阅读说明：本技术 一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜 (Online disease identification endoscope with three-dimensional reconstruction function ) 是由 马晋平 杨杰 杨光谱 张天豪 王颖钊 陈松林 李少军 杨习锋 曾晨光 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具备三维重建功能的内窥镜,其能够基于计算机单目视觉的方式,在行内窥镜检查过程中针对病变三维形态进行实时重建,丰富了内窥镜系统标准病例数据库信息采集方式、提高了病症形态可视化水平,兼容性强,同时通过将采集得到的疾病局部特征三维形态集合成数据库,能够更精确的进行疾病匹配,提高了临床早筛过程检测出病变的效率。本发明一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜,包括内窥镜本体、显示器、内窥镜处理系统；内窥镜本体、显示器均与内窥镜处理系统连接,内窥镜处理系统根据接收到的内窥镜本体发送的二维图像生成三维重建图像,并将三维重建图像与标准病例数据库信息进行匹配,根据匹配度判断疾病类型及位置结果。(The invention provides an endoscope with a three-dimensional reconstruction function, which can perform real-time reconstruction aiming at three-dimensional forms of pathological changes in the process of in-line endoscopy based on a computer monocular vision mode, enriches the information acquisition modes of a standard case database of an endoscope system, improves the visualization level of the forms of the pathological changes, has strong compatibility, can perform more accurate disease matching by integrating the acquired three-dimensional forms of local characteristics of diseases into a database, and improves the efficiency of detecting the pathological changes in the process of clinical early screening. The invention relates to an online disease identification endoscope with a three-dimensional reconstruction function, which comprises an endoscope body, a display and an endoscope processing system, wherein the endoscope body is provided with a plurality of endoscope channels; the endoscope body and the display are connected with the endoscope processing system, the endoscope processing system generates a three-dimensional reconstruction image according to the received two-dimensional image sent by the endoscope body, the three-dimensional reconstruction image is matched with the standard case database information, and the disease type and position result is judged according to the matching degree.)

一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜。

背景技术

临床上结肠镜检查是用来检查肠道内部病变的一种诊断及治疗方式，其适用于息肉、溃疡性结肠炎、慢性结肠炎、结肠癌等的诊治与治疗。中国胃癌每年新发胃癌40.5万例、死亡32.5万例，是亟待解决的公共卫生问题。有研究表明，患者如能在早癌阶段及时接受内镜检查与治疗，能大大提高五年存活率(达90％)，其对降低胃癌发病率与死亡率，节约医疗资源具有重要意义。目前早癌可以通过内窥镜检查到可疑病变，再通过病理学的方式进行最终判定。然而，目前行内窥镜过程医生看到的是局部的二维影像，对结直肠的整体形态、病变等显示不全面；病理学上制作切片/涂片再到显微镜下观测是否细胞癌变的方式也耗时较长，不利于早癌的检测效率及检测成本。

发明内容

本发明提供一种具备三维重建功能的内窥镜，其能够基于计算机单目视觉的方式，在行内窥镜检查过程中针对病变三维形态进行实时重建，丰富了内窥镜系统标准病例数据库信息采集方式、提高了病症形态可视化水平，兼容性强，同时通过将采集得到的疾病局部特征三维形态集合成数据库，能够更精确的进行疾病匹配，提高了临床早筛过程检测出病变的效率。

本发明一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜，包括内窥镜本体、显示器、内窥镜处理系统；所述内窥镜本体、所述显示器均与所述内窥镜处理系统连接，所述内窥镜处理系统根据接收到的所述内窥镜本体发送的二维图像生成三维重建图像，并将三维重建图像与标准病例数据库信息进行匹配，根据匹配度判断疾病类型及位置结果。

优选的，所述内窥镜本体由内窥镜远端、内窥镜近端及内窥镜手柄组成。

优选的，所述内窥镜远端由软性材料制成，为多腔道结构，所述内窥镜远端的断面分别分布有摄像头、照明光源、出水口、出气口及活检通道。

优选的，所述内窥镜近端和所述内窥镜远端相连接，其由硬质材料制成，为一多腔道结构。

本发明提供一种具备三维重建功能的内窥镜，其能够基于计算机单目视觉的方式，在行内窥镜检查过程中针对病变三维形态进行实时重建，丰富了内窥镜信息采集方式、提高了病症形态可视化水平，同时通过将采集得到的疾病局部特征三维形态集合成数据库，能够更精确、快速的进行疾病匹配，提高了临床早筛过程检测出病变的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜的整体结构图；

图2为内窥镜疾病形态三维重建过程示意图；

图3为内窥镜疾病数据搜集及疾病智能判定。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种具有三维重建功能的在线疾病识别内窥镜，包括内窥镜本体、显示器、内窥镜处理系统。具体连接方式参见图1，显示器与内窥镜处理系统连接，内窥镜本体与内窥镜处理系统连接。

上述内窥镜本体，由内窥镜远端、内窥镜近端及内窥镜手柄组成。

内窥镜远端由软性材料制成，为多腔道结构，至少具备单平面内四向拐弯功能。内窥镜远端的断面分别分布有摄像头、照明光源、出水口、出气口及活检通道。

内窥镜近端和内窥镜远端相连接，其由硬质材料制成，为一多腔道结构。内窥镜近端主要起行内窥镜检查过程刚性支撑及相应的光、电、气、水路、活检通道通畅作用。

内窥镜手柄主要起相关水、电、气、光控制及调节内窥镜远端转向作用。

上述内窥镜显示器，主要起行内窥镜检查过程中内窥镜***段形状实时显示，相关疾病二维图像、三维重建图像的展示，以及相关疾病类型及位置判定结果的显示。

上述内窥镜处理系统，起到二维图像及视频的采集、利用相关算法整合成三维重建模型信息、疾病匹配及智能诊断的作用，具体如图2、图3所示。

具体过程是：内窥镜本体进镜过程开启计算机单目视觉模式，该重建方式不改变现有主流内窥镜获取信息方式，兼容性强。当发现可疑病变时，临床医生可以通过内窥镜手柄重点选择可疑病变位置进行相关部位二维信息采集(内窥镜摄像头获取二维图像并发送至内窥镜处理系统)，内窥镜处理系统针对获取到的二维图像，进行图像特征点提取，三维坐标标定，提取3D点云数据后自动进行在线三维重建，并基于色彩调整图像生成结直肠彩色纹理，重建完成后，内窥镜处理系统可将二维图像、三维重建结果与标准病例数据库中信息进行匹配，并智能判断输出疾病类型及位置结果，完成疾病在线辅助诊断。

上述疾病标准病例数据库可基于现有数据库，亦可基于临床病变数据(包括但不限于病变位置的二维、三维图像信息)自动采集，并可引入后期相应的病理涂片/切片、代谢质谱学等分析结果进行数据库数据补充、完善、标准化。上述疾病匹配、智能判定可通过疾病识别模型，其模型主要基于人工智能深度学习网络并通过训练得到，根据疾病信息匹配度可以设定一定阈值，当智能诊断信息和标准病例数据匹配程度超过或等于该阈值，则判定为属于该疾病；反之，即智能诊断信息和标准病例数据匹配程度小于该阈值，则内窥镜系统提示进行人工干预，由临床医生进行疾病判定，并手动添加至相应的疾病数据库中。该疾病识别模型可通过接触新的病例或后期智能诊断结果反馈进行相关模型参数修正、完善。

此外，内窥镜处理系统在进境的同时还能完成结直肠整体轨迹重建，发现病变的第一时间可在结直肠模型上添加相应电子标签，该电子标签可用于疾病智能判定后疾病位置回溯，对于后续可能的病理样本收集起到一定帮助。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。