[發明專利]一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統

在審

• 申請號: 201810128522.8
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108185974A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 遲崇巍;王麗
• 申請（專利權）人: 北京數字精準醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B5/00;A61B1/00;A61B34/20
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;段守富

1.一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，包括內窺式探測器模塊、多光譜光源激發模塊、高頻超聲激發模塊和信息處理模塊，其中：

所述內窺式探測器模塊包括超聲探頭和光學探頭；所述光學探頭用于照射開放生物體的組織，獲得特異性組織部位的熒光圖像，并將所述熒光圖像傳送至所述信息處理模塊；

所述多光譜光源激發模塊用于發射近紅外激光和可見白色光，所述近紅外激光用于激發具有特異性組織熒光造影劑；

所述信息處理模塊用于對所述熒光圖像進行處理獲得包含病變組織的位置和邊界的增強熒光圖像，并將所述增強熒光圖像發送至顯示器進行顯示；

根據所顯示的病變組織的位置和邊界，所述高頻超聲激發模塊用于發射多頻率超聲，所述超聲探頭用于對病變組織進行超聲探測，獲得病變組織連續的二維超聲圖像，并將連續的所述二維超聲圖像傳送給所述信息處理模塊；

所述信息處理模塊還用于對連續的所述二維超聲圖像進行3D配準融合，得到病變組織的3D超聲圖像；

所述信息處理模塊還用于將所述3D超聲圖像傳送至顯示器顯示，所述增強熒光圖像和所述3D超聲圖像為外科醫生提供實時的手術影像導航。

2.如權利要求1所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述內窺式探測器模塊還包括內窺長桿、內鏡、外殼、連接裝置、相機；所述超聲探頭位于所述內窺長桿的頂端；所述內鏡內置于所述內窺長桿內；所述相機設置在所述內窺長桿的尾端外部；所述連接裝置將所述相機與所述內窺長桿連接；所述外殼用于包裹所述相機和所述連接裝置。

3.如權利要求2所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述內窺長桿為可彎曲的長桿。

4.如權利要求3所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述內鏡跟隨所述內窺長桿進入生物體內探測組織和病理的熒光成像。

5.如權利要求4所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述相機為可用于探測可見光和近紅外熒光的CCD相機。

6.如權利要求5所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述外殼由ABS材料制成。

7.如權利要求2或6所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述超聲探頭內有一關鍵感知器，所述關鍵感知器為超聲換能陣列。

8.如權利要求1所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述信息處理模塊對熒光圖像進行處理得到增強熒光圖像包括：

對所述內窺式探測器模塊探測到的熒光圖像進行圖像增強、自動閾值、灰度拉伸預處理；

對預處理之后的熒光圖像進行精準的邊緣提取，將病變組織和正常組織進行邊界劃分，并顯示在處理后的熒光增強圖像中；

針對所述熒光增強圖像中病變組織區域進行分析，獲取中心坐標、區域像素面積、像素最大值、像素最小值，為醫生進行手術操作提供判斷依據。

9.根據權利要求1所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，所述信息處理模塊對連續的所述二維超聲圖像進行3D配準融合，得到病變組織的3D超聲圖像包括：

對每幅二維超聲圖像進行預處理，取出圖像中的隨機噪聲，并對圖像進行全局增強；

對預處理之后的二維超聲圖像進行關鍵特征提取，并由邊緣提取算子準確提取超聲圖像中病變組織區域的ROI邊界；

以檢測到的病變組織區域ROI邊界為匹配基元，對二維超聲圖像進行3D配準融合，得到病變組織的3D超聲圖像。

10.根據權利要求9所述的一種內窺式熒光超聲融合造影導航系統，其特征在于，在對二維超聲圖像進行3D配準融合時采用如下公式全局搜索最佳匹配位置：

公式中x、y、z分別表示3D圖點的三維坐標，d表示自定義比較歩值，m、n、p表示3D圖像素點數量：m＝n＝p，i、j、k為函數變量。