内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统及方法技术方案

本申请涉及内窥镜领域，公开了一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统及方法，包括：光箱、照明通路和结构光通路；所述光箱中设置有光源；所述照明通路包括遮挡镜片、第一耦合器、第一光纤和照明透镜；所述遮挡镜片被配置为在所述第一耦合器与所述光源之间切入切出；所述第一光纤的一端连接到所述第一耦合器，另一端连接到所述照明透镜；所述结构光通路包括结构光发生器、第二耦合器、第二光纤和结构光投影器；所述结构光发生器被配置在所述第二耦合器与所述光源之间切入切出；所述第二光纤的一端连接到所述第二耦合器，另一端连接到所述结构光投影器。影器。影器。

【技术实现步骤摘要】
内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统及方法


[0001]本申请涉及内窥镜领域，特别涉及一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统及方法技术。

技术介绍

[0002]现有技术中传统的内镜前端主要包括送气送水喷嘴、物镜、照明透镜、器械工作通道。其中照明透镜用来照明，物镜用来采集图像。一般胃镜具有两个照明点，肠镜具有三个照明点。光源由灯箱产生，通过光箱到光纤束耦合器，再由导光束传导至内镜前端照明透镜进行照明。
[0003]在内窥镜检测息肉的应用中,息肉大小的准确测量对于结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)的筛选及监测十分重要。腺瘤大小是CRC重要的远期预测因素，主观性的息肉大小测量对CRC危险分层和随访间期时间有重要意义，大于或等于1cm的腺瘤随访间期更短。并且，结肠镜下肿瘤大小对于肿瘤的性质的判断及治疗方案的选择密切相关。对于大于3cm的息肉，内镜下切除风险较大，需要进行肠段切除；但对于小于3cm结肠息肉，可以通过内镜黏膜下切除术(EMR)或内镜黏膜下剥离术(ESD)完全切除，且并发症发生率较低。即便对于小于3cm的息肉，息肉不同大小的内镜治疗方式亦不尽相同。因此，许多指南在制定结肠息肉内镜下治疗时均将息肉大小作为一个重要适应证指标。但是，内镜下判断息肉大小目前尚没有统一的标准，在临床工作中，息肉的大小常常仅靠医师根据自己的经验进行目测判断，其与实际息肉大小有时相差甚远。Eichenseer等比较了15位内镜专家对10～25mm的息肉在内镜下估计的大小与切除后的组织标本直接测量的大小进行对比，发现平均变异率为73.6％(13％～127％)，错误率为62.6％(0～91％)，以过大估计更为多见，从而导致为部分患者提供了不合适的结直肠肿瘤筛查建议。
[0004]另外在2016年发表于Gastroenterology期刊上的一项研究中，纳入了同时有直接通过内镜判断及切除后病理测量的数据且完整切除的息肉。作者比较了内镜医师和病理科医师的息肉测量方法，并同时分析了引起错误测量的内镜或者息肉方面的相关因素。此研究中，切除术后的息肉马上浸入福尔马林液并送往病理科进行下一步处理。由最小刻度为mm的尺子所测量的病理大小为金标准。息肉被分为两组，分别为大于1cm和小于1cm。息肉也同样被分为高估(内镜估测值偏高)和低估(内镜估测值偏低)两组，根据患者性别、息肉形态、组织学以及息肉位置等进行。研究期间，50名内镜医师与12名内镜助手共完成了9146例结肠镜，共切除6067枚息肉，其中1422例患者的1528例病变符合纳入标准。这些内镜医师平均有15年的内镜经验。研究者发现内镜下息肉估测值多集中于1cm和2cm，与病理测值相比，大部分估测值偏高。上述发现提示内镜医师们更倾向于将息肉大小四舍五入地估计为偏大的测量值，这一现象在大息肉中更为常见，偏大的估测值将会缩短随访间期。内镜估测值直径大于1cm的息肉中约半数(46％)实际大小不足1cm，这些患者的随访时间可能从较为合适的5～10年缩短为3年。相反，估测值偏低的小部分患者则接受了不恰当的随访时间延长。研究者指出如果息肉的估测大小作为评估腺瘤进展期的唯一标准，则约10％的患者会接受不
合理的随访。
[0005]目前的一些内镜下息肉大小测量的方法主要包括内镜医师直接目测，或者利用一些器械作为参考进行估计。比如将活检钳的开口大小作为参考，或者通过一些器械连接线上的刻度进行测量估计。但是这可能由于工具和病灶离开镜头的距离并不一样、病灶在不同距离和不同角度显示的大小和形状不同导致测量准确性不高。
[0006]亟需一种能准确测量息肉大小的内窥镜系统。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，能够自动而准确地测量内窥镜中的息肉大小。
[0008]本申请的实施方式提供了一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，包括：光箱，照明通路和结构光通路；
[0009]所述光箱中设置有光源；
[0010]所述照明通路包括遮挡镜片、第一耦合器、第一光纤和照明透镜；所述第一耦合器被配置为实现所述光箱和所述第一光纤之间的耦合；所述遮挡镜片被配置为在所述第一耦合器与所述光源之间切入切出；所述第一光纤的一端连接到所述第一耦合器，另一端连接到所述照明透镜；
[0011]所述结构光通路包括结构光发生器、第二耦合器、第二光纤和结构光投影器；所述第二耦合器被配置为实现所述光箱和所述第二光纤之间的耦合；所述结构光发生器被配置在所述第二耦合器与所述光源之间切入切出；所述第二光纤的一端连接到所述第二耦合器，另一端连接到所述结构光投影器；
[0012]所述照明透镜和所述结构光投影器被配置在内窥镜的端部。
[0013]在一个优选例中，所述结构光发生器与所述遮挡镜片同时切入切出。
[0014]在一个优选例中，当切换到结构光模式，所述遮挡镜片切入所述第一耦合器与所述光源之间，遮挡所述照明通路；所述结构光发生器切入所述第二耦合器与所述光源之间产生结构光；
[0015]当切换到白光模式时，所述遮挡镜片和所述结构光发生器同时切出，所述第一光纤和所述第二光纤均传导照明光。
[0016]在一个优选例中，所述结构光发生器产生波长在400
‑
700nm之间的可见光。
[0017]在一个优选例中，所述结构光发生器产生的光的通带宽度是中心波长值的5％以下。
[0018]在一个优选例中，所述内窥镜的端部还配置有喷嘴、物镜和器械出口。
[0019]在一个优选例中，所述光源为氙灯、激光或者LED。
[0020]本申请还公开了一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量方法包括以下步骤：
[0021]如前文描述的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统在白光模式进行拍摄，将拍摄图像输入经过训练的目标检测模型，以实时检测息肉是否出现；
[0022]如果检测到息肉，使用基于编码器
‑
解码器结构的深度神经网络对息肉区域进行实时自动分割；
[0023]切换所述内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统至结构光模式，进行结构光成像；
[0024]使用图像处理系统对采集到的结构光图像进行分析，结合息肉分割结果计算息肉尺寸。
[0025]在一个优选例中，所述目标检测模型包括第一编码器和检测器；
[0026]所述第一编码器被配置为对白光模式下获得的图像进行特征提取，得到特征图；
[0027]所述检测器被配置为对输入的所述特征图进行回归，得到息肉所在位置的坐标。
[0028]在一个优选例中，所述基于编码器
‑
解码器结构的深度神经网络包括：
[0029]用于输入图像的第二编码器，包括卷积层、激活层、池化层；
[0030]用于输出结果的解码器，包括卷积层、激活层、串联层、上采样层；
[0031]所述第二编码器和所述解码器之间通过跨层特征融合将尺寸差异小于预定阈值的特征图融合在一起。
[0032]本申请的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统及方法有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，其特征在于，包括：光箱、照明通路和结构光通路；所述光箱中设置有光源；所述照明通路包括遮挡镜片、第一耦合器、第一光纤和照明透镜；所述第一耦合器被配置为实现所述光箱和所述第一光纤之间的耦合；所述遮挡镜片被配置为在所述第一耦合器与所述光源之间切入切出；所述第一光纤的一端连接到所述第一耦合器，另一端连接到所述照明透镜；所述结构光通路包括结构光发生器、第二耦合器、第二光纤和结构光投影器；所述第二耦合器被配置为实现所述光箱和所述第二光纤之间的耦合；所述结构光发生器被配置在所述第二耦合器与所述光源之间切入切出；所述第二光纤的一端连接到所述第二耦合器，另一端连接到所述结构光投影器；所述照明透镜和所述结构光投影器被配置在内窥镜的端部。2.如权利要求1所述的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，其特征在于，所述结构光发生器与所述遮挡镜片同时切入切出。3.如权利要求2所述的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，其特征在于，当切换到结构光模式，所述遮挡镜片切入所述第一耦合器与所述光源之间，遮挡所述照明通路；所述结构光发生器切入所述第二耦合器与所述光源之间产生结构光；当切换到白光模式时，所述遮挡镜片和所述结构光发生器同时切出，所述第一光纤和所述第二光纤均传导照明光。4.如权利要求1所述的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，其特征在于，所述结构光发生器产生波长在400
‑
700nm之间的可见光。5.如权利要求1所述的内窥镜下病灶绝对尺寸测量系统，其特征在于，所述结构光发生器产生的光的通带宽度是...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜武华，钱大宏，徐健玮，黄显峰，蒋志新，
申请(专利权)人：山东威高宏瑞医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：