[发明专利]一种可指示输尿管位置的内窥镜系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于内窥镜成像技术领域，更具体地，涉及一种可指示输尿管位置的内窥镜系统及方法。

背景技术

目前，在妇产科、肛肠科和泌尿外科的微创手术中，有可能出现由于无法准确定位输尿管位置而导致输尿管被误切或误扎的医疗事故。输尿管损伤如果处理不当容易发生严重的并发症，给患者带来极大的痛苦，严重者会危及患者的生命。

现有技术公开了一类发光导光管，进行手术时在患者输尿管中插入发光导光管，通过其发出的光来指示输尿管；在开放性手术中可以采用这类方法指示输尿管的位置，但在微创手术中很难应用该类方法来实时指示输尿管的位置；因为在微创手术中，医生是根据内窥镜在患者内部采集的、并在显示设备上实时显示的图像进行手术；一方面，导光管发出的光在透过包覆输尿管的人体组织时，导光管所发出的光穿过这些组织后透射出来的光减弱，而内窥镜工作在较强的光照条件下，较强的光照可能会湮没发光导光管所发出的微弱光，使得导光管不能准确指示输尿管位置；另一方面，由于考虑到患者舒适度以及手术所涉及的部位，不同情况下所采用的内窥镜的光圈不同，不同光圈的内窥镜的感光能力不同，光圈小的内窥镜不能很好的采集到发光导光管所发出的弱光，因此不能准确指示输尿管的位置。

公开号为CN 105282454A的中国专利公开了“一种内窥镜成像系统及成像方法”，通过在明暗交替的光照下采集亮图像和暗图像，并对亮图像和暗图像进行融合处理以消除亮图像中的亮斑得到亮度均衡的图像，来解决现有内窥镜成像的图像亮度不均衡的问题，但该技术不能实现在微创手术中输尿管位置的实时准确指示。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可指示输尿管位置的内窥镜系统及方法，其目的在于解决在微创手术中输尿管位置不能实时准确指示的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可指示输尿管位置的内窥镜系统，包括光源、图像采集单元和图像处理单元；图像处理单元具有用于连接外部显示装置的接口；

其中，光源用于提供明暗交替的光照条件；

图像采集单元用于在明暗交替的光照条件下采集获得亮图像和暗图像；在亮图像中，腹腔内的组织清晰可见，但输尿管位置无法识别；在暗图像中，输尿管中的导光管可见，但是其他组织较暗而无法识别；

其中，暗图像是指在暗光条件下采集到的图像中平均灰度值最小的图像；亮图像是指在亮光条件下采集到的图像中平均灰度值最大的图像；

图像处理单元用于对暗图像进行中心线提取，并将中心线融合到同周期的亮图像中以获取输尿管的水平位置信息；

并根据暗图像上导光管各区域的灰度信息估算输尿管的深度信息；

并根据上述的水平位置信息和深度信息生成能准确指示输尿管位置的内窥镜图像；

上述显示输尿管位置信息的内窥镜系统，图像采集单元包括内窥镜和摄像机，在光源提供的明暗交替的光照条件下采集明暗交替的图像；图像处理单元对暗图像中的输尿管信息进行中心线提取，根据中心线得到输尿管的水平位置信息；同时根据暗图像上导光管对应位置的灰度信息获取输尿管的深度信息，根据水平位置信息和深度信息生成能准确指示输尿管位置的内窥镜图像。

优选的，上述的内窥镜系统，还包括图像显示单元，其输入端连接图像处理单元的所述接口；用于实时显示图像处理单元生成的内窥镜图像。

优选的，上述的内窥镜系统，其图像处理单元包括水平位置获取模块和深度位置获取模块；

其中，水平位置获取模块用于对暗图像进行中心线提取，根据中心线实时获取输尿管的水平位置信息，并将获取的水平位置信息显示在亮图像上对应的位置；深度位置获取模块用于根据暗图像中的灰度信息实时估算输尿管深度信息，并将获取的深度信息通过不同的颜色显示在亮图像上对应的位置。

优选的，上述的内窥镜系统，光源包括照明光源、指示光源和导光管；其中，照明光源的亮、暗强度可调，开关频率可调，用于提供明暗交替的光照条件；指示光源用于给导光管提供光源，使导光管发光。

优选的，上述的内窥镜系统，其导光管是明暗相间的导光管；明暗相间的导光管使得暗图像上与导光管对应的区域为暗区域与透光区域交替分布；根据暗图像上透光区域图像像素的灰度值统计获取输尿管的深度信息。

为实现本发明目的，按照本发明的另一方面，提供了一种指示输尿管位置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在明暗交替的光照条件下进行图像采集，获得亮图像和暗图像；