[發明專利]用于觀察對象的視覺增強的觀察裝置和方法

有效

• 申請號: 201710695967.X
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107754063B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 喬治·塞梅利斯
• 申請（專利權）人: 徠卡儀器（新加坡）有限公司
• 主分類號: A61M5/42
• 分類號: A61M5/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

涉及一種在視覺上增強對象的觀察的觀察裝置和方法。裝置包括將輸出彩色圖像的時間序列投影至對象上的投影區域的輸出彩色圖像投影儀，其具有至少在可見光范圍內由一組輸出譜帶組成的輸出譜。裝置還包括在至少兩個輸入譜帶中從投影區域捕捉輸入彩色圖像的時間序列的多譜攝像機系統。輸入譜帶不同于輸出譜帶。裝置還從輸入彩色圖像得出輸出彩色圖像以及將輸出彩色圖像實時地投影至投影區域。由于輸入譜帶與輸出譜帶不同，可由裝置處理輸出彩色圖像以與輸入彩色圖像任意偏離而不影響攝像機系統操作。此允許在輸出彩色圖像中由偽彩色代替任何熒光輸入譜帶和改變顏色、添加符號或字母，及改變對比度和亮度，盡管它們在相同投影區域被直接投影至對象。

技術領域

本發明涉及一種用于觀察對象的視覺增強的觀察裝置和方法，尤其涉及一種醫學觀察裝置和方法。

背景技術

眾所周知，成像設備利用投影儀通過將圖像直接投影在患者上以在視覺上增強患者的身體上的血管。這些設備被用來提升用于臨床救助的血管的可見性，例如便于注射器的設置。操作原理基于使用NIR譜使組織成像的NIR攝像機，相較于在可見光范圍內，在NIR譜中血管相對于周圍組織展現了更高的對比度。可見光范圍指的是具有從大約390至700nm的波長的電磁輻射。NIR圖像的對比度被增強并且借助投影儀在皮膚上被顯示為可見光范圍內的圖像。圖像的血管被投影至身體的血管上，因此使得身體的血管更加可見。

此可視化方法允許對患者的容易且直接的視覺檢測，但具有許多缺點。

首先，此技術依賴于使用NIR攝像機，其在投影至患者的圖像的可見光范圍內并不具有敏感性。因此，攝像機輸入不受可見光圖像至NIR攝像機觀察到的區域的投影的影響。該技術不能被擴展以增強需要在可將光范圍內被捕捉的特征的可見性。

另一缺點在于基于在不可見光范圍內的圖像的所投影的圖像未必反映血管的真實的視覺外觀。在不可見光范圍中的血管的范圍和邊界可能與在可見光范圍中的范圍和邊界不一致。

最后，投影至患者的圖像的對比度取決于環境光條件。在非常明亮的環境中，投影儀的亮度可能不足以在患者上產生高的對比度。另外，所投影的圖像的可見度取決于其上投影有圖像的表面的反射率。例如，濕表面(如流血的表面或涂有藥膏的表面)可能使所投影的圖像模糊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于觀察對象的視覺增強的觀察裝置和方法，其不具有上述缺點并且因此可被用于更寬范圍的成像應用，如(例如)腫瘤、淋巴結的直接的可視化，并且其還可與熒光組織標記物相結合而使用。

根據本發明，通過提供用于觀察對象的視覺增強的觀察裝置來實現此目的，該裝置包括用于將輸出彩色圖像的時間序列投影至對象上的投影區域、具有至少在可見光的范圍內由一組輸出譜帶組成的輸出譜的輸出彩色圖像投影儀，用于在至少兩個輸入譜帶中從投影區域捕捉輸入彩色圖像的時間序列的多譜攝像機系統，輸入譜帶至少在可見光范圍內不同于輸出譜帶，其中觀察裝置用于基于輸入彩色圖像計算輸出彩色圖像，以及用于將輸出彩色圖像實時地投影至投影區域。

另外，通過用于在視覺上增強對象的觀察的方法來實現上述目的。該方法包括步驟：以輸入譜帶的輸入譜從對象上的觀察區域至少在可見光范圍內捕捉輸入彩色圖像，基于輸入彩色圖像實時地計算輸出彩色圖像的步驟以及使用不同于輸入譜帶的輸出譜帶的輸出譜至少在可見光范圍內將輸出彩色圖像實時地投影至觀察區域。

根據本發明的裝置和方法允許將對象的特征恰好顯現在這些特征被觀察的所在的對象上。輸入多譜攝像機使用第一組至少兩個譜帶對輸入彩色圖像進行記錄。因此，輸入圖像與觀察者通過觀看對象將看到的事物相對應。輸出彩色圖像投影儀也在可見光范圍內使用不同組的譜帶將輸出彩色圖像投影至投影區域。輸出彩色圖像的投影不影響輸入彩色圖像的捕捉，因為二者是由互不干涉的不同譜帶組成的。盡管觀察者看見在投影區域上的輸出彩色圖像與環境光的反射的疊加，輸入攝像機系統不捕捉來自輸出彩色圖像的反射。