本實用新型屬于內窺鏡系統成像技術領域，更具體地，涉及一種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統。

背景技術：

目前，在婦產科、肛腸科和泌尿外科的微創手術中，有可能出現由于無法準確定位輸尿管位置而導致輸尿管被誤切或誤扎的醫療事故。輸尿管損傷如果處理不當容易發生嚴重的并發癥，給患者帶來極大的痛苦，嚴重者會危及患者的生命。

現有技術公開了一類發光導光管，進行手術時在患者輸尿管中插入發光導光管，通過其發出的光來指示輸尿管；在開放性手術中可以采用這類方法指示輸尿管的位置，但在微創手術中很難應用該類方法來實時指示輸尿管的位置；因為在微創手術中，醫生是根據內窺鏡在患者體內采集的、并在顯示設備上實時顯示的圖像進行手術；一方面，導光管發出的光在透過包覆輸尿管的人體組織時，導光管所發出的光穿過這些組織后透射出來的光減弱，而內窺鏡工作在較強的光照條件下，較強的光照可能會湮沒發光導光管所發出的微弱光，使得導光管不能準確指示輸尿管位置；另一方面，由于考慮到患者舒適度以及手術所涉及的部位，不同情況下采用不同的內窺鏡，不同的內窺鏡的感光能力不同，光圈小的內窺鏡不能很好的采集到導光管所發出的弱光，因此不能準確指示輸尿管的位置。

公開號為CN 105282454A的中國專利公開了“一種內窺鏡成像系統及成像方法”，通過在明暗交替的光照下采集亮圖像和暗圖像，并對亮圖像和暗圖像進行融合處理以消除亮圖像中的亮斑得到亮度均衡的圖像，來解決現有內窺鏡成像的圖像亮度不均衡的問題，但該技術不能實現在微創手術中輸尿管位置的實時準確指示。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其目的在于解決在微創手術中輸尿管位置不能實時準確指示的問題。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，包括圖像采集單元、輔助檢測單元和圖像處理單元；

其中，圖像采集單元的第一端與輔助檢測單元連接；圖像處理單元的第一端與圖像采集單元的第二端連接；圖像處理單元的第二端作為系統連接外部顯示裝置的接口；

其中，圖像采集單元用于在明暗交替的光照條件下采集人體內腔的亮圖像和暗圖像；在亮圖像中，人體內腔的組織清晰可見，但輸尿管位置無法識別；在暗圖像中，輸尿管中的導光管可見，但是其他組織較暗而無法識別；圖像處理單元用于根據亮圖像和暗圖像生成能準確指示輸尿管位置的內窺鏡圖像；

其中，暗圖像是指在暗光條件下采集到的圖像中平均灰度值較小、且能清晰的檢測到發光管的圖像；亮圖像是指在亮光條件下采集到的圖像中平均灰度值較大、且能清晰的顯示內腔組織的圖像。

優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，還包括圖像顯示單元，圖像顯示單元的輸入端連接圖像處理單元的第二端；圖像顯示單元用于實時顯示圖像處理單元生成的圖像。

優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其圖像采集單元包括照明光源、內窺鏡和攝像機；所述攝像機包括前端采集裝置和后端處理裝置；

其中，照明光源與內窺鏡通過光纖連接，攝像機的前端采集裝置與內窺鏡連接；內窺鏡與攝像機的前端采集裝置配合，在照明光源提供的明暗交替光照條件下，用于進行人體內腔信息采集，包括人體內腔的亮圖像和暗圖像；并通過光纖將采集到的信息發送到攝像機的后端處理裝置，攝像機的后端處理裝置的輸出端作為圖像采集單元的第二端。

優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其圖像處理單元包括圖像采集卡和圖像處理服務器；

其中，圖像采集卡的輸入端作為圖像處理單元的第一端，圖像處理服務器的輸入端與圖像采集卡的輸出端連接，圖像處理服務器的輸出端作為圖像處理單元的第二端；

圖像采集卡用于從攝像機后端處理裝置實時獲取視頻流；所述圖像處理服務器用于實時處理從圖形采集卡獲取的視頻流，生成實時圖像。

優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其輔助檢測單元包括導光管與指示光源；導光管與指示光源通過光纖連接；

工作時，將導光管插入到人體輸尿管以指示輸尿管位置信息，指示光源置于人體外，用于為導光管提供光源。

進一步優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其導光管為明暗相間的導光管；明暗相間的導光管使得采集到的暗圖像上與導光管對應的暗區域與透光區域交替分布；根據暗圖像上透光區域圖像像素的灰度值獲取輸尿管的深度信息。

進一步優選的，上述的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，其照明光源的亮、暗強度可調，亮暗交替的頻率可調，亮暗交替的占空比可調；用于為內窺鏡提供明暗交替的光照。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本實用新型提供的這種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，在光源提供的明暗交替光照下采集人體內腔圖像；通過圖像處理單元對人體內腔圖像進行處理，實時地生成能準確指示輸尿管位置的內窺鏡圖像；

在婦產科、肛腸科和泌尿外科等微創手術中，醫生無法用肉眼直觀地觀察到輸尿管的位置，也不能用手感知器官來識別輸尿管；本實用新型提供的這種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，生成的內窺鏡圖像可在手術過程中實時反應輸尿管的位置信息，為手術提供極大便利，在提高手術效率的同時，可降低因輸尿管位置不便觀察導致醫療事故的發生概率，極大程度的避免病人因輸尿管損傷的醫療事故而承受的痛苦；

(2)本實用新型提供的這種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統，不僅可以應用在微創性手術中，在開放性手術中同樣適用。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖1所示，是實施例提供的在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統的結構示意圖；實施例提供的這種在腹腔手術中檢測并顯示輸尿管的系統包括輔助檢測單元、圖像采集單元、圖像處理單元和圖像顯示單元；

其中，圖像采集單元的第一端與輔助檢測單元連接；圖像處理單元的第一端與圖像采集單元的第二端連接；圖像顯示單元的輸入端與圖像處理單元的第二端連接；圖像顯示單元用于實時顯示圖像處理單元生成的圖像。

實施例中，圖像采集單元包括照明光源、內窺鏡和攝像機；攝像機包括前端采集裝置和后端處理裝置；照明光源與內窺鏡通過光纖連接；前端采集裝置與內窺鏡連接，后端處理裝置與圖像處理單元連接。

實施例中，照明光源根據編碼提供明暗交替的光，用于給人體內腔提供光照，便于內窺鏡探測人體內腔，以及攝像機拍攝人體內部圖像。

圖像處理單元包括圖像采集卡和圖像處理服務器，圖像顯示單元采用圖像顯示器實現；輔助檢測單元包括導光管和指示光源；導光管是等間距綁有不透明膠帶的導光管，與指示光源連接，實施例里采用LED光源作為指示光源；工作時，導光管順著人體輸尿管形態插入在人體輸尿管中，指示光源置于人體外。

將該系統應用于人體內腔檢測時，其圖像采集單元在明暗交替的光照條件下獲得人體內腔的亮圖像和暗圖像，一亮一暗的一對光照構成一個周期，每個周期內采集一張暗圖像，一張亮圖像；在暗光照階段，采集到的圖像中平均灰度值最小的圖像即為暗圖像，且能清晰的檢測到輸尿管的位置信息；在亮光照階段，采集到的圖像中平均灰度值最大的圖像即為亮圖像，且能清晰的顯示出內腔組織圖像。

實施例中，為了提高圖像處理的效率，在每種光照狀態下采集的幀數為2幀～3幀，由此既可獲得滿足需求的亮、暗圖像，也可提高保證較快的實時處理速度。

由于導光管發出的光在人體組織的傳播中會散射，因此在暗圖像中捕獲到的導光管的圖像比實際輸尿管粗；為更加精確的顯示輸尿管的水平位置信息，本實施例中，圖像處理單元根據暗圖像和亮圖像獲取輸尿管的水平位置信息和深度信息；

在獲取輸尿管深度的過程中，根據暗圖像中的亮像素點的灰度值進行深度的估計；輸尿管在組織內部越深，則內窺鏡攝像機捕捉到的圖像越暗；相反，輸尿管在組織內部越淺，則內窺鏡攝像機捕捉到的圖像就越亮；圖像處理單元根據上述的水平位置信息和深度信息生成能實時、準確指示輸尿管位置的內窺鏡圖像。

目前，在婦產科、肛腸科和泌尿外科的微創手術中，由于無法實時的觀查到輸尿管的位置而導致的輸尿管損傷時有發生，且大多數損傷未能在術中及時發現，給患者帶來極大痛苦，也會產生很大的人力、物力浪費；本實用新型提供的這種檢測并顯示輸尿管的系統，可以實時準確的指示輸尿管的位置信息，將其應用于手術中，則可以避免誤傷輸尿管，具有極大的價值。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。