50和后向成像路径52不会被探头10的任何组件阻挡。
[0037]由于前向成像视场66a和后成像视场66b的相对位置空间固定在传感器66上，两个视频图像可被对准且被一起显示，使得内视镜医师可容易相对于前视图像关联和确定后视图像上看见的病灶的位置。
[0038]双视物镜已被一些研究团体研究。然而，报告的双视物镜无内置照明系统。相反地，其只依赖于标准结肠镜的外部照明。请参阅Waye JD、Heigh RI、Fleischer DE等人，A retrograde-viewing device improves detection of adenomas in the colon ：a prospective efficacy evaluation(with videos)， Gastrointestinal Endoscopy,2010 年 3 月；71 (3):第 551 页到第 556 页；Wang RCC、Deen MJ、Armstrong D、Fang QY，Development of a catadioptric endoscope objective with forward and side views,Journal of Biomedical 0ptics，2011年6月；16(6) ;Ma J、Simkulet M、Smith J，C_viewomnidirectional endoscope for minimally invasive surgery/diagnostics, SPIEProceedings，2007 年；6509 :65090C ;Ryusuke S、Takarou E、Tomio Y，Omnidirectionalvision attachment for medical endoscopes，0MNIVIS08,2008 年：第 1 页到第 14 页。因此，在这些现有领域系统中，前照明和后照明两者均被物镜部分阻挡。此外，后视被如上解释用于前向成像的前透镜组的机械透镜支架部分阻挡。我们的系统的一些实施方案中的单个图像在竞争技术中不可行，诸如第三只眼全景结肠镜，其使用两个不同监视器，要求医师同时观看两个屏幕且使得医师难以对准和定位图像。
[0039]偏振照明和检测可在本文描述的本发明的实施方案中用于将来自粘膜、水和粘蛋白的镜面反射移除和提高病变组织的可视性。此可通过将偏振器(未显示)放置在辐射源(也未显示)与光纤环12和14之间或通过将分析器(S卩，偏振器)72放置在成像光学器件与成像传感器66之间而完成。此设计还通过捕获来自组织内部的经散射电磁辐射和移除非所要的镜面反射而允许病灶以高对比度被更容易地看见。
[0040]作为经偏振白光成像的补充或替代，系统还可为自发荧光成像并入一系列激发波长，诸如280nm、340nm或440nm以改善病灶对比度。为此目的，发射滤波器74可如在图2中用于阻挡照射前向视场和背视场的辐射的反射但是透射由来自前向视场和背视场的自发荧光发射的辐射到传感器66。传感器66可包括CMOS装置或(XD。图2中的分析器72和发射滤波器74的位置可互换且发射滤波器74可被放置在成像路径中的任何地方。
[0041]照明或激发滤波器99 (诸如图1中的虚线中所示的滤波器)也可被放置在前向路径18和后向路径46的照明路径中的任何位置以传递窄波段的波长用于前向和背视场成像。探头10的成像模式通过改变照明光谱(诸如通过选择适当的照明或激发滤波器或发射滤波器74)而切换。
[0042]以此方式，探头10能够进行多模态操作，其中适当的操作模式可被选择用于任何特定应用，诸如白光、偏振光、荧光和窄波段成像。
[0043]对于传感器侧上的物镜的0.2的数值孔径，相应F/#可为2.5。在此实例中，前向视场可为+/-45°度且360°全向后视场优选向后从100°到140°。两个成像场共享靠近传感器的后透镜组64，而非前透镜组62，其只用于使前向视场成像。背视场还通过反射器68且随后通过后透镜组64成像到传感器66上。成像视场可通过后透镜组64和前透镜组62的不同光学方案而针对特定应用定制。
[0044]增大病灶对比度的当前技术
[0045]内视镜成像的最新进步(诸如窄波段成像(NBI)和弹性成像色彩增强(FICE))尚未改善息肉检测率超过结合高分辨率白光内视镜检查实现的检测率。高风险锯齿形病灶难以看见，因为其趋向于无柄或扁平的且具有差的色彩对比度。色素内镜检查可增大这些肿瘤的检测，但是其是耗时的、难懂且尚未被具有有限时间用于手术的忙碌的内视镜医师接受用于临床实践。配备自发荧光成像的内视镜已被开发来协助具有差的对比度的息肉和肿瘤的检测。小型研究已表明自发荧光内视镜可改善息肉检测，然而结果可能有待结合双视能力而进一步改善。
[0046]图像重叠
[0047]如图2中所示且如上所述，CMOS传感器66的中心部分66a通过前透镜组62捕获图像且外部分66b通过反射器68从后视场获得图像，所述反射器68优选地为非球面的。来自中心部分和外部部分的表示前向视场和背视场的输出信号80、82随后可由处理器84处理，处理器84发送信号到显示器86用于在相同图像88中一起显示前向视场和背视场。同时在监视器(图2)上显示前向视场(F)和背视场(B)，其中中心区域用于前向视场且外环用于360度全向背视场。FR图像88被显示在相同监视器84上，交替彩色图像。在背视场大的情况下，其还覆盖许多侧向视场。前组62和后组64中的物镜中的一个或多个可为变焦透镜，使得用于照明和成像的探头的前向视场和背向视场的放大率和角度可根据需要调整。用于照明和成像的探头的前向视场和背向视场的放大率和角度也可通过移动图1和图2中的前透镜组62和/或后透镜组64中的透镜中的一个或多个和移动图5A、图5B中的透镜152而调整。
[0048]虽然探头10可被用作单个独立成像探头或内视镜，但是其还适于结合具有如图3A中说明的手术通道的任何内视镜和手术仪器使用。图3A是用于说明本发明的另一实施方案的内视镜的截面图，内视镜具有用于容纳成像探头的通道。图3B是图3A的内视镜的远端的透视图。如图3A中说明，探头10可被传递到内视镜或腹腔镜100的内部仪器通道102中以在内视镜检查或手术（腹腔镜手术或机器人手术）期间使用。替代地，其可携载在内视镜或腹腔镜100的外部仪器通道104中。
[0049]图4A是用于说明内视镜如何用于检查的结肠34或小肠中用于检查结肠或小肠的图3A的内视镜100的远端的截面图。图4B说明使用用于检查图4A中的结肠或小肠的图3A的内视镜获得的前向视场和背视场的显示。因此，以类似于上文描述的当探头10被用作独立检查探头的方式，携载在内视镜100中的探头10可用于在前向视场中检测病灶（诸如病灶28)和用于在背视场中检测病灶30。病灶28的前向视场（图像）28'和病灶30的背视场（图像）30'被显示为相同监视器86上的对准图像。相应视场的相对大小可针对特定应用定制。
[0050]多光子显微镜检查
[0051]对于2光子和3光子（多光子）显微镜检查，细胞或组织是几乎同时吸收两个/三个长波长来激发。例如，结合2光子显微镜检查，2个光子具有与两倍能量但一半波长的单个光子相同的效果。多光子成像中使用更长波长实现组织的更深穿透，在聚焦平面上对细胞的损伤较小。外源荧光标记以及原生荧光可被标定以产生高分辨率、高对比度的组织图像。此被快速开发用于成像，包括光纤体内显微镜检查。因此，可选择用于前向视场和背视场照明的适当波长以在本发明的任何一个或多个实施方案中实现多光子显微镜检查。
[0052]应用
[0053]探头10可被重复插入父仪器或管道仪器中且移除以允许通过内视镜的相同（单个）操作通道执行活组织检查和手术。此允许内视镜的单个通道在单个手术期间共享于双视成像和活组织检查或切除。
[0054]探头10可在手术期间根据需要容易地移除且清除粘液或残渣，而无须移除父装置/管道装置（腹腔镜或内视镜）。
[0055]探头10可在内视镜检查或手术期间结合多模态能力用于定位在常规内视镜检查或手术中未被看见的病灶；例如，结肠中的皱襞后方的息肉和隐藏在小肠中的皱襞后方的血管扩张和肿瘤的检测。
[0056]探头10可用于体腔（诸如胸腔）的机器人手术中以提供例如肺门或主血管、神经或重要结构（其用提供有限前视成像的现有仪器无法看见）的双视多模态成像。
[0057]探头1