本發(fā)明涉及醫(yī)療電子內(nèi)窺鏡成像檢查技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多光譜內(nèi)窺鏡成像裝置。

背景技術(shù)：

用于手術(shù)及其他醫(yī)學(xué)目的的內(nèi)窺鏡成像裝置一般包括內(nèi)窺鏡鏡體、光源及圖像處理單元（CCU）。其中內(nèi)窺鏡鏡體是部分插入人體內(nèi)部的，提供光路載體及器械通道，光源主要提供體內(nèi)照明，圖像處理單元（CCU）是圖像處理的關(guān)鍵部件。通過成像裝置獲得的成像信號(hào)經(jīng)過圖像處理單元（CCU）預(yù)定的圖像處理技術(shù)處理成為成像圖像顯示在監(jiān)視器上。由此，操作者可以通過觀看監(jiān)視器上顯示的圖像來觀察身體的內(nèi)部。

所述內(nèi)窺鏡成像裝置用于術(shù)前或術(shù)中觀察體內(nèi)各種部位。觀察不同部位的內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)和尺寸有所區(qū)別，但原理相同，且光源與圖像處理單元（CCU）可通用。

人體組織的不同特性，它們對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感性不同，為更好地區(qū)別不同組織或在監(jiān)視器上顯示不同組織甚至不同組織的不同病變，需要借助窄帶光譜識(shí)別。但是現(xiàn)有的技術(shù)中，有的是使用波長(zhǎng)與空間位置相關(guān)的分光成像技術(shù)，利用多擋片移動(dòng)來選取不同波長(zhǎng)的像用于顯示成像，但是這種成像方式光的能量利用率低，成像分辨率不高，而且光路設(shè)計(jì)很繁瑣，難以滿足內(nèi)窺鏡高清成像的發(fā)展需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種不僅光的能量利用率高，成像分辨率高，而且光路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的多光譜內(nèi)窺鏡成像裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多光譜內(nèi)窺鏡成像裝置，包括內(nèi)窺鏡頭、CMOS攝像組件、圖像處理單元、顯示單元、存儲(chǔ)單元和光源部件；其中：

所述內(nèi)窺鏡頭與CMOS攝像組件可拆卸連接，所述內(nèi)窺鏡頭提供光路通道，其端部直接進(jìn)入人體待測(cè)的組織區(qū)域，所述光源部件，用于提供至少涵蓋可見光波長(zhǎng)及近紅外波長(zhǎng)范圍的連續(xù)光譜的照明光；

所述CMOS攝像組件、顯示單元和存儲(chǔ)單元分別與圖像處理單元相應(yīng)的連接端連接，所述CMOS攝像組件，用于根據(jù)內(nèi)窺鏡頭傳輸?shù)娜梭w待測(cè)的組織區(qū)域的反射光得到組織圖像，所述圖像處理單元，用來傳輸并處理組織圖像，所述顯示單元，用來顯示組織圖像，所述存儲(chǔ)單元用來存儲(chǔ)組織圖像；

其創(chuàng)新點(diǎn)在于：

還包括窄帶濾光片色輪，所述窄帶濾光片色輪，用于從所述光源部件濾出不同光譜的窄帶光，且所述不同光譜的窄帶光連續(xù)覆蓋所述光源部件提供的照明光的全部光譜及近紅外光譜范圍；

色輪伺服電機(jī)，所述色輪伺服電機(jī)，用于控制窄帶濾光片色輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)，用于控制圖像處理單元和色輪伺服電機(jī)；

所述窄帶濾光片色輪與色輪伺服電機(jī)傳動(dòng)連接，且光源部件設(shè)在窄帶濾光片色輪的一側(cè)，所述色輪伺服電機(jī)和圖像處理單元分別與控制機(jī)構(gòu)連接；

所述窄帶濾光片色輪包括窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的圓周方向上設(shè)有多個(gè)不同窄帶濾光片，且窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的中心具有可通過全光譜光源的通光孔，所述色輪伺服電機(jī)用于選擇控制所述窄帶濾光色輪的窄帶光濾光片進(jìn)入或者退出所述光源部件提供的照明光的光路。

在上述技術(shù)方案中，所述窄帶濾光片色輪濾出窄帶光的波長(zhǎng)帶寬在20~40納米范圍內(nèi)。

在上述技術(shù)方案中，所述窄帶濾光片色輪濾出窄帶光的波長(zhǎng)帶寬為30納米。

在上述技術(shù)方案中，所述窄帶濾光色輪，用于從所述光源部件濾出近紅外、紅、綠、藍(lán)不同光譜的光。

在上述技術(shù)方案中，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的圓周方向上設(shè)有3個(gè)不同窄帶濾光片，每個(gè)窄帶濾光片均可過濾至少4個(gè)獨(dú)立的窄帶光譜，且至少4個(gè)獨(dú)立的窄帶光譜的波長(zhǎng)帶寬范圍不完全相同。

在上述技術(shù)方案中，還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一軸承座、第二軸承座、主同步帶輪和從同步帶輪，所述主同步帶輪設(shè)在第一軸承座上，從同步帶輪設(shè)在第二軸承座上，所述色輪伺服電機(jī)的輸出軸與主同步帶輪傳動(dòng)連接，窄帶濾光片色輪設(shè)在從同步帶輪上，且主同步帶輪和從同步帶輪通過同步帶傳動(dòng)連接。

在上述技術(shù)方案中，所述光源部件采用的是高亮度LED冷光源，且光源部件的光輸出端與窄帶濾光片色輪連接。

在上述技術(shù)方案中，所述CMOS攝像組件包括光學(xué)接口、攝像頭和數(shù)據(jù)傳輸線，所述內(nèi)窺鏡頭通過卡扣與光學(xué)接口的一端可拆卸連接，攝像頭和數(shù)據(jù)傳輸線同時(shí)與光學(xué)接口的另一端連接，所述內(nèi)窺鏡頭與光源部件通過導(dǎo)光束連接。

在上述技術(shù)方案中，所述光源部件提供的照明光為包括紅外光在內(nèi)的全光譜光源，且波長(zhǎng)帶寬在400~900nm 范圍內(nèi)。

在上述技術(shù)方案中，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的通光孔是圓形通光孔。

本發(fā)明所具有的積極效果是：采用本發(fā)明還包括窄帶濾光片色輪，所述窄帶濾光片色輪，用于從所述光源部件濾出不同光譜的窄帶光，且所述不同光譜的窄帶光連續(xù)覆蓋所述光源部件提供的照明光的全部光譜及近紅外光譜范圍；色輪伺服電機(jī)，所述色輪伺服電機(jī)，用于控制窄帶濾光片色輪轉(zhuǎn)動(dòng)；控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)，用于控制圖像處理單元和色輪伺服電機(jī)；所述窄帶濾光片色輪與色輪伺服電機(jī)傳動(dòng)連接，且光源部件設(shè)在窄帶濾光片色輪的一側(cè)，所述色輪伺服電機(jī)和圖像處理單元分別與控制機(jī)構(gòu)連接；所述窄帶濾光片色輪包括窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的圓周方向上設(shè)有多個(gè)不同窄帶濾光片，且窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤的中心具有可通過全光譜光源的通光孔，所述色輪伺服電機(jī)用于選擇控制所述窄帶濾光色輪的窄帶光濾光片進(jìn)入或者退出所述光源部件提供的照明光的光路；本發(fā)明在多個(gè)不同窄帶濾光片作用下，能夠以30幀/秒獲得16個(gè)不同波長(zhǎng)的多光譜圖像，其幀率相當(dāng)于480幀/秒，與已有的技術(shù)相比，例如NBI技術(shù)它僅能實(shí)現(xiàn)2種波段30幀/秒的成像，而本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)16種波段30幀/秒的多光譜高幀率成像，大大優(yōu)于目前的多光譜成像裝置幀率。本發(fā)明可以以多種可變光譜形式提供病變組織和正常組織的多光譜圖像數(shù)據(jù)，一系列窄帶光可根據(jù)臨床需求從所述照明光的可見光譜和近紅外光譜范圍內(nèi)選取濾出特定窄帶光譜，實(shí)時(shí)選擇提供最佳的病變組織與正常組織有明顯視覺差異的組織成像，降低醫(yī)生分辨病變組織與正常組織的難度，方便醫(yī)生手術(shù)過程中的判定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種具體實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的原理方框示意圖；

圖3是本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1中的窄帶濾光片色輪結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及給出的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。

如圖1、2、3、4所示，一種多光譜內(nèi)窺鏡成像裝置，包括內(nèi)窺鏡頭1、CMOS攝像組件2、圖像處理單元3、顯示單元4、存儲(chǔ)單元5和光源部件6；其中：

所述內(nèi)窺鏡頭1與CMOS攝像組件2可拆卸連接，所述內(nèi)窺鏡頭1提供光路通道，其端部直接進(jìn)入人體待測(cè)的組織區(qū)域，所述內(nèi)窺鏡頭1用于將所述光源部件6和窄帶濾光片色輪7濾光導(dǎo)入組織；

所述光源部件6，用于提供至少涵蓋可見光波長(zhǎng)及近紅外波長(zhǎng)范圍的連續(xù)光譜的照明光，其顯色指數(shù)符合國(guó)標(biāo)要求；

所述CMOS攝像組件2、顯示單元4和存儲(chǔ)單元5分別與圖像處理單元3相應(yīng)的連接端連接，所述CMOS攝像組件2，用于根據(jù)內(nèi)窺鏡頭1傳輸?shù)娜梭w待測(cè)的組織區(qū)域的反射光得到組織圖像，所述圖像處理單元3，用來傳輸并處理組織圖像，所述顯示單元4，用來顯示組織圖像，所述存儲(chǔ)單元5用來存儲(chǔ)組織圖像；

即所述圖像處理單元3、顯示單元4，用于采集、傳輸、優(yōu)化圖像信號(hào)并顯示所述圖像；

還包括窄帶濾光片色輪7，所述窄帶濾光片色輪7，用于從所述光源部件6濾出不同光譜的窄帶光，且所述不同光譜的窄帶光連續(xù)覆蓋所述光源部件6提供的照明光的全部光譜及近紅外光譜范圍，即窄帶濾光片色輪7用于從所述光源部件6濾出一系列窄帶光，所述一系列窄帶光不間斷覆蓋所述照明光的全部光譜及近紅外光譜范圍；

色輪伺服電機(jī)8，所述色輪伺服電機(jī)8，用于控制窄帶濾光片色輪7轉(zhuǎn)動(dòng)；

控制機(jī)構(gòu)9，所述控制機(jī)構(gòu)9，用于控制圖像處理單元3和色輪伺服電機(jī)8；

所述窄帶濾光片色輪7與色輪伺服電機(jī)8傳動(dòng)連接，且光源部件6設(shè)在窄帶濾光片色輪7的一側(cè)，所述色輪伺服電機(jī)8和圖像處理單元3分別與控制機(jī)構(gòu)8連接；

所述窄帶濾光片色輪7包括窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1的圓周方向上設(shè)有多個(gè)不同窄帶濾光片7-2，且窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1的中心具有可通過全光譜光源的通光孔7-1-1，所述色輪伺服電機(jī)8用于選擇控制所述窄帶濾光色輪7的窄帶光濾光片7-2進(jìn)入或者退出所述光源部件6提供的照明光的光路。

本發(fā)明所述窄帶濾光片色輪7濾出窄帶光的波長(zhǎng)帶寬在20~40納米范圍內(nèi)。所述窄帶濾光片色輪7濾出窄帶光的波長(zhǎng)帶寬為30納米。

所述窄帶濾光色輪7，用于從所述光源部件6濾出近紅外、紅、綠、藍(lán)不同光譜的光。所述控制機(jī)構(gòu)9控制色輪伺服電機(jī)8動(dòng)作，這樣，所述色輪伺服電機(jī)8選擇控制窄帶濾光色輪7上的不同濾片進(jìn)入所述光路。

所述窄帶濾光片色輪7，色輪伺服電機(jī)8及控制機(jī)構(gòu)9一起快速選擇濾過光源部件6帶寬在20~40納米之間不同波長(zhǎng)的窄帶光譜對(duì)體內(nèi)組織提供照明，并按一定順序控制不同的窄帶濾光片7-2進(jìn)入或退出顯示光路，以保證不同部位被觀察組織得到清晰的顯示。

如圖4所示，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1的圓周方向上設(shè)有3個(gè)不同窄帶濾光片7-2，每個(gè)窄帶濾光片7-2均可過濾至少4個(gè)獨(dú)立的窄帶光譜，且至少4個(gè)獨(dú)立的窄帶光譜的波長(zhǎng)帶寬范圍不完全相同。即所述窄帶濾光片色輪7的窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1沿圓周方向安裝3個(gè)不同窄帶濾光片，每個(gè)濾光片均可過濾至少4個(gè)獨(dú)立的窄帶光譜，且該獨(dú)立的窄帶光譜波長(zhǎng)帶寬范圍不完全相同，以保證圖像顯示的多樣性。

如圖3所示，為了使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加合理、緊湊，以及確保窄帶濾光片色輪7轉(zhuǎn)動(dòng)精確性高，本發(fā)明還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括第一軸承座10-1、第二軸承座10-2、主同步帶輪10-3和從同步帶輪10-4，所述主同步帶輪10-3設(shè)在第一軸承座10-1上，從同步帶輪10-4設(shè)在第二軸承座10-2上，所述色輪伺服電機(jī)8的輸出軸與主同步帶輪10-3傳動(dòng)連接，窄帶濾光片色輪7設(shè)在從同步帶輪10-4上，且主同步帶輪10-3和從同步帶輪10-4通過同步帶傳動(dòng)連接。

所述光源部件6采用的是高亮度LED冷光源，且光源部件6的光輸出端與窄帶濾光片色輪7連接。

如圖1所示，所述CMOS攝像組件2包括光學(xué)接口、攝像頭和數(shù)據(jù)傳輸線，所述內(nèi)窺鏡頭1通過卡扣與光學(xué)接口的一端可拆卸連接，攝像頭和數(shù)據(jù)傳輸線同時(shí)與光學(xué)接口的另一端連接，所述內(nèi)窺鏡頭1光源部件6通過導(dǎo)光束1-1連接。

其中，所述CMOS攝像組件2的光學(xué)接口用于變焦或定焦，所述光學(xué)接口前端與內(nèi)窺鏡頭1以卡扣形式連接，方便拆裝更換不同的內(nèi)窺鏡頭1，所述光學(xué)接口后端與攝像頭（CCU）、數(shù)據(jù)傳輸線以光學(xué)C接口連接，方便實(shí)際操作時(shí)調(diào)節(jié)焦距等光學(xué)參數(shù)以達(dá)到最佳顯示效果。

本發(fā)明所述圖像處理單元3是決定本發(fā)明圖像顯示效果的核心部件之一，包括但不限于對(duì)常規(guī)可見光譜、窄帶光譜等概念的處理，還包含對(duì)紅外光的處理。其中對(duì)特定波長(zhǎng)范圍的紅外線的處理技術(shù)，可以有選擇地顯示人體組織觀察部位1mm以下深度的狀態(tài)。

如圖1所示，本發(fā)明所述圖像處理單元3、顯示單元4、存儲(chǔ)單元5、光源部件6和控制機(jī)構(gòu)9均固定在機(jī)殼11內(nèi)，且機(jī)殼11內(nèi)還設(shè)有電源12、串口板13、濾波器14和散熱風(fēng)扇15，所述電源12、串口板13、濾波器14和散熱風(fēng)扇15均與控制機(jī)構(gòu)9相應(yīng)的連接端電連接，其中，所述串口板13用于擴(kuò)展連接，濾波器14用來濾波，散熱風(fēng)扇15用來散除機(jī)殼11內(nèi)的熱量，防止機(jī)殼1內(nèi)溫度過高，而造成其它部件不能正常工作。所述機(jī)殼11的外側(cè)端面上裝有操作面板16，可用來進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。

本發(fā)明所述光源部件6提供的照明光為包括紅外光在內(nèi)的全光譜光源，且波長(zhǎng)帶寬在400~900nm 范圍內(nèi)。

如圖4所示，所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1的通光孔7-1-1是圓形通光孔。所述窄帶濾光片轉(zhuǎn)盤7-1有一全光譜光源通過的通光孔7-1-1，用于在所述窄帶濾光片7-2切換入光路，并且所述窄帶濾光片色輪切換出光路時(shí)通光；或所述彩色濾光片輪沒有通光空間，在所述窄帶濾光片7-2切換進(jìn)入光路時(shí)，所述色輪伺服電機(jī)8及控制機(jī)構(gòu)9控制所述窄帶濾光片7-2旋轉(zhuǎn)，使得不同的窄帶濾光片7-2切換出光路。

本發(fā)明有兩種工作模式，一種是彩色分光模式，該模式下窄帶濾光色輪7進(jìn)入光路，窄帶光濾光片7-2移出光路，此時(shí)光源發(fā)出的白光經(jīng)過彩色濾光片后被過濾為彩色照明光，通過內(nèi)窺鏡頭1進(jìn)入人體照射組織并被組織反射或吸收，然后通過所述CMOS攝像組件2的攝像頭成像；另一種是窄帶光掃描模式，該模式下彩色濾光片移出光路，窄帶光濾光片組進(jìn)入光路，并且窄帶光濾光片不斷切換。光源發(fā)出的白光經(jīng)過窄帶光濾光片后生成窄帶照明光，經(jīng)內(nèi)窺鏡體進(jìn)入人體照射組織，被組織反彈或者吸收后，通過黑白攝像頭成像。

本發(fā)明在多個(gè)不同窄帶濾光片作用下，能夠以30幀/秒獲得16個(gè)不同波長(zhǎng)的多光譜圖像，其幀率相當(dāng)于480幀/秒，與已有的技術(shù)相比，例如NBI技術(shù)它僅能實(shí)現(xiàn)2種波段30幀/秒的成像，而本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)16種波段30幀/秒的多光譜高幀率成像，大大優(yōu)于目前的多光譜成像裝置幀率。

本發(fā)明可以以多種可變光譜形式提供病變組織和正常組織的多光譜圖像數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)選擇提供最佳的病變組織與正常組織有明顯視覺差異的組織成像，降低醫(yī)生分辨病變組織與正常組織的難度，方便醫(yī)生手術(shù)過程中的判定。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。