[發明專利]使用熒光團測量血流方向的設備和方法

有效

• 申請號: 201811620716.6
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109965865B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 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: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026
• 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

本發明涉及使用來自熒光團(16)的熒光自動確定血管(14)中的血流方向(42)的設備(1)和方法。通過使用圖案辨別模塊(26)首先從相機組件(2)首先識別輸入幀(6)中的血管結構(38)，從而確定血流方向(42)。血流方向(42)由沿著所識別的血管結構(38)的熒光強度(I)的空間梯度(dI/dx)和時間梯度(dI/dt)來確定。輸出幀(48)顯示在顯示器(36)上，其中時變的標記數據(52)覆蓋在所識別的血管結構(38)上并代表血流方向(42)。

技術領域

本發明涉及一種使用熒光團，特別是熒光團的推注，來確定血管中的血流方向的設備和方法。

背景技術

在神經外科手術中，使用吲哚菁綠(ICG)的熒光血管造影術通常用于識別手術區域中的血管。

經驗豐富的外科醫生或助手能夠在顯示了圖像數據的幀的時間序列的視頻中區分不同類型的組織，上述圖像數據在熒光團的熒光光譜中獲得。為了識別血管，外科醫生或助手研究熒光強度的時間和空間發展。這種發展允許外科醫生或助手辨別動脈、毛細血管、靜脈和病理情況，例如動脈-靜脈畸形。

然而，目前對熒光圖像視頻的認知分析容易出錯。因此，需要提供一種用于幫助外科醫生或助手在手術期間快速理解手術區域的視覺信息的設備和方法。

發明內容

根據本發明的設備和方法旨在提供這種幫助：自動檢測血管和這些血管內的血流方向，并且在輸出圖像數據中標記待顯示給用戶(例如外科醫生或助手)的血流方向。

根據本發明的設備包括：

-輸入接口，用于在熒光團的熒光光譜的至少一部分中檢索輸入圖像數據的至少一個輸入幀，

-圖案辨別模塊，用于識別輸入圖像數據內的至少一個血管結構，

-計算模塊，用于根據沿著所識別的血管結構的空間梯度和所識別的血管結構中的至少一個位置處的時間梯度來確定所識別的血管結構中的血流方向，以及

-圖像生成器模塊，用于計算輸出圖像數據的至少一個輸出幀，其中輸入圖像數據對應于所識別的血管結構的部分疊加有表示血流方向的時變的標記數據，以及

-輸出接口，用于輸出輸出幀。

上述模塊可以用硬件或軟件，或者硬件和軟件的任何組合來實現。

根據本發明的方法包括以下步驟：

-在熒光團的熒光光譜的至少一部分中獲取輸入圖像數據的至少一個輸入幀；

-自動辨別所述至少一個輸入幀內的至少一個血管結構；

-根據沿著所識別的血管結構的熒光強度的空間梯度和至少一個所識別的血管結構內的至少一個位置(A)處的時間梯度來確定沿著血管結構的血流方向；

-計算輸出幀，其中血管結構疊加有時變的標記數據；以及

-顯示輸出幀。

使用在熒光團的熒光光譜的至少一部分中的輸入圖像數據，或者更優選地，使用限制于熒光團的熒光光譜或熒光光譜的一部分的輸入圖像數據有助于從它的不發熒光的周圍環境中辨別出血管結構。使用沿著血管結構的熒光強度分布允許從單個幀識別血流方向，即非常快速地識別。顯示時變的圖案允許向用戶可視化血流方向，從而便于用戶在操作區域中的定向。輸入圖像數據優選地包括像素，其中每個像素表示視場平面中的區域。如果輸入圖像數據是二維的，則只有一個這樣的平面。如果輸入圖像數據是三維的，則輸入幀中存在至少兩個這樣的平面。