基于結(jié)構(gòu)光的3d立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，它包括膠囊殼體、控制器、發(fā)光子系統(tǒng)、照明裝置、成像子系統(tǒng)、膠囊定位子系統(tǒng)，控制器、發(fā)光子系統(tǒng)、照明裝置、成像子系統(tǒng)和膠囊定位子系統(tǒng)均設(shè)置在膠囊殼體內(nèi)，控制器的發(fā)光子系統(tǒng)控制信號輸出端連接發(fā)光子系統(tǒng)的信號輸入端，控制器的照明光控制信號輸出端連接照明裝置的控制信號輸入端，成像子系統(tǒng)的成像信號輸出端連接控制器的成像信號輸入端，膠囊定位子系統(tǒng)的定位信息通信端連接控制器的定位信息通信端。本發(fā)明能對消化道內(nèi)部信息進行全方位的顯示，方便醫(yī)生更加確切有效的進行診斷。
【專利說明】
基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺 鏡系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有無線膠囊內(nèi)窺鏡，通過人口服進入消化道內(nèi)，消化道蠕動為其提供動力使之 能夠在消化道內(nèi)運動，從而完成對消化道圖像的拍攝，并通過無線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)襟w外進 行顯示。
[0003] 現(xiàn)在市場上被廣泛使用的無線膠囊內(nèi)窺鏡獲取到的圖像都只是二維靜止的，不能 全方位清晰地顯示消化道內(nèi)三維圖像的真實情況。針對這個問題，專利公開號為 CN104720735A的中國專利《虛擬現(xiàn)實膠囊內(nèi)窺鏡》，該專利設(shè)計了一種膠囊內(nèi)窺鏡，該膠囊 內(nèi)窺鏡在膠囊內(nèi)使用了兩個圖像采集的攝像裝置，模擬人的左眼與右眼，無線傳輸模塊將 圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊上，醫(yī)生佩戴專用眼鏡就能有3D的效果。該方案只是模擬了人眼 成像效果，并不是真正的3D顯示，不能全方位獲取消化道信息，并且該技術(shù)需要配備專用眼 鏡，成本較高；
[0004] 專利公開號為CN104939793A的中國專利《基于液體透鏡的可調(diào)焦3-D膠囊內(nèi)窺鏡 系統(tǒng)》，該專利利用可調(diào)焦的膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，得到不同焦距下的清晰的序列圖像，然后利 用三維重建算法對序列圖像進行處理，計算得到被拍攝目標的三維信息，從而得到三維立 體成像。但是，該技術(shù)利用序列圖像進行三維重建，只能得到某個視角下的三維圖像，不能 獲取整個消化道的三維立體成像，并且該系統(tǒng)需要反復(fù)調(diào)焦，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且控制系統(tǒng)要求較 尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是要提供一種基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)和方法能對消化道內(nèi)部信息進行全方位的顯示，方便醫(yī)生更加確切有效的進行診 斷。
[0006] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特 征在于:它包括膠囊殼體、控制器、用于發(fā)出3D成像結(jié)構(gòu)光的發(fā)光子系統(tǒng)、用于對被檢者消 化道腔內(nèi)部進行照明的照明裝置、用于拍攝被檢者消化道內(nèi)部圖像的成像子系統(tǒng)、用于獲 取膠囊位置信息及膠囊姿態(tài)信息的膠囊定位子系統(tǒng)，其中，所述控制器、發(fā)光子系統(tǒng)、照明 裝置、成像子系統(tǒng)和膠囊定位子系統(tǒng)均設(shè)置在膠囊殼體內(nèi)，所述控制器的發(fā)光子系統(tǒng)控制 信號輸出端連接發(fā)光子系統(tǒng)的信號輸入端，控制器的照明光控制信號輸出端連接照明裝置 的控制信號輸入端，成像子系統(tǒng)的成像信號輸出端連接控制器的成像信號輸入端，膠囊定 位子系統(tǒng)的定位信息通信端連接控制器的定位信息通信端。
[0007] -種利用上述系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡成像方法，其特征在于，它包括如下步驟：
[0008] 步驟1:將膠囊殼體置于消化道內(nèi)；
[0009] 步驟2:利用上位機通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)對控制器進行控制，控制器控制照明裝置 點殼；
[0010] 步驟3:控制器控制光源發(fā)出白光，光源發(fā)出的白光照射到結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊上，結(jié) 構(gòu)光產(chǎn)生模塊對所述白光進行濾光處理，形成所需的3D成像結(jié)構(gòu)光，該3D成像結(jié)構(gòu)光照射 在消化道內(nèi)部目標物體表面形成一個3D成像光帶；
[0011] 步驟4:成像子系統(tǒng)對消化道內(nèi)部目標物體表面的3D成像光帶進行成像，并將成像 信息傳輸給控制器，控制器將成像信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸給上位機，上位機利用結(jié) 構(gòu)光產(chǎn)生模塊中濾光片和遮光擋板排列順序所對應(yīng)的編碼信息對成像信息進行成像解碼 處理，根據(jù)成像解碼信息計算出目標物體表面在3D成像中的空間坐標；
[0012] 步驟5:膠囊定位子系統(tǒng)將得到的膠囊殼體此時姿態(tài)和位置信息傳輸給控制器，控 制器將膠囊殼體此時的姿態(tài)和位置信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸給上位機，上位機根據(jù)目 標物體表面在3D成像中的空間坐標以及膠囊殼體此時的姿態(tài)和位置信息，將目標物體在3D 成像中的空間坐標轉(zhuǎn)換成世界坐標，形成點云數(shù)據(jù)；
[0013] 步驟6:膠囊殼體在消化道內(nèi)的不同位置均通過上述步驟2~5的方法得到對應(yīng)的 點云數(shù)據(jù)；
[0014] 步驟7:上位機對消化道內(nèi)不同位置得到的點云數(shù)據(jù)，進行配準融合，得到完整的 點云信息，對整個消化道的所有點云數(shù)據(jù)進行三維建模，并將三維建模圖案進行顯示。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] 1、本發(fā)明不需要額外的輔助設(shè)備即可觀察消化道內(nèi)的三維信息；
[0017] 2、本發(fā)明可以獲取完整的消化道三維信息，并進行三維建模；
[0018] 3、本發(fā)明利用發(fā)光子系統(tǒng)和成像子系統(tǒng)取代一個攝像頭，利用結(jié)構(gòu)光輔助計算， 提尚了 3D成像的精度；
[0019] 4、本發(fā)明可以得到距離信息，從而得到消化道內(nèi)病變區(qū)域的實際大小，方便醫(yī)生 診斷；
[0020] 5、本發(fā)明利用基于結(jié)構(gòu)光的3D成像，可以全方位、多角度觀察消化道內(nèi)信息，提高 檢測率；
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的側(cè)切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的原理框圖；
[0024]圖4為本發(fā)明基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)3D成像的建立過程示意圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 其中，1一膠囊殼體、1.1一透明半殼、1.2-非透明半殼、2-發(fā)光子系統(tǒng)、2.1-光 源、2.2-結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊、2.3-濾光片、2.4-遮光擋板、3-成像子系統(tǒng)、3.1-圖像傳感 器、3.2-光學(xué)鏡頭、4一照明裝置、5-控制器、6-數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、7-膠囊定位子系統(tǒng)、 8-電源、9一柔性電路安裝板、9.1 一上水平柔性電路安裝板、9.2-垂直柔性電路安裝板、 9.3-下水平柔性電路安裝板。
【具體實施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
[0028] 如圖1~3所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，它包括膠囊殼體1、控 制器5、用于發(fā)出3D成像結(jié)構(gòu)光的發(fā)光子系統(tǒng)2、用于對被檢者消化道腔內(nèi)部進行照明的照 明裝置4、用于拍攝被檢者消化道內(nèi)部圖像的成像子系統(tǒng)3、用于獲取膠囊位置信息及膠囊 姿態(tài)信息的膠囊定位子系統(tǒng)7,其中，所述控制器5、發(fā)光子系統(tǒng)2、照明裝置4、成像子系統(tǒng)3 和膠囊定位子系統(tǒng)7均設(shè)置在膠囊殼體1內(nèi)，所述控制器5的發(fā)光子系統(tǒng)控制信號輸出端連 接發(fā)光子系統(tǒng)2的信號輸入端，控制器5的照明光控制信號輸出端連接照明裝置4的控制信 號輸入端，成像子系統(tǒng)3的成像信號輸出端連接控制器5的成像信號輸入端，膠囊定位子系 統(tǒng)7的定位信息通信端連接控制器5的定位信息通信端。
[0029] 上述技術(shù)方案中，發(fā)光子系統(tǒng)2和成像子系統(tǒng)3在膠囊殼體1兩端，朝向同一側(cè)，發(fā) 光子系統(tǒng)2和成像子系統(tǒng)3之間的距離范圍為15mm~25mm。為保證發(fā)光子系統(tǒng)2和成像子系 統(tǒng)3同時工作，避免消化道運動造成影響，兩者延遲不超過lms。
[0030] 上述技術(shù)方案中，發(fā)光子系統(tǒng)2將3D結(jié)構(gòu)光照射在需要拍攝的消化道內(nèi)部物體上， 成像子系統(tǒng)3對消化道內(nèi)部物體進行成像，膠囊定位子系統(tǒng)7對膠囊的位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)進行 記錄，數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6接收成像子系統(tǒng)3及膠囊定位子系統(tǒng)7的數(shù)據(jù)后，進行處理并傳送給 體外的上位機，上位機解算出消化道內(nèi)部物體的3D信息，然后進行3D顯示，方便全方位觀察 消化道內(nèi)部物體。
[0031] 上述技術(shù)方案中，所述膠囊殼體1由上半部分的透明半殼1.1和下半部分的非透明 半殼1.2連接成一體構(gòu)成。所述結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2的出光口面向透明半殼1.1，所述照明裝 置4的出光口面向透明半殼1.1。透明半殼1.1能使發(fā)光子系統(tǒng)2和成像子系統(tǒng)3的光通過。
[0032] 上述技術(shù)方案中，所述發(fā)光子系統(tǒng)2包括光源2.1和結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2,所述控制 器5的發(fā)光子系統(tǒng)控制信號輸出端連接光源2.1的信號輸入端，光源2.1的光軸軸心與結(jié)構(gòu) 光產(chǎn)生模塊2.2的光信號輸入端的軸心同軸，所述結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2的出光面與膠囊殼體 1的軸線之間的夾角α為0°~45°。該夾角能成像子系統(tǒng)3拍攝的圖案更加清晰。
[0033] 上述技術(shù)方案中，所述結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2由多塊濾光片2.3和多塊遮光擋板2.4 交替布置形式（即相鄰兩塊濾光片之間設(shè)置遮光擋板），多塊濾光片2.3顏色排列順序根據(jù) 預(yù)設(shè)的3D成像結(jié)構(gòu)光編碼順序確定。如圖5所示多塊濾光片2.3的顏色排列順序依次為綠、 藍、紅、黃、青。
[0034]上述技術(shù)方案中，每塊濾光片2.3和每塊遮光擋板2.4均對應(yīng)一個光平面，為保證 系統(tǒng)精度，光平面在物體表面成像寬度小，每塊濾光片2.3和每塊遮光擋板2.4的寬度均相 等且寬度均小于lmm。
[0035] 上述技術(shù)方案中，它還包括用于連接上位機的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6,所述控制器5的 通信端連接數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6。上述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6包含ASIC(專用集成電路)芯片和無線 傳輸模塊，ASIC芯片對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，然后通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳送到上位機。
[0036] 上述技術(shù)方案中，所述膠囊殼體1內(nèi)固定有柔性電路安裝板9,所述柔性電路安裝 板9包括上水平柔性電路安裝板9.1、垂直柔性電路安裝板9.2和下水平柔性電路安裝板 9.3，所述上水平柔性電路安裝板9.1和下水平柔性電路安裝板9.3通過垂直柔性電路安裝 板9.2連接，所述上水平柔性電路安裝板9.1和下水平柔性電路安裝板9.3與膠囊殼體1的軸 線平行;柔性電路安裝板9使膠囊盡量的柔軟，方便患者吞服。
[0037] 所述上水平柔性電路安裝板9.1上安裝有發(fā)光子系統(tǒng)2、照明裝置4和成像子系統(tǒng) 3,所述下水平柔性電路安裝板9.3上安裝有數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6、膠囊定位子系統(tǒng)7、電源8和 控制器5,所述電源8分別向發(fā)光子系統(tǒng)2、成像子系統(tǒng)3、控制器5、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6和膠囊 定位子系統(tǒng)7供電。
[0038] 上述技術(shù)方案中，上述成像子系統(tǒng)3包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體），圖像傳感器3.1和光學(xué)鏡頭3.2,所述光學(xué)鏡頭 3.2安裝在CMOS圖像傳感器3.1的圖像感應(yīng)端(CMOS圖像傳感器3.1具有尺寸小、功耗低的優(yōu) 點，適合置于膠囊中），上述CMOS圖像傳感器3.1的信號輸出端連接控制器5的成像信號輸入 端。CMOS圖像傳感器3.1的對角直徑為5.658mm，CMOS圖像傳感器3.1采集圖像幀率為2幀/s。
[0039] -種利用上述系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡成像方法，它包括如下步驟：
[0040] 步驟1:將膠囊殼體1置于消化道內(nèi)；
[0041] 步驟2:利用上位機通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6對控制器5進行控制，控制器5控制照明 裝置4點亮，成像子系統(tǒng)對消化道內(nèi)部成像，成像完成以后熄滅照明裝置；
[0042] 步驟3:控制器5控制光源2.1發(fā)出白光，光源2.1發(fā)出的白光照射到結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模 塊2.2上，結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2對所述白光進行濾光處理，形成所需的3D成像結(jié)構(gòu)光，該3D成 像結(jié)構(gòu)光照射在消化道內(nèi)部目標物體表面形成一個3D成像光帶；
[0043]步驟4:成像子系統(tǒng)3對消化道內(nèi)部目標物體表面的3D成像光帶進行成像，如圖4所 示，并將成像信息傳輸給控制器5,控制器5將成像信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6傳輸給上位 機，上位機利用結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2中濾光片2.3和遮光擋板2.4排列順序所對應(yīng)的編碼信 息對成像信息進行成像解碼處理，根據(jù)成像解碼信息計算出目標物體表面在3D成像中的空 間坐標；
[0044] 步驟5:膠囊定位子系統(tǒng)7將得到的膠囊殼體1此時姿態(tài)和位置信息傳輸給控制器 5,控制器5將膠囊殼體1此時的姿態(tài)和位置信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)6傳輸給上位機，上位 機根據(jù)目標物體表面在3D成像中的空間坐標以及膠囊殼體1此時的姿態(tài)和位置信息，將目 標物體在3D成像中的空間坐標轉(zhuǎn)換成世界坐標，形成點云數(shù)據(jù)，上位機對點云數(shù)據(jù)進行濾 波去噪；
[0045] 步驟6:膠囊殼體1在消化道內(nèi)的不同位置均通過上述步驟2~5的方法得到對應(yīng)的 點云數(shù)據(jù)；
[0046] 步驟7:上位機對消化道內(nèi)不同位置得到的點云數(shù)據(jù)，進行配準融合，得到完整的 點云信息，對整個消化道的所有點云數(shù)據(jù)進行三維建模，并將三維建模圖案進行顯示。
[0047] 上述技術(shù)方案的步驟1前，需要進行初始參數(shù)校準，初始參數(shù)校準包含CMOS圖像傳 感器3.1參數(shù)校準及系統(tǒng)參數(shù)校準。CMOS圖像傳感器3.1參數(shù)校準獲取鏡頭畸變及內(nèi)部參 數(shù)，包括焦距;系統(tǒng)校準獲取發(fā)光子系統(tǒng)2畸變參數(shù)及發(fā)光子系統(tǒng)2產(chǎn)生的光平面的參數(shù)。 [0048] 上述技術(shù)方案的步驟3中，結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊2.2形成的一個光平面六1+87+(^+0 = 0 在物體表面形成一個光帶(采用多個光平面同時照射物體，加快處理速度），成像子系統(tǒng)3對 包含物體表面形狀信息的光帶進行成像，利用式（1)，計算出目標表面在3D成像中的空間坐 標(x、y、z):
[0049]
(1)
[0050]
[0051] 其中，f為成像子系統(tǒng)3的焦距，x'、y'為目標在成像子系統(tǒng)3的像素坐標，x、y、z為 在3D成像中的空間坐標，光平面Ax+By+Cz+D = 0是以3D成像為參考系的，其系數(shù)A、B、C、D在 系統(tǒng)校正時可以得到。
[0052] 本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于：它包括膠囊殼體（1)、 控制器(5)、用于發(fā)出3D成像結(jié)構(gòu)光的發(fā)光子系統(tǒng)(2)、用于對被檢者消化道腔內(nèi)部進行照 明的照明裝置(4)、用于拍攝被檢者消化道內(nèi)部圖像的成像子系統(tǒng)（3)、用于獲取膠囊位置 信息及膠囊姿態(tài)信息的膠囊定位子系統(tǒng)(7)，其中，所述控制器(5)、發(fā)光子系統(tǒng)(2)、照明裝 置(4)、成像子系統(tǒng)(3)和膠囊定位子系統(tǒng)(7)均設(shè)置在膠囊殼體(1)內(nèi)，所述控制器(5)的發(fā) 光子系統(tǒng)控制信號輸出端連接發(fā)光子系統(tǒng)(2)的信號輸入端，控制器(5)的照明光控制信號 輸出端連接照明裝置(4)的控制信號輸入端，成像子系統(tǒng)(3)的成像信號輸出端連接控制器 (5) 的成像信號輸入端，膠囊定位子系統(tǒng)(7)的定位信息通信端連接控制器(5)的定位信息 通信端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述 膠囊殼體（1)由上半部分的透明半殼（1.1)和下半部分的非透明半殼（1.2)連接成一體構(gòu) 成。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述 發(fā)光子系統(tǒng)(2)包括光源(2.1)和結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)，所述控制器(5)的發(fā)光子系統(tǒng)控制 信號輸出端連接光源(2.1)的信號輸入端，光源(2.1)的光軸軸心與結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2) 的光信號輸入端的軸心同軸，所述結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)的出光面與膠囊殼體(1)的軸線之 間的夾角α為0°~45°。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述 結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)的出光口面向透明半殼（1.1)，所述照明裝置(4)的出光口面向透明 半殼(1.1)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述 結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)由多塊濾光片（2.3)和多塊遮光擋板(2.4)交替布置形式，多塊濾光 片(2.3)顏色排列順序根據(jù)預(yù)設(shè)的3D成像結(jié)構(gòu)光編碼順序確定。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:每塊 濾光片(2.3)和每塊遮光擋板(2.4)的寬度均相等且寬度均小于1mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:它還 包括用于連接上位機的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(6)，所述控制器(5)的通信端連接數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng) (6) 〇8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述 膠囊殼體（1)內(nèi)固定有柔性電路安裝板(9)，所述柔性電路安裝板(9)包括上水平柔性電路 安裝板(9.1)、垂直柔性電路安裝板(9.2)和下水平柔性電路安裝板(9.3)，所述上水平柔性 電路安裝板(9.1)和下水平柔性電路安裝板(9.3)通過垂直柔性電路安裝板(9.2)連接，所 述上水平柔性電路安裝板(9.1)和下水平柔性電路安裝板(9.3)與膠囊殼體（1)的軸線平 行； 所述上水平柔性電路安裝板(9.1)上安裝有發(fā)光子系統(tǒng)（2)、照明裝置(4)和成像子系 統(tǒng)（3)，所述下水平柔性電路安裝板(9.3)上安裝有數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)（6)、膠囊定位子系統(tǒng) (7)、電源（8)和控制器（5)，所述電源（8)分別向發(fā)光子系統(tǒng)（2)、成像子系統(tǒng)（3)、控制器 (5 )、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(6)和膠囊定位子系統(tǒng)(7)供電。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光的3D立體成像膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:上述 成像子系統(tǒng)（3)包括CMOS圖像傳感器(3.1)和光學(xué)鏡頭（3.2)，所述光學(xué)鏡頭（3.2)安裝在 CMOS圖像傳感器(3.1)的圖像感應(yīng)端，上述CMOS圖像傳感器(3.1)的信號輸出端連接控制器 (5)的成像信號輸入端。10. -種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡成像方法，其特征在于，它包括如下步驟： 步驟1:將膠囊殼體(1)置于消化道內(nèi)； 步驟2:利用上位機通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(6)對控制器(5)進行控制，控制器(5)控制照 明裝置(4)點亮； 步驟3:控制器(5)控制光源（2.1)發(fā)出白光，光源（2.1)發(fā)出的白光照射到結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生 模塊(2.2)上，結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)對所述白光進行濾光處理，形成所需的3D成像結(jié)構(gòu)光， 該3D成像結(jié)構(gòu)光照射在消化道內(nèi)部目標物體表面形成一個3D成像光帶； 步驟4:成像子系統(tǒng)（3)對消化道內(nèi)部目標物體表面的3D成像光帶進行成像，并將成像 信息傳輸給控制器(5)，控制器(5)將成像信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(6)傳輸給上位機，上位 機利用結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生模塊(2.2)中濾光片(2.3)和遮光擋板(2.4)排列順序所對應(yīng)的編碼信息 對成像信息進行成像解碼處理，根據(jù)成像解碼信息計算出目標物體表面在3D成像中的空間 坐標； 步驟5:膠囊定位子系統(tǒng)（7)將得到的膠囊殼體（1)此時姿態(tài)和位置信息傳輸給控制器 (5)，控制器(5)將膠囊殼體(1)此時的姿態(tài)和位置信息通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(6)傳輸給上位 機，上位機根據(jù)目標物體表面在3D成像中的空間坐標以及膠囊殼體（1)此時的姿態(tài)和位置 信息，將目標物體在3D成像中的空間坐標轉(zhuǎn)換成世界坐標，形成點云數(shù)據(jù)； 步驟6:膠囊殼體（1)在消化道內(nèi)的不同位置均通過上述步驟2~5的方法得到對應(yīng)的點 云數(shù)據(jù)； 步驟7:上位機對消化道內(nèi)不同位置得到的點云數(shù)據(jù)，進行配準融合，得到完整的點云 信息，對整個消化道的所有點云數(shù)據(jù)進行三維建模，并將三維建模圖案進行顯示。
【文檔編號】A61B1/00GK105996961SQ201610270301
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】袁文金, 張皓, 劉浩
【申請人】安翰光電技術(shù)（武漢）有限公司