内窥镜照明装置及其照明与图像处理方法与流程

本申请涉及医疗检测，特别涉及一种内窥镜照明装置及其照明与图像处理方法。

背景技术：

1、近些年医用内窥镜摄像图像处理技术使用了数字图像处理技术中的对比度增强、轮廓增强和构造增强，由此获得的医用内窥镜图像取得了很大的进步，图像清晰度、对比度都得到了很大的提升，在普通的白光照明下，形态和颜色明显改变的病灶(如凸起的肿块和凹陷的溃疡)都能获得清晰的显像。但对于微小的、扁平的早期病变和异性增生显像效果不好，容易造成漏诊。

2、特别地，癌症的早期往往有着粘膜中下层毛细血光丰富和紊乱的特征，如何在内窥镜的图像中清晰的显示早期癌症病人的这个特征，帮助医生获得早期病灶的特征，协助获得诊断并提供早期治疗，进而能明显提升早癌病人的生存率是一大急需解决的难题，为此，如何提高早期癌症的辨别就非常重要。

3、早期癌症往往在临床上表现了粘膜下层毛细血管增多且紊乱的特点，早期的病变也往往是非常不容易辨别的扁平病灶、异性增生。如何利用照明技术配合内窥镜的摄像系统改善医用内窥镜拍摄图像的粘膜浅、下层的毛细血管和粘膜表面微小的、扁平和异性增生的表现，让诊断医生比较容易的判断各类早期病变是目前医用内窥镜发展的方向之一。

4、国内外都发表了许多利用多色谱照明光源技术对内镜摄影影像的增强技术文章，现有的多光谱内窥镜照明光源广泛采用了单一光源窄带滤波技术或多颗不同色谱led照明叠加合色的照明技术。其中使用单一光源的多光谱窄带滤波技术对粘膜下层毛细血管有很好的显影效果，但存在对粘膜表面微小的，扁平和异性增生没有图像增强的效果。

5、为了解决单一光源滤波技术的色谱照明存在的问题，许多公司也发明了多色led组合色谱照明光源，都取得了比较好的效，如专利申请号201811612358.4公开的光路设计。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种内窥镜照明装置及照明与图像处理方法，基于染色照明,提供多种增强图像显示效果的照明模式，并且根据不同的照明模式自动匹配相应的白平衡基准数据，改善医用内窥镜对粘膜下毛细血管的显像、提高扁平病灶与周围正常组织的对比，帮助医生提早发现病变。

2、本申请的一方面，公开了一种内窥镜照明装置，包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、红光led、蓝紫光led、白光led、第一反射透射镜片、第二反射透射镜片、内镜导光棒、带通滤波器；

3、第四透镜被配置为将红光led发出的光整合成平行光，透过第一反射透射镜片和第二反射透射镜片，到达第一透镜；

4、第二透镜被配置为将蓝紫led发出的光整合成平行光，经过第一反射透射镜片的反射，到达第一透镜；

5、第三透镜被配置为将白光led发出的光整合成平行光，经过第二反射透射镜片的反射和第一反射透射镜片的透射，到达第一透镜；

6、第一透镜被配置为将到达的光合成汇聚到内镜导光棒中；

7、带通滤波器被配置在第三透镜和第二反射透射镜片之间。

8、在一个优选例中，控制器被配置为通过控制电源和带通滤波器，实现以下四种模式：白光模式、血管增强模式、扁平病灶增强模式、远景下病灶增强模式。

9、在一个优选例中，带通滤波器被配置在第三透镜的前部，或退出第三透镜的前部之间切换位置。

10、在一个优选例中，蓝紫光led为410nmled。

11、在一个优选例中，红光led为630nmled。

12、在一个优选例中，带通滤波器为495-605nm的滤波器。

13、本申请的另一方面，还公开了一种内窥镜照明与图像处理的方法，内窥镜有多种照明模式，每一种照明模式分别对应一种rgb基准数据；包括以下步骤：

14、从输入装置获取用户选择的照明模式；照明模式选自白光模式、血管增强模式、扁平病灶增强模式、远景下病灶增强模式中的一种；

15、根据所选的照明模式控制如前文描述的内窥镜照明装置实现该模式下的照明；

16、图像处理模块根据所选的照明模式对应的rgb基准数据对图像传感器拍摄的图像进行白平衡处理。

17、在一个优选例中，当所选照明模式为扁平病灶增强模式或远景下病灶增强模式时，图像处理模块减弱正常黏膜红色调显示，增强正常黏膜蓝色调显示。

18、在一个优选例中，当所选照明模式为白光模式时，白光led模组、红光led模组工作；

19、当所选照明模式为血管增强模式时，蓝紫光led模组、白光led模组、带通滤波器工作；

20、当所选照明模式为扁平病灶增强模式时，蓝紫光led模组、白光led模组、红光led模组工作；

21、当所选照明模式为远景下病灶增强模式时，蓝紫光led模组、白光led模组、带通滤波器、红光led模组工作。

22、在一个优选例中，每一种照明模式分别对应的rgb基准数据通过以下方式获得：

23、选择白光模式，将内窥镜端部对准白平衡测试装置，图像处理模块读取rgb信号强度数据，得到白光模式对应的rgb基准数据；

24、选择血管增强模式，调节显示效果至粘膜层下毛细血管显示清晰并与周围组织对比明显,记录此时的rgb信号强度数据，作为血管增强模式对应的rgb基准数据；

25、选择扁平病灶增强模式，调节显示效果至粘膜层下毛细血管显示清晰并与周围组织对比明显,记录此时的rgb信号强度数据，作为扁平病灶增强模式对应的rgb基准数据；

26、选择远景下病灶增强模式，调节显示效果至粘膜层下毛细血管显示清晰并与周围组织对比明显,记录此时的rgb信号强度数据，作为远景下病灶增强模式对应的rgb基准数据。

27、本申请至少具有以下有益的技术效果：

28、1.本发明产品利用了不同色谱照明染色的特性，结合预先经试验取得的不同色谱照明下显示所需要的色谱染色效果的图像白平衡基准数据，当用户选择不同的色谱照明时，自动匹配该模式下的白平衡基准数据矫正所需要的染色增强图像显示效果，再结合其它的图像增强处理，取得了诊断所需要的电子内窥镜对粘膜中下层毛细血管更加清晰的显像，增强了粘膜表层扁平病灶和异性增生与周围正常组织的对比，提高了电子内窥镜原生图像的清晰度和对比度，帮助医生提高对早期病灶的辨识，它有结构简单，易于对现有电子内窥镜系统进行改造或形成新的产品的特点。

29、2.带通滤波器对白光led选择性滤波，得到495-605nm或其他更多波段，根据临床需要可以增加多个滤光波段以用来增强不同病灶与周围组织的对比度，提高医生对早期病灶的识别度。

技术特征：

1.一种内窥镜照明装置，其特征在于，包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、红光led、蓝紫光led、白光led、第一反射透射镜片、第二反射透射镜片、内镜导光棒、带通滤波器；

2.如权利要求1所述的内窥镜照明装置，其特征在于，控制器被配置为通过控制电源和带通滤波器，实现以下四种模式：白光模式、血管增强模式、扁平病灶增强模式、远景下病灶增强模式。

3.如权利要求1所述的内窥镜照明装置，其特征在于，带通滤波器被配置在第三透镜的前部，或退出第三透镜的前部之间切换位置。

4.如权利要求1所述的内窥镜照明装置，其特征在于，蓝紫光led为410nmled。

5.如权利要求1所述的内窥镜照明装置，其特征在于，红光led为630nmled。

6.如权利要求1所述的内窥镜照明装置，其特征在于，带通滤波器为495-605nm的滤波器。

7.一种内窥镜照明与图像处理的方法，其特征在于，内窥镜有多种照明模式，每一种照明模式分别对应一种rgb基准数据；包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当所选照明模式为扁平病灶增强模式或远景下病灶增强模式时，图像处理模块减弱正常黏膜红色调显示，增强正常黏膜蓝色调显示。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当所选照明模式为白光模式时，白光led模组、红光led模组工作；

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，每一种照明模式分别对应的rgb基准数据通过以下方式获得：

技术总结
本申请涉及公开了一种内窥镜照明装置，第四透镜被配置为将红光LED发出的光整合成平行光，透过第一反射透射镜片和第二反射透射镜片，到达第一透镜；第二透镜被配置为将蓝紫LED发出的光整合成平行光，经过第一反射透射镜片的反射，到达第一透镜；第三透镜被配置为将白光LED发出的光整合成平行光，经过第二反射透射镜片的反射和第一反射透射镜片的透射，到达第一透镜；第一透镜被配置为将到达的光合成汇聚到内镜导光棒中；带通滤波器被配置在第三透镜和第二反射透射镜片之间。本申请还公开了一种内窥镜照明与图像处理的方法。本申请提高了电子内窥镜原生图像的清晰度和对比度，帮助医生提高对早期病灶的辨识。

技术研发人员：杜武华,钱大宏,刘华
受保护的技术使用者：山东威高宏瑞医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15