СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ОБЪЕКТА, ЗАПОЛНЕННОЙ РАССЕИВАЮЩЕЙ СРЕДОЙ Российский патент 2011 года по МПК A61B1/06 G02B23/24 

Изобретение относится к различным областям машиностроения, приборостроения и медицины и предназначено для контроля внутренних стенок полостей и трубопроводов, заполненных или транспортирующих мутные, рассеивающие жидкости, например молоко, фармацевтические растворы и, в частности, для медицинской диагностики стенок кровеносных сосудов и кровесодержащих полостей.

Известен способ интраваскулярной эндоскопии [1], включающий введение эндоскопа в кровеносный сосуд, освещение полости сосуда источником света с длиной волны, вызывающей флюоресценцию молекул вещества атеросклеротической бляшки, и прием обратного флюоресцентного сигнала от тканей сосуда. Отраженный сигнал регистрируется приемным устройством в виде светового блика, по которому судят об изменении стенки сосуда.

Недостатком этого способа является невозможность построения видеоизображения внутренней стенки сосуда, а также недостаточная селективность способа, так как в ряде случаев обратный флюоресцентный сигнал может быть получен от стенки сосуда, не имеющей структурных изменений.

Известен способ получения изображения кровесодержащих полостей [2], включающий введение в исследуемую полость эндоскопа, освещение полости светом, формирование на основе отраженного о границы сред светового сигнала изображения исследуемой полости. При этом поле зрения обеспечивается путем временного рассеяния крови физиологическим раствором, вводимым через дистальный конец эндоскопа. Полученное изображение может быть сфотографировано или записано на видеомагнитофон.

Недостатком способа является то, что для получения изображения объекта (сосудистой стенки) необходимо на время исследования заместить кровь оптически прозрачной жидкостью, в частности физиологическим раствором.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ [3] получения изображения кровесодержащих полостей, включающий введение эндоскопа в исследуемую полость, освещение полости светом через движущуюся кровь, прием отраженного оптического сигнала с помощью эндоскопа, фильтрацию сигнала фоновой помехи, вызванной движущейся кровью, и формирование на основе отфильтрованного оптического сигнала.

Недостатками этого способа являются недостаточно высокая разрешающая способность, структурированность сетки, прочие элементы, которые мешают восприятию изображения как единого целого и могут скрывать мелкие детали и/или элементы границ раздела сред.

Известные способы получения изображения внутренней полости из-за удаленного расположения приемника относительно исследуемой поверхности и больших потерь в передающем тракте могут привести к ошибкам определения структурных изменений.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи повышения разрешающей способности и улучшение восприятия изображения как единого целого.

Результат достигается тем, что в способе визуализации внутренней полости объекта, заполненной рассеивающей средой, включающем введение в исследуемую полость источника света, освещение полости светом, прием отраженного оптического сигнала и формирование на основе отраженного оптического сигнала видеоизображения внутренних стенок полости, освещение полости производят с определенным параллаксом между осями приемо-передающей системы, рассчитанным в зависимости от показателя рассеяния жидкой среды, заполняющей полость, с длиной волны, выбранной из спектральных интервалов, соответствующих минимальному суммарному коэффициенту поглощения и рассеяния света жидкой средой, прием отраженного сигнала, характеризующего состояние стенок исследуемой полости, осуществляют в непосредственной близости от изображения, преобразуют в видеосигнал и регистрируют его вне объекта.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа визуализации внутренней полости объекта, на фиг.2 - вид по стрелке A.

Результаты исследований доказывают целесообразность применения предложенного способа.

Пример

При показателе рассеяния жидкой среды, заполняющей полость, равном 100÷200 мм^-1, с длиной волны λ≈0,6÷0,64 мкм, выбранной из спектральных интервалов, соответствующих минимальному суммарному коэффициенту поглощения и рассеяния света жидкой средой, параллакс между осями приемопередающей системы составляет 0,1÷2,0 мм.

Для осуществления предложенного способа было разработано устройство, где источник света, введенный в исследуемую полость 1, выполнен в виде светодиодов 2, расположенных по окружности 3 концентричной оси объектива приемника 4, сигнал с выхода которого передается на блок обработки изображения (не показан), установленный вне исследуемой полости.

Приемопередающую систему (источник и ТВ-приемник) вводят внутрь полости, и световой поток излучения подсвета регулируется изменением силы тока источника питания. Излучение подсвета через поток рассеивающей жидкости направлено на внутренние стенки полости, причем длина волны излучения подсвета выбирается таким образом, чтобы показатель преломления был минимальным. Отраженный сигнал регистрируют ТВ-камерой, находящейся внутри полости, и в виде электросигнала передают на блок обработки изображения и ТВ-монитор. В зависимости от показателя рассеяния рассчитывают параллакс оптических осей приемопередающей системы, причем с увеличением показателя преломления параллакс увеличивается.

Данный способ может быть осуществлен на предприятиях РФ на оборудовании, изготавливаемом в РФ, и соответствует критерию "промышленная применимость".

Источники информации

1. Патент США №5217456, кл. A61B 17/32, опубликовано 1993 г.

2. Патент США №4934339, кл. A61B 1/04, опубликовано 1989 г.

3. Патент РФ №2168927, кл. A61B 1/04, опубликовано 20.06.2001 г.

Изобретение относится к различным областям машиностроения, приборостроения и медицины и предназначено для контроля внутренних стенок полостей и трубопроводов, заполненных или транспортирующих мутные, рассеивающие жидкости. Способ включает введение в исследуемую полость источника света, освещение полости светом, прием отраженного оптического сигнала и формирование на основе отраженного оптического сигнала видеоизображения внутренних стенок полости. Освещение полости производят с определенным параллаксом между осями приемопередающей системы, рассчитанным в зависимости от показателя рассеяния жидкой среды, заполняющей полость, с длиной волны, выбранной из спектральных интервалов, соответствующих минимальному суммарному коэффициенту поглощения и рассеяния света жидкой средой. Прием отраженного сигнала, характеризующего состояние стенок исследуемой полости, осуществляют в непосредственной близости от изображения, преобразуют в видеосигнал и регистрируют его вне объекта. Применение данного изобретения позволит повысить разрешающую способность и улучшить восприятие изображения как единого целого. 2 ил.

Способ визуализации внутренней полости объекта, заполненной рассеивающей средой, включающий введение в исследуемую полость источника света, освещение полости светом, прием отраженного оптического сигнала и формирование на основе отраженного оптического сигнала видеоизображения внутренних стенок полости, отличающийся тем, что освещение полости производят с определенным параллаксом между осями приемопередающей системы, рассчитанным в зависимости от показателя рассеяния жидкой среды, заполняющей полость, с длиной волны, выбранной из спектральных интервалов, соответствующих минимальному суммарному коэффициенту поглощения и рассеяния света жидкой средой, прием отраженного сигнала, характеризующего состояние стенок исследуемой полости, осуществляют в непосредственной близости от изображения, преобразуют в видеосигнал и регистрируют его вне объекта.