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埃瓦尔对维戈塞尔塔: 一種內窺鏡及光信息處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201510133449.X

申請日:

20150325

公開號:

CN104799801B

公開日:

20160420

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B1/04 主分類號: A61B1/04
申請人: 清華大學深圳研究生院
發明人: 曾楠,丁建卉,馬輝,常金濤
地址: 518055 廣東省深圳市南山區西麗大學城清華校區
優先權: CN201510133449A
專利代理機構: 深圳新創友知識產權代理有限公司 代理人: 楊洪龍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510133449.X

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種內窺鏡及光信息處理方法,其中光源用于產生第一波長的光和第二波長的光;第一波長的光和第二波長的光依次經過第一起偏器、第一分光鏡和自聚焦透鏡到達分光平片;第一波長的光被分光平片反射后,再次經過自聚焦透鏡后,被第一分光鏡反射至第二分光鏡,然后依次透過第二分光鏡和第二檢偏器到達第一光傳感器;第二波長的光穿過分光平片到達被測組織樣品,被測組織樣品散射,帶有被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光透過分光平片和自聚焦透鏡到達第一分光鏡,第二波長偏振光經過第一分光鏡的反射,到達第二分光鏡,并被第二分光鏡反射,經過第二檢偏器到達第二光傳感器。本內窺鏡可以實現微型化,提高了成像質量。

權利要求書

1.一種內窺鏡,包括光源和第一分光鏡,其特征是,還包括第一起偏器、自聚焦透鏡、分光平片、第二分光鏡、第一檢偏器、第一光傳感器、第二檢偏器和第二光傳感器,所述光源用于產生第一波長的光和第二波長的光;所述第一波長的光和第二波長的光依次經過所述第一起偏器、第一分光鏡和自聚焦透鏡到達所述分光平片;所述第一波長的光被所述分光平片反射后,再次經過所述自聚焦透鏡后,被所述第一分光鏡反射至所述第二分光鏡,然后依次透過所述第二分光鏡和第一檢偏器到達所述第一光傳感器;所述第二波長的光穿過所述分光平片到達被測組織樣品,被所述被測組織樣品散射,帶有被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光透過所述分光平片和自聚焦透鏡到達所述第一分光鏡,所述第二波長偏振光經過所述第一分光鏡的反射,到達所述第二分光鏡,并被所述第二分光鏡反射,經過所述第二檢偏器到達所述第二光傳感器。2.如權利要求1所述的內窺鏡,其特征是:所述第一起偏器包括第一波片和第一偏振片,從所述光源發出的所述第一波長的光和第二波長的光依次經過所述第一波片和第一偏振片。3.如權利要求2所述的內窺鏡,其特征是:所述第一波片是四分之一波片。4.如權利要求1或2所述的內窺鏡,其特征是:所述第一檢偏器包括第二波片和第二偏振片,從所述第二分光鏡透過的所述第一波長的光依次經過所述第二偏振片和第二波片。5.如權利要求4所述的內窺鏡,其特征是:所述第二波片是四分之一波片。6.如權利要求1或2所述的內窺鏡,其特征是:所述第二檢偏器包括第三四分之一波片和第三偏振片,從所述第二分光鏡反射的所述第二波長偏振光依次經過所述第三偏振片和第三四分之一波片。7.如權利要求1所述的內窺鏡,其特征是:還包括凸透鏡,所述凸透鏡位于所述光源與所述第一起偏器之間,用于對所述光源發出的光進行準直。8.如權利要求1所述的內窺鏡,其特征是:所述光源是激光。9.如權利要求1所述的內窺鏡,其特征是:所述第一光傳感器和第二光傳感器是CCD。

說明書

【技術領域】

本發明涉及光學領域,具體涉及一種內窺鏡及光信息處理方法。

【背景技術】

近年來,光學檢測方法因為具有高分辨力,對檢測對象無損傷,并易于實現等優點,在生物醫學領域得到廣泛應用。

目前內窺鏡的照明光路和圖像采集光路往往是分離的,這給尺寸難以進一步縮小,受內窺鏡活檢通道尺寸的限制,探頭的外徑很難做到5mm以下。

【發明內容】

國際上的研究表明,偏振成像方法能夠提高表面組織成像的分辨率,有效反映生物組織的形態和微觀結構信息。當組織發生病變甚至癌變時,偏振圖像的變化較普通成像更為敏感。

為了克服現有技術的不足,本發明提供了一種內窺鏡及光信息處理方法。

一種內窺鏡,包括光源和第一分光鏡,還包括第一起偏器、自聚焦透鏡、分光平片、第二分光鏡、第一檢偏器、第一光傳感器、第二檢偏器和第二光傳感器,所述光源用于產生第一波長的光和第二波長的光;所述第一波長的光和第二波長的光依次經過所述第一起偏器、第一分光鏡和自聚焦透鏡到達所述分光平片;所述第一波長的光被所述分光平片反射后,再次經過所述自聚焦透鏡后,被所述第一分光鏡反射至所述第二分光鏡,然后依次透過所述第二分光鏡和第一檢偏器到達所述第一光傳感器;所述第二波長的光穿過所述分光平片到達被測組織樣品,被所述被測組織樣品散射,帶有被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光透過所述分光平片和自聚焦透鏡到達所述第一分光鏡,所述第二波長偏振光經過所述第一分光鏡的反射,到達所述第二分光鏡,并被所述第二分光鏡反射,經過所述第二檢偏器到達所述第二光傳感器。

在一個實施例中,所述第一起偏器包括第一波片和第一偏振片,從所述光源發出的所述第一波長的光和第二波長的光依次經過所述第一波片和第一偏振片。

在一個實施例中,所述第一波片是四分之一波片。

在一個實施例中,所述第一檢偏器包括第二波片和第二偏振片,從所述第二分光鏡透過的所述第一波長的光依次經過所述第二偏振片和第二波片。

在一個實施例中,所述第二波片是四分之一波片。

在一個實施例中,所述第二檢偏器包括第三四分之一波片和第三偏振片,從所述第二分光鏡反射的所述第二波長偏振光依次經過所述第三偏振片和第三四分之一波片。

在一個實施例中,還包括凸透鏡,所述凸透鏡位于所述光源與所述第一起偏器之間,用于對所述光源發出的光進行準直。

在一個實施例中,所述光源是激光。

在一個實施例中,所述第一光傳感器和第二光傳感器是CCD。

本發明還提供了一種利用所述的內窺鏡的光信息處理方法,包括如下步驟:

利用所述第一光傳感器收集含有自聚焦透鏡畸變信息的第一波長的光;

利用所述第二光傳感器收集含有自聚焦透鏡畸變信息和被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光;

將所述第二波長偏振光與含有自聚焦透鏡畸變信息的第一波長的光進行比較,消除所述自聚焦透鏡畸變信息,獲得被測組織樣品的偏振信息。

本內窺鏡是背向內窺鏡。本內窺鏡通過采用自聚焦透鏡實現了照明與傳像通道的合二為一,可以實現內窺鏡探頭的微型化,內窺鏡的管徑更細,視角廣,可到達人體更小更細的管腔,能最大程度地降低病人的痛苦與損傷,更便于診斷與操作。

通過采用偏振光對被測組織樣品進行照射,并收集分離被測組織樣品的偏振信息,從而更能反映被測組織樣品的生物和結構信息,提高了成像質量,結構簡單,性能穩定。

【附圖說明】

圖1是本發明一種實施例的內窺鏡的光路示意圖。

【具體實施方式】

以下對發明的較佳實施例作進一步詳細說明。

如圖1所示,一種實施例的一種內窺鏡,包括光源1、第一分光鏡5、第一起偏器、自聚焦透鏡6、分光平片7、第二分光鏡9、第一檢偏器、第一光傳感器12、第二檢偏器和第二光傳感器15。所述第一光傳感器12和第二光傳感器15可以是CCD。

所述光源1可以采用激光,用于產生第一波長λ1的光和第二波長λ2的光;所述第一波長λ1的光和第二波長λ2的光依次經過所述第一起偏器、第一分光鏡5和自聚焦透鏡6到達所述分光平片7;所述第一波長的光被所述分光平片7反射后,再次經過所述自聚焦透鏡6后,被所述第一分光鏡5反射至所述第二分光鏡9,然后依次透過所述第二分光鏡9和第一檢偏器到達所述第一光傳感器12;所述第二波長的光穿過所述分光平片7到達被測組織樣品8,被所述被測組織樣品8散射,被測組織樣品8反射回帶有被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光,第二波長偏振光透過所述分光平片7和自聚焦透鏡6到達所述第一分光鏡5,所述第二波長偏振光經過所述第一分光鏡5的反射,到達所述第二分光鏡9,并被所述第二分光鏡9反射,經過所述第二檢偏器到達所述第二光傳感器15。

生物組織包括人體組織,對偏振光比較敏感,當組織發生病變甚至癌變時,偏振圖像的變化較普通成像更為敏感。而由于通常的光源并非是偏振光,起偏器用于將普通光源轉化為偏振光。自聚焦透鏡6作為光學相位延遲調制器,自聚焦透鏡6的兩個端面是平面而非球面,并且自聚焦透鏡的光學特性與其長度有關,光經過自聚焦透鏡6后會產生相位延遲。

在一個實施例中,所述第一起偏器包括第一四分之一波片3和第一偏振片4,從所述光源1發出的所述第一波長的光和第二波長的光依次經過所述第一四分之一波片3和第一偏振片4。在一個實施例中,經過第一四分之一波片3和第一偏振片4后,第一波長的光和第二波長的光具有不同偏振態的完全偏振光。

所述第一檢偏器包括第二四分之一波片11和第二偏振片10,從所述第二分光鏡9透過的所述第一波長的光依次經過所述第二偏振片10和第二四分之一波片11。

所述第二檢偏器包括第三四分之一波片14和第三偏振片13,從所述第二分光鏡9反射的所述第二波長偏振光依次經過所述第三偏振片13和第三四分之一波片14。

在一個實施例中,內窺鏡還包括凸透鏡2,所述凸透鏡2位于所述光源1與所述第一起偏器之間,用于對所述光源1發出的光進行準直。

當光經過自聚焦透鏡6時,光會產生相位延遲畸變,第一波長的光和第二波長的光均兩次經過該自聚焦透鏡6,因此兩種光均攜帶了相同的相位延遲畸變信息,而第二波長的光由于是照射到被測組織樣品8而反射回來的,第二光傳感器15進一步攜帶了被測組織樣品的偏振信息,因而第二波長的光可以利用第一波長的光的參考作用獲得被測組織樣品的偏振信息。

第一光傳感器12收集含有自聚焦透鏡6畸變信息的第一波長的光;

所述第二光傳感器收集含有自聚焦透鏡畸變信息和被測組織樣品的偏振信息的第二波長偏振光;

將所述第二波長偏振光與含有自聚焦透鏡6畸變信息的第一波長的光進行比較,消除所述自聚焦透鏡畸變信息,獲得被測組織樣品的偏振信息,從而可以獲得被測組織樣品的生物和結構信息,例如組織病變或癌變等信息。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利?;し段?。

關 鍵 詞:
一種 內窺鏡 信息處理 方法
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