[发明专利]一种基于内窥镜的成像方法及成像系统

说明书

本申请实施例提供一种基于内窥镜的成像方法及成像系统，属于内窥镜技术领域，内窥镜设置有镜头、激光雷达以及加速度传感器，所述方法包括：若内窥镜的3D功能被开启，控制内窥镜在目标空间区域内摆动；获取在摆动的过程中激光雷达采集的目标空间区域的点云信息、镜头拍摄的目标空间区域的多张颜色图像，以及加速度传感器采集的内窥镜的多个位移信息；基于每个目标位置的空间坐标，以及，每个目标位置对应的激光点信息和颜色图像，构建所述目标空间区域的三维空间模型信息。通过本申请实施例提供的一种基于内窥镜的成像方法及成像系统，可以提高内窥镜的成像效果，提高成像的实时性。

技术领域

本申请实施例涉及内窥镜技术领域，具体而言，涉及一种基于内窥镜的成像方法及成像系统。

背景技术

与传统2D（二维，2-Dimension）内窥镜相比，3D（三维，3-Dimension）内窥镜可提供手术视野的三维立体感和手术操作的空间纵深感，弥补二维图像在空间定位和辨认解剖结构等方面的不足。

因此，相比于2D内窥镜，3D内窥镜不仅能减少术者操作的失误、减少术中出血、减轻术后并发症，而且也是内窥镜初学者或年轻医生提升操作能力的重要工具。

3D内窥镜目前在肝胆外科、胃肠外科、泌尿外科等领域都有广泛的应用，并有大量临床试验证实了3D内窥镜的优势，如提高术者操作的精确度、减少术中出血及组织损伤、缩短手术时间、提高手术效率、减少术后并发症等，其主要原因是3D内窥镜可通过增强手术视野的景深感，使术者对解剖结构有更清晰准确的视觉感受，从而提高术者操作的准确度和速度，减少出错次数。

目前市场上常见的3D内窥镜基本原理是都是RGB双目相机立体成像。双相机立体视觉指的是依靠双相机的视差获取深度信息的方式。但是，双相机立体视觉相机因为非常依赖纯图像特征匹配，所以在光照较暗或者过度曝光的情况下成像效果较差，如果被测场景本身缺乏纹理，也很难进行特征提取和匹配，从而难以提取深度信息。另外，双目相机立体成像的实时性较差，而且实时性基本跟分辨率和检测精度挂钩，也就是说，分辨率越高，要求精度越高，则双目相机立体成像的计算越复杂，导致最终成像的延迟较高，导致手术受到影响。

发明内容

本申请实施例提供一种基于内窥镜的成像方法及成像系统，旨在提高内窥镜的成像效果，提高成像的实时性。

本申请实施例第一方面提供一种基于内窥镜的成像方法，所述内窥镜设置有镜头、激光雷达以及加速度传感器，所述方法包括：

若所述内窥镜的3D功能被开启，控制所述内窥镜在目标空间区域内摆动；

获取在所述摆动的过程中所述激光雷达采集的所述目标空间区域的点云信息、所述镜头拍摄的所述目标空间区域的多张颜色图像，以及所述加速度传感器采集的所述内窥镜的多个位移信息；其中，每个位移信息用于指示所述目标空间区域中的一个目标位置与所述内窥镜的初始位置的相对位置关系，所述点云信息包括多个激光点信息，每个激光点信息用于表征一个所述目标位置的深度信息；所述激光点信息、所述目标位置以及所述颜色图像一一对应；所述初始位置是指所述内窥镜的3D功能被开启时的位置；

基于所述点云信息和至少一张颜色图像，确定所述目标空间区域中的标志物点；

基于所述标志物点与所述初始位置的相对位置关系，以所述内窥镜的当前位置为原点，建立所述目标空间区域的空间坐标系，并设置所述标志物点的原始坐标；

基于所述空间坐标系和所述多个位移信息，确定每个位移信息对应的目标位置的空间坐标；

基于每个目标位置的空间坐标，以及，每个目标位置对应的激光点信息和颜色图像，构建所述目标空间区域的三维空间模型信息。

可选地，基于每个目标位置的空间坐标，以及，每个目标位置对应的激光点信息和颜色图像，构建所述目标空间区域的三维空间模型信息，包括：