本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

如圖1所示，醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)主要由內(nèi)窺鏡1、內(nèi)窺耦合器2、成像單元3、線纜4、相機(jī)控制單位5、顯示單元6組成。

其中內(nèi)窺鏡由可彎曲部分、光源及一組鏡頭組成。經(jīng)人體的天然孔道，或者是經(jīng)手術(shù)做的小切口進(jìn)入人體內(nèi)。使用時(shí)將內(nèi)窺鏡導(dǎo)入預(yù)檢查的器官，可直接窺視有關(guān)部位的變化。內(nèi)窺鏡成像原理是將冷光源的光，傳入導(dǎo)光束，在導(dǎo)光束的頭端(內(nèi)鏡的先端部)裝有凹透鏡，導(dǎo)光束傳入的光通過(guò)凹透鏡，照射于器官表面上，這些照射到器官表面的光即被反射，這些反射光即成像光線。這些反射光再反射經(jīng)過(guò)一系列的光學(xué)成像系統(tǒng)，便能在內(nèi)窺鏡末端目鏡上觀察到被檢測(cè)部位的圖像。

然而，在內(nèi)窺鏡末端目鏡上觀察到圖像是發(fā)射光源反射回來(lái)未經(jīng)處理的原始圖像，有時(shí)候這些圖像并不能凸顯人體內(nèi)部器官最有價(jià)值的信息。例如，在泌尿外科中，膀胱內(nèi)部布滿毛細(xì)血管，在癌變區(qū)域因運(yùn)輸養(yǎng)分的需要血管分布更加密集。該處只有在某些特定波長(zhǎng)下的圖像才會(huì)顯現(xiàn)的更加明顯，而在普通白光波段的圖像中則難以反映。因此，如果將多譜成像系統(tǒng)與醫(yī)療內(nèi)窺鏡相結(jié)合，通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)圖像進(jìn)行對(duì)比分析，從而可獲得更多的圖像信息，這對(duì)幫助醫(yī)生確定可疑病灶區(qū)域，特別是對(duì)相關(guān)疾病的早期診斷具有重要價(jià)值。

現(xiàn)有的多譜內(nèi)窺鏡做法是在改變光源結(jié)構(gòu)，例如專利“一種多光譜組合輸出光源裝置及內(nèi)窺鏡裝置”(專利號(hào)CN201310590870.4)提出了一種多光譜組合 輸出光源裝置及內(nèi)窺鏡裝置，通過(guò)分色鏡與窄帶濾光至于光源前，也即通過(guò)改變?nèi)肷涔饩€波段的方式獲取多波段圖像，然而這種方式的內(nèi)窺鏡也只能根據(jù)選擇的濾光片不同，一次只能觀察一個(gè)波段的圖像，操作不便，不同波段圖像之間也不能形成對(duì)比，難以給醫(yī)護(hù)人員提供有效的圖像信息進(jìn)行診療判斷。

傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡是單鏡頭結(jié)構(gòu)，圖像采集時(shí)只能獲得一個(gè)波段的圖像，獲取的信息單一。目前可獲得多譜圖像的內(nèi)窺鏡是通過(guò)該改變照明光源的工作波長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)的。將裝有不同波段濾光片的旋轉(zhuǎn)輪置于光源前，通過(guò)濾光片的選擇來(lái)調(diào)節(jié)光源的波長(zhǎng)，從而獲取相應(yīng)波段的圖像。然而采用這種方式，內(nèi)窺鏡每次只能獲取一個(gè)波段的圖像，操作不便，不同波段圖像之間也不能形成對(duì)比，難以給醫(yī)護(hù)人員提供更有效的圖像信息進(jìn)行診療判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭及系統(tǒng)，將多譜微透鏡陣列鏡頭集成在內(nèi)窺鏡前端，從而可以實(shí)現(xiàn)多波段圖像的同時(shí)獲取，醫(yī)護(hù)人員可以通過(guò)對(duì)比不同波段下的圖像，準(zhǔn)確判斷病患處。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述問(wèn)題：

一種多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭，包括四個(gè)微透鏡，所述微透鏡下面集成窄帶濾光片，所述窄帶濾光片包括紅色濾光片、藍(lán)色濾光片、綠色濾光片、以及可見(jiàn)光截止濾光片，所述微透鏡及所述窄帶濾光片周圍有光阻擋層，用于阻擋雜散光的入射，所述微透鏡后端有光隔離層，用于防止所述微透鏡之間信號(hào)竄擾。

優(yōu)選地，四個(gè)微透鏡緊靠排列，以節(jié)省空間。

一種包括上述鏡頭的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括成像單元、顯示單元，所述成像單元與所述顯示單元連接；

所述成像單元包括所述鏡頭、位于其后方的CMOS傳感器、調(diào)焦裝置、信號(hào)處理單元，所述調(diào)焦裝置分別與所述CMOS傳感器、所述信號(hào)處理單元連接，所 述調(diào)焦裝置通過(guò)調(diào)節(jié)所述CMOS傳感器與所述鏡頭之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)焦，所述CMOS傳感器用于將圖像信息傳送到所述信號(hào)處理單元里，所述信號(hào)處理單元用于處理圖像信息；

所述顯示單元包括工作站、多譜圖像分析軟件、顯示器，所述工作站分別與所述譜圖像分析軟件、所述顯示器連接，所述多譜圖像分析軟件用于處理圖像，將處理結(jié)果傳送到所述工作站，并生成分析報(bào)告，所述工作站用于圖像重建，將圖像重建的結(jié)果傳送到所述顯示器顯示，所述顯示器顯示多譜圖像信息。

優(yōu)選地，所述成像單元與所述顯示單元通過(guò)線纜連接。

進(jìn)一步地，所述調(diào)焦裝置包括控制器、磁鐵、線圈、懸掛機(jī)構(gòu)，所述控制器通過(guò)線纜和所述磁鐵連接，所述線圈纏繞在所述磁鐵上，所述控制器用于調(diào)節(jié)所述線圈電流來(lái)改變磁鐵的磁力大小，所述磁鐵在磁力作用下帶動(dòng)所述懸掛機(jī)構(gòu)沿軸線移動(dòng)，達(dá)到調(diào)焦的目的。

進(jìn)一步地，所述多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還包括器械通道、2個(gè)光源孔，所述光源孔用于出射全光譜光。

進(jìn)一步地，所述全光譜光波長(zhǎng)為400nm-1000nm。

本實(shí)用新型的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭及系統(tǒng)具有以下有益效果：

1)、將多譜微透鏡陣列鏡頭集成在內(nèi)窺鏡前端，從而可以實(shí)現(xiàn)多波段圖像的同時(shí)獲取，醫(yī)護(hù)人員可以通過(guò)對(duì)比不同波段下的圖像，準(zhǔn)確判斷病患處；

2)、經(jīng)過(guò)對(duì)鏡頭和光源的改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光到近紅外的四波段圖像并行捕捉；

3)、多譜微透鏡結(jié)構(gòu)緊湊且高度集成，利于與小體積的內(nèi)窺鏡結(jié)合。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭正面圖；

圖4是本實(shí)用新型多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)前端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、內(nèi)窺鏡、 2、內(nèi)窺耦合器、 3、成像單元、

4、線纜、 5、相機(jī)控制單位、 6、顯示單元

10、微透鏡 20、窄帶濾光片 30、光阻擋層

40、光隔離層 50、CMOS傳感器 60、光源孔

70、器械通道、 80、外保護(hù)套、 90、線纜

100、內(nèi)窺鏡鏡頭

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

內(nèi)窺鏡是集中了傳統(tǒng)光學(xué)、人體工程學(xué)、精密機(jī)械、現(xiàn)代電子、數(shù)學(xué)、軟件等于一體的檢測(cè)儀器。內(nèi)窺鏡通常由圖像傳感器、光學(xué)鏡頭、光源、機(jī)械裝置等組成，可以經(jīng)口腔進(jìn)入胃或經(jīng)其他天然孔道進(jìn)入體內(nèi)。利用內(nèi)窺鏡可以看到X射線不能顯示的病變，因此對(duì)醫(yī)生非常有用。例如，借助內(nèi)窺鏡醫(yī)生可以觀察胃內(nèi)的潰瘍或腫瘤，據(jù)此制定出最佳的治療方案。

本實(shí)用新型將多譜微透鏡陣列鏡頭集成在內(nèi)窺鏡上。該內(nèi)窺鏡將具有多波段圖像并行捕捉能力，在此內(nèi)窺鏡下，同一時(shí)間內(nèi)將可以觀測(cè)到多張不同波段 的圖像。醫(yī)護(hù)人員能夠同時(shí)對(duì)比多個(gè)波段的圖像，從而獲得更有價(jià)值的參考信息。另外，該多譜微透鏡結(jié)構(gòu)緊湊且高度集成，利于與小體積的內(nèi)窺鏡結(jié)合。

如圖2所示，一種多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭100，包括四個(gè)微透鏡10，所述微透鏡10下面集成窄帶濾光片20，所述窄帶濾光片20包括紅色濾光片、藍(lán)色濾光片、綠色濾光片、以及可見(jiàn)光截止濾光片，所述微透鏡10及所述窄帶濾光片20周圍有光阻擋層30，用于阻擋雜散光的入射，所述微透鏡10后端有光隔離層40，用于防止所述微透鏡10之間信號(hào)竄擾。光線經(jīng)微透鏡10聚焦，窄帶濾光片20濾光后，傳至CMOS傳感器50，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換將四個(gè)通道的圖案同時(shí)傳至處理器處理。

如圖3所示，優(yōu)選地，四個(gè)微透鏡10緊靠排列，以節(jié)省空間。微透鏡周圍是光阻擋層30。

如圖4所示，一種包括上述鏡頭的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括成像單元、顯示單元，所述成像單元與所述顯示單元連接；

所述成像單元包括所述鏡頭、位于其后方的CMOS傳感器、調(diào)焦裝置、信號(hào)處理單元，所述調(diào)焦裝置分別與所述CMOS傳感器、所述信號(hào)處理單元連接，所述調(diào)焦裝置通過(guò)調(diào)節(jié)所述CMOS傳感器與所述鏡頭之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)焦，所述CMOS傳感器用于將圖像信息傳送到所述信號(hào)處理單元里，所述信號(hào)處理單元用于處理圖像信息；

所述顯示單元包括工作站、多譜圖像分析軟件、顯示器，所述工作站分別與所述譜圖像分析軟件、所述顯示器連接，所述多譜圖像分析軟件用于處理圖像，將處理結(jié)果傳送到所述工作站，并生成分析報(bào)告，所述工作站用于圖像重建，將圖像重建的結(jié)果傳送到所述顯示器顯示，所述顯示器顯示多譜圖像信息。

優(yōu)選地，所述成像單元與所述顯示單元通過(guò)線纜連接。

如圖5所示，所述調(diào)焦裝置包括控制器、磁鐵、線圈、懸掛機(jī)構(gòu)，所述控制器通過(guò)線纜和所述磁鐵連接，所述線圈纏繞在所述磁鐵上，所述控制器用于調(diào) 節(jié)所述線圈電流來(lái)改變磁鐵的磁力大小，所述磁鐵在磁力作用下帶動(dòng)所述懸掛機(jī)構(gòu)沿軸線移動(dòng)，達(dá)到調(diào)焦的目的。需要指出的是，由于鏡頭小，焦距也較小，需要調(diào)節(jié)的距離很短，所以所需要的線圈結(jié)構(gòu)及磁鐵都不必要很大。

如圖6所示，所述多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還包括器械通道70、2個(gè)光源孔60，光源孔60出射全光譜光(400nm-1000nm波長(zhǎng)),出射光應(yīng)該做到各波段均勻。經(jīng)過(guò)對(duì)鏡頭和光源的改進(jìn)后，可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光到近紅外的多波段圖像并行捕捉。

本實(shí)用新型將多譜成像微透鏡鏡頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)窺鏡的單透鏡目鏡，對(duì)內(nèi)窺鏡的人體成像結(jié)果進(jìn)行光譜信息分離和成像。多譜微透鏡陣列鏡頭可以實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)、近紅外四個(gè)波段同時(shí)成像，濾光片置于微透鏡陣列之后，后端有光阻擋層，用于避免各波段圖像相互交疊。在圖像處理之后即可獲得各波長(zhǎng)的醫(yī)學(xué)圖像。通過(guò)對(duì)圖像特征提取算法的研究，可實(shí)現(xiàn)各波長(zhǎng)醫(yī)學(xué)圖像的特征分析和比對(duì)，從對(duì)比結(jié)果中有望尋找到普通白光圖像中不易察覺(jué)的可疑病灶區(qū)域。例如，在泌尿外科中，膀胱內(nèi)部布滿毛細(xì)血管，在癌變區(qū)域因運(yùn)輸養(yǎng)分的需要血管分布更加密集。但只有在某些特定波長(zhǎng)下的圖像才較為明顯。因此，通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)圖像的對(duì)比分析可獲得更多的圖像信息，這為幫助醫(yī)生確定可疑病灶區(qū)域，特別是對(duì)相關(guān)疾病的早期診斷具有重要價(jià)值。

本實(shí)用新型的多譜醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭及系統(tǒng)具有以下有益效果：

1)、將多譜微透鏡陣列鏡頭集成在內(nèi)窺鏡前端，從而可以實(shí)現(xiàn)多波段圖像的同時(shí)獲取，醫(yī)護(hù)人員可以通過(guò)對(duì)比不同波段下的圖像，準(zhǔn)確判斷病患處；

2)、經(jīng)過(guò)對(duì)鏡頭和光源的改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光到近紅外的四波段圖像并行捕捉；

3)、多譜微透鏡結(jié)構(gòu)緊湊且高度集成，利于與小體積的內(nèi)窺鏡結(jié)合。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做 出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。