǎn)，反射回成像器的光的總量就會降低。因此，知 道，例如1.圖像中目標(biāo)光斑(或點(diǎn))距體內(nèi)裝置的距離以及與該光斑相關(guān)的照明等級；
2.圖像中與體內(nèi)物體相關(guān)的照明等級；3.在圖像中物體捕捉的像素的數(shù)量；以及4.在體內(nèi)裝置中光學(xué)系統(tǒng)的放大和/或失真，可以測量并計(jì)算被體內(nèi)裝置例如 裝置240成像的體內(nèi)物體或目標(biāo)點(diǎn)的大小。例如，這種大小的估算可以通過處理和/或顯 示系統(tǒng)提供給使用者。對于許多醫(yī)療用途，通過上述說明所提供的物體的大小范圍是足夠 的。因此，對病變大小的了解可以使醫(yī)生或其他根據(jù)本發(fā)明的使用者決定治療的緊迫性，治 療的類型，以及治療所需要的工具成為可能。例如探測到的病變的大小，例如息肉、侵蝕斑 (lesion)、腫塊、囊腫、迷芽瘤、錯(cuò)構(gòu)瘤、組織畸形或結(jié)節(jié)，可能與其惡性腫瘤有關(guān)。圖2C描述了可根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式計(jì)算的一個(gè)距離曲線圖示例。根據(jù)一個(gè) 實(shí)施方式，可測量描述最初的(或校準(zhǔn)的)每個(gè)像素的圖像照明參數(shù)值的照射或灰度等級 圖。區(qū)域的圖像照明參數(shù)值(X)與該區(qū)域距成像裝置的距離之間的關(guān)系(F(X))可以基于 靠近激光束光斑的照明等級和計(jì)算出的距成像裝置的距離來計(jì)算。這種關(guān)系的一個(gè)示例顯 示在圖2C中?？山@示了計(jì)算的圖像照明參數(shù)與物體距體內(nèi)成像裝置的估算距離之間 的關(guān)系的曲線圖，例如圖2C中所示的曲線圖。在函數(shù)的計(jì)算中可使用不同的圖像照明參 數(shù)。例如，使用單一輻射源光斑的多個(gè)圖像，或優(yōu)選地，使用多個(gè)輻射源光斑的圖像，例如根 據(jù)圖2B中所描述和顯示的方法，輻射源光斑的每個(gè)給定的照明參數(shù)值(X)，計(jì)算距離函數(shù) F(X)。因此，一旦計(jì)算出距離函數(shù)F(X)，可從函數(shù)中推導(dǎo)出裝置捕捉的圖像中的任何點(diǎn)的距 離?？筛鶕?jù)特定的體內(nèi)成像裝置參數(shù)的不同結(jié)構(gòu)或校準(zhǔn)改變曲線圖函數(shù)。成像裝置的裝置校準(zhǔn)參數(shù)，例如照明方式的校準(zhǔn)參數(shù)、照明力度或強(qiáng)度、和/或照 射源的光彌散和/或輻射源的校準(zhǔn)參數(shù)可以儲存在體內(nèi)成像裝置和/或轉(zhuǎn)送到接收單元和 /或工作站。在一些實(shí)施方式中，輻射源光斑的估算位置參數(shù)可以是校準(zhǔn)參數(shù)。光學(xué)系統(tǒng)失 真校準(zhǔn)參數(shù)可以提供有關(guān)光學(xué)系統(tǒng)引起圖像失真的信息。也可以采用其它參數(shù)?，F(xiàn)在參照圖3A，圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的輻射源單元311的側(cè)視 圖。輻射源單元311可以包括諸如垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)的激光二極管310， 例如具有與普通“邊緣發(fā)射器”相比較從其表面發(fā)射光的垂直空腔的激光器。根據(jù)一些實(shí) 施方式，輻射源單元可以包括光束成形單元如微型光學(xué)元件，例如準(zhǔn)直透鏡309和用于支 撐的透鏡支架308，例如透鏡309。根據(jù)一些實(shí)施方式，輻射源單元可以包括光束分離單元 306，如微型光學(xué)光束分離元件，例如衍射光學(xué)元件。光束分離單元306可以把激光束分離 成幾個(gè)分離的光束，例如三個(gè)光束可以產(chǎn)生三個(gè)光斑，這可以用來計(jì)算圖像中三個(gè)不同距 離的測量。通過開關(guān)或控制器，可以有選擇性地激活分離的光束，例如通過使用激活控制器 46(如圖1所示)。光束分離單元306可以把輻射光束分離為若干光束。光束分離單元306 可以與校準(zhǔn)透鏡309和/或輻射源單元311的其它元件集成。在一些實(shí)施方式中，光束分 離單元306可以制造出可干擾光束光斑的雜散光束，且導(dǎo)致使圖像分析或大小的計(jì)算更為 復(fù)雜。根據(jù)一些實(shí)施方式，除了光束分離單元306，還包括阻斷元件305。阻斷元件305 可以阻止可穿過光束分離單元306的雜散光束?？梢圆捎脙?nèi)置的間隔元件(未示出)作為透鏡309的一部分或作為分離的元件， 間隔元件可用來集中、聚集和/或集聚一個(gè)或更多個(gè)光束。光束成形單元(未示出)可生 成結(jié)構(gòu)化的光束光斑。輻射源單元311可由若干分離的組裝元件構(gòu)成，或可制造為一體元件。圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的典型的阻斷元件的俯視圖。阻斷元件可 由不透明材料制成并可具有若干個(gè)透明的開口或孔以允許光線通過，例如準(zhǔn)直光束或激光 束。孔可以是圓形的，也可以是其它形狀。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的方法的一系列步驟。在步驟400中，圖像 包括同一個(gè)或更多個(gè)從體內(nèi)成像裝置接收的激光束光斑。在一些實(shí)施方式中，其它輻射源， 例如準(zhǔn)直光或其它電磁輻射，可用于生成圖像中的一個(gè)或更多個(gè)光斑。在一些實(shí)施方式中， 光斑可以出現(xiàn)在一個(gè)圖像中，物體可以出現(xiàn)在另一個(gè)圖像中。兩個(gè)(或更多的)圖像可以 用于計(jì)算或估算物體的大小，例如通過使用已知的圖像配準(zhǔn)技術(shù)(用于相同或大致相同的 的景象的圖像的校準(zhǔn))把兩個(gè)圖像組合為一個(gè)圖像。可以設(shè)置在成像裝置內(nèi)部或外部，例如設(shè)置在接收器或作為工作站處理單元的一 部分的處理器接收體內(nèi)圖像數(shù)據(jù)并探測激光束光斑或其內(nèi)部的光斑。根據(jù)一些實(shí)施方式， 可使用大量激光束光斑(例如10個(gè)光斑)來提高計(jì)算/估算體內(nèi)物體大小的準(zhǔn)確性。為 在圖像中制造若干光斑，組合若干輻射源和/或把光束分離為幾個(gè)光束是有利的。在步驟 402中，處理器可以例如自動(dòng)地探測或識別圖像中的目標(biāo)物體，例如病變。在一些實(shí)施方式 中，使用者，例如醫(yī)生，可以手工識別目標(biāo)物體，例如通過點(diǎn)擊其上的鼠標(biāo)。在步驟410中，使用處理器來計(jì)算體內(nèi)成像裝置的圓蓋與激光束光斑之間的距 離。距離的計(jì)算基于圖像中激光束光斑的位置完成，例如使用圖2B中所描述的方法。在步 驟420中，計(jì)算選定圖像的像素的灰度等級和/或照明強(qiáng)度和/或其它照明參數(shù)，例如在激 光束光斑的附近區(qū)域或周圍。可對激光光斑圖像附近的單個(gè)的點(diǎn)或像素計(jì)算照明參數(shù)。在 步驟430中，計(jì)算圖像中，例如在物體的附近區(qū)域或周圍和/或直接在體內(nèi)物體上的區(qū)域 中，選定的像素的灰度等級、照明強(qiáng)度和/或其它照明、顏色范圍、色調(diào)和/或飽和度參數(shù)。接著，在步驟440中計(jì)算從體內(nèi)成像裝置到體內(nèi)物體的距離，例如比較計(jì)算出的 激光光斑圖像附近的像素的照明參數(shù)值與計(jì)算出的物體附近的像素的照明參數(shù)值。在步驟 450中，采用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的數(shù)據(jù)處理器可以自動(dòng)探測體內(nèi)物體的區(qū)域，或者使用者 可以通過例如拖動(dòng)鼠標(biāo)圍繞在圖像中顯示的體內(nèi)物體來指定目標(biāo)區(qū)域，或者通過選定物體 邊界的中心點(diǎn)，或者通過其它的輸入方法，例如使用觸摸屏來標(biāo)示物體。在步驟460中，例 如可以根據(jù)用于描述圖像中的體內(nèi)物體的像素的數(shù)量計(jì)算的體內(nèi)物體距體內(nèi)裝置的距離 以及體內(nèi)裝置的光學(xué)系統(tǒng)的放大和/或失真來計(jì)算體內(nèi)物體的大小或其它結(jié)果?？梢越o使 用者呈現(xiàn)例如體內(nèi)物體的估算的大小和/或距離，例如在工作站上或接收器上呈現(xiàn)。在另 一個(gè)實(shí)施方式中，使用者可以僅標(biāo)示出病變的中心，計(jì)算軟件會自動(dòng)提供體內(nèi)物體或選定 的病變的估算的大小。通過例如把體內(nèi)成像裝置的光學(xué)系統(tǒng)的中心點(diǎn)作為軸的原點(diǎn)，可以計(jì)算圖像中選 定像素的估算的三維(X，Y，Z)坐標(biāo)，例如每個(gè)描述體內(nèi)物體的像素，或物體里包含的每個(gè) 像素。在步驟470中，生成體內(nèi)物體的模型圖并呈現(xiàn)給使用者，例如包含體內(nèi)物體的三維信 息的模型圖。也可給使用者呈現(xiàn)其它的模型或信息，例如與物體相關(guān)的模型圖和/或其它 三維信息可以使從與由成像裝置捕捉的圖像的角度相比不同的角度顯示物體的虛擬或計(jì) 算的圖像成為可能。還可以顯示從不同角度顯示物體的成像裝置的虛擬運(yùn)動(dòng)。也可以采用 其它步驟或系列步驟。
在一些實(shí)施方式中，激光器或其它輻射源生成的光斑在圖像中是可見的。例如通 過圖像處理技術(shù)如外插或修勻光斑后面組織的顏色/質(zhì)地的不同，可以移除該光斑。也可 采用其它移除光斑的方法。在一些實(shí)施方式中，例如使用替代的輻射源激活，在大小分析數(shù) 據(jù)的提煉后，可不再使用帶有光斑的圖像，只把不帶光斑的圖像呈現(xiàn)給使用者。使用本發(fā)明的實(shí)施方式的體內(nèi)成像系統(tǒng)的使用者可以例如估算監(jiān)視器或其它圖 像顯示裝置上顯示的物體的大小。這種估算測量可以是手動(dòng)的，也可以是自動(dòng)的。例如，通 過測量使用者已知的顯示在監(jiān)視器上的物體的尺寸、體內(nèi)裝置的光學(xué)系統(tǒng)的放大和/或失 真、以及物體距體內(nèi)裝置的距離，可以估算出物體的大小?？商娲?，這種估算可以自動(dòng)完成。例如，使用者可以在顯示上選擇兩個(gè)點(diǎn)(例 如通過鼠標(biāo)或其它具有處理單元的用戶界面)，可能對應(yīng)物體的邊緣，并且可提供數(shù)據(jù)處理 器，例如物體的大小。也可采用其它輸入使用者物體的指示的和輸出大小或大小范圍的方 法?？商娲模捎脭?shù)據(jù)處理器或其它單元來探測目標(biāo)物體，例如使用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù) 識別的疑似病變。這特別的有用，例如對病變?yōu)橐欢ù笮》秶?例如0.5mm至1.5mm)的息 肉的診斷不同于對更大大小范圍(例如Icm至3cm)的息肉的診斷。因此，在這個(gè)示例中， 使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，甚至是大小的范圍也對診斷一種類型的息肉或其它病變具有 幫助作用。圖5A示出了向使用者顯示的圖像中的物體550的示例，作為監(jiān)視器顯示的一個(gè)示 例。使用者可以手動(dòng)選定體內(nèi)目標(biāo)物體，例如通過鼠標(biāo)或其它輸入裝置的使用，和/或自動(dòng) 探測，例如通過圖像分析處理。圖5B至圖5F示出了模型圖的不同示例，例如二維或三維模型圖，可以添加到圖像 中選定的物體并顯示給使用者。模型可以為使用者提供有關(guān)選定物體形狀、方式、形式或結(jié) 構(gòu)的附加信息。圖5B至圖5F與圖5A所示的物體相同。圖5B示出了模型圖示例，其可以幫助醫(yī)生或查看者對體內(nèi)物體和/或體內(nèi)物體的 大小進(jìn)行查看。使用者可以標(biāo)示出在物體上或在物體的中心500附近的將要測量的一個(gè) 點(diǎn)，例如息肉?？梢杂?jì)算圖像的平滑，例如弄平顏色和/或不規(guī)則的照明。如果體腔不清潔， 例如可忽略帶有渾濁介質(zhì)的圖像像素。成像裝置的裝置校準(zhǔn)參數(shù)可以用來計(jì)算圍繞圖像中 標(biāo)示點(diǎn)的每個(gè)選定像素的三維坐標(biāo)(X，Y，Z)?？梢越脑擖c(diǎn)的距離圖，畫出從標(biāo)示點(diǎn)500 開始例如1毫米的等距離輪廓線(501，502)，生成類似地形圖的三維表示圖。體內(nèi)物體的一 個(gè)面的長度可以沿物體的模型圖的三維表示圖的表面進(jìn)行測量，從而獲得物體的完整或部 分圓周長度。圖5C示出了模型圖的另一個(gè)示例，以添加到體內(nèi)物體的圖像中的表面參照尺510 的形式。使用者可以在體內(nèi)物體上或圖像中的其它點(diǎn)中選定兩個(gè)點(diǎn)，例如點(diǎn)511和512，然 后把表面參照尺添加到圖像中。表面參照尺上的每個(gè)比例標(biāo)示代表例如1毫米。比例標(biāo)示 中不等的空間可以幫助查看者理解選定物體的三維形狀和/或表面形狀。在一些實(shí)施方式 中，可以自動(dòng)添加表面參照尺，例如在選定的和/或探測的體內(nèi)物體的計(jì)算出的最長的可 見的面。圖5D示出了模型圖的另一個(gè)示例，用上述類似方法，以類似前面所描述的方法生 成的柵格或網(wǎng)格(520，521)的形式。柵格/網(wǎng)格為使用者提供了附加信息，例如有關(guān)物體 的三維面的健康護(hù)理人員。例如，每條縱向線之間的距離為1毫米，每條橫向線之間的距離為1毫米。線之間也可采用其它距離。一個(gè)方向的線之間的距離可以不同于其它方向的線 之間的距離。在一些實(shí)施方式中，使用者可以圍繞病變畫線，或點(diǎn)擊病變以對其進(jìn)行標(biāo)示。 在其它實(shí)施方式中，可以通過圖像處理算法自動(dòng)探測病變。圖5E示出了模型圖的另一個(gè)示例，以添加到體內(nèi)物體的圖像中的直徑參照尺530 的形式。類似圖6C所描述的方法，使用者可以在體內(nèi)物體上或在圖像中的其它的點(diǎn)選擇兩 個(gè)點(diǎn)，然后把直徑參照尺530添加到圖像。例如，直徑參照尺上的每個(gè)比例標(biāo)示描述1毫 米。比例標(biāo)示之間的間距是一致的，用于描述圖像中兩個(gè)選定的和/或探測的點(diǎn)之間的距 離。例如，可用直徑參照尺530測量選定物體的直徑。圖5F示出了模型圖的另一個(gè)示例，以添加到體內(nèi)物體的圖像的測量參照尺的形 式?？梢宰詣?dòng)地或根據(jù)接收到的使用者的請求呈現(xiàn)給使用者估算的體內(nèi)物體的實(shí)際大小。雖然本發(fā)明只描述了數(shù)量有限的實(shí)施方式，應(yīng)察知可作出本發(fā)明的各種變形、修 改以及其它應(yīng)用。本發(fā)明的實(shí)施方式可以包括在此用于執(zhí)行計(jì)算和操作的設(shè)備。這些設(shè) 備可能是專門為預(yù)期目的制造的或可包括有選擇性地由存儲在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序激 活或重新設(shè)置的通用目的的計(jì)算機(jī)。這樣的計(jì)算機(jī)程序可以存儲在計(jì)算機(jī)的可讀存儲介質(zhì) 中，例如，但不限于此，可為任何類型的磁盤包括軟盤、光盤、CD-ROMs、磁光盤，只讀存儲器 (ROMs)、隨機(jī)存儲器(RAMs)、電可編程序只讀存儲器(EPROMs)、電可擦可編程序只讀存儲 器(EEPROMs)、磁片卡或光卡，或任何適用于存儲電子指示的介質(zhì)的其他類型。本文說明的過程不內(nèi)在的與任何特定計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備有關(guān)。根據(jù)本文教導(dǎo)，可 以使用各種通用目的的系統(tǒng)，或?yàn)榉奖憬ㄔ旄囟ǖ脑O(shè)備用于執(zhí)行預(yù)期的方法。本發(fā)明實(shí) 施方式中出現(xiàn)了用于各種這樣系統(tǒng)的預(yù)期結(jié)構(gòu)。此外，未參照任何特定的程序語言描述本 發(fā)明的實(shí)施方式。應(yīng)察知可用各種不同的程序語言來實(shí)現(xiàn)如本文所描述的本發(fā)明的教導(dǎo)。除非有特殊的相反說明，從本文的討論，顯而易見的是，在整個(gè)說明書的討論中， 對例如“估算”、“處理”、“計(jì)算機(jī)計(jì)算”、“計(jì)算”、“判定”等術(shù)語的使用通常是指計(jì)算機(jī)或計(jì) 算系統(tǒng)，或類似的電子計(jì)算裝置(例如“片上計(jì)算機(jī)”或ASIC)的行為和/或處理，其操縱 和/或轉(zhuǎn)換在計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器中表示為物理量(例如電量)的數(shù)據(jù)，為與 計(jì)算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其他這樣的信息存儲、傳送或顯示裝置中類似地表示為物理 量的其它數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道本發(fā)明不限于在本文特別顯示出和描述出的內(nèi)容。相 反，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
一種估算體內(nèi)物體距體內(nèi)成像裝置的距離的方法，包括接收來自所述成像裝置的體內(nèi)圖像，所述圖像包括光束光斑和體內(nèi)物體；估算從所述光束光斑到所述成像裝置的距離；從所述圖像選擇第一像素，所述第一像素與所述光束光斑相關(guān)；從所述圖像選擇第二像素，所述第二像素與所述物體相關(guān)；計(jì)算所述第一和第二像素的圖像照明參數(shù)值；以及基于所述圖像照明參數(shù)值，估算所述物體距所述成像裝置的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇所述第一像素的標(biāo)準(zhǔn)不同于選擇所述第二 像素的標(biāo)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一像素選自于所述光束光斑周圍區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二像素選自于所述物體周圍區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二像素選自于包含在所述物體中的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述圖像照明參數(shù)選自于由灰度等級、照明強(qiáng) 度等級、發(fā)光度、飽和度、亮度、顏色強(qiáng)度、色度及色調(diào)組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，輻射源是激光源或準(zhǔn)直光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述輻射源是VCSEL。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括選擇性地激活輻射源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 計(jì)算描述所述圖像中所述物體的若干像素；以及 計(jì)算所述物體的估算大小。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括 建立所述物體的模型圖；以及把所述模型圖呈現(xiàn)給使用者。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括 添加有關(guān)所述物體的三維信息到所述圖像；以及 把所述三維信息呈現(xiàn)給使用者。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括校準(zhǔn)裝置參數(shù)，并使用所述校準(zhǔn)的參數(shù)細(xì)化所估算的所述物體距所述成像裝置的距罔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述裝置參數(shù)為光學(xué)系統(tǒng)失真參數(shù)、裝置照明 參數(shù)、或估算的輻射源光斑的位置參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括傳送所述裝置參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括從所述圖像移除所述光束光斑。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述圖像中識別所述物體。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述物體是病變。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述圖像包括多個(gè)光束光斑。
全文摘要
一種用于捕捉體內(nèi)圖像，允許圖像中物體的大小和距離估算的裝置及方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了在體內(nèi)裝置中、至少一個(gè)成像器、用于給成像器提供照明的照射光源、在體腔中發(fā)射例如光束或激光束的輻射源、以及基于圖像照明參數(shù)值計(jì)算體腔內(nèi)物體的大小的估算的處理器。
文檔編號A61B5/06GK101902961SQ200880119880
公開日2010年12月1日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者哈蓋·克努皮尼克, 拉斐爾·拉賓諾維茨, 諾姆·麥得林格, 阿米特·帕斯卡 申請人:基文影像公司