CN112566543A - 用于自动灌注测量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于自动测量和评估受试者的解剖结构的组织中的血液动力学的系统和方法。特别地，本公开涉及使用荧光成像在医学程序中连续测量和评估血液动力学，并且其中荧光剂的施用是受控且自动的。一个方面涉及对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的方法，该方法包括向静脉施用对应于小于0.01mg ICG/kg体重的第一荧光成像剂的推注剂。另一个方面涉及用于在受试者的医学程序期间对解剖结构进行自动灌注评估的系统，该系统包括用于容纳至少一种第一荧光成像剂的可控注射泵，该注射泵被配置用于将预定义量的所述第一荧光成像剂注射到受试者的血液中，其中该系统被配置用于在注射第一荧光成像剂后接收并分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像，并基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

Description

用于自动灌注测量的系统和方法

本公开涉及一种用于自动测量和评估受试者的解剖结构的组织中血液动力学的系统和方法。特别地，本公开涉及使用荧光成像在医学程序中连续测量和评估血液动力学，并且其中荧光剂的施用是受控且自动的。

发明背景

许多年以前就介绍了注射荧光成像剂(也称为荧光造影剂，也称为荧光剂，例如吲哚菁绿(ICG))以使解剖结构中的血流和灌注情况可视化，但该技术的临床应用却很少。现在，荧光剂的剂量必须足够大以确保视觉信号足够强，可以被外科医生轻松检测到。因此，基于荧光剂评估组织中的例如灌注是基于外科医生的目测，即它在很大程度上是主观的，因此可能因外科医生不同而有所不同。相同发明人的标题为“用于评估解剖结构中的灌注的系统和方法(System and method for assessing perfusion in an anatomicalstructure)”且作为WO 2018/104552公布的未决申请PCT/EP2017/082204中公开了一种改进的用于胃肠道中灌注评估的定量分析方法。该申请以其整体通过引入并入。

现有的荧光成像方法通常是基于在医学程序期间仅在关键点例如在肠部切除之前和形成肠部吻合之后进行的极少的灌注测量，也许只有一次。为了形成外科医生(或其他医学专业人员)可见的荧光信号，需要大剂量的荧光剂。如此大的剂量导致可见的荧光发射爆发，但是洗脱期可能为20-30分钟，此时荧光剂仍在患者的血液中，产生可见的背景荧光发射信号。在从血液中去除荧光剂的洗脱期中，这种可见的荧光发射信号通常将阻碍医务人员在洗脱期中启动新的荧光测量。

如今，采用荧光成像的测量涉及许多手动步骤，其中整个手术室“暂停”几分钟。通常是由外科医生决定进行涉及荧光成像的测量，例如评估解剖结构的组织中的灌注。最初，外科医生将关注的解剖区域正确地放置在从白光摄像机(例如内窥镜摄像机)接收的视频图像中。然后，外科医生将正常白光切换到另一摄像机，该摄像机可以捕获从关注区域发出的荧光，然后外科医生提示助手将荧光剂注射到周围静脉。等待约30秒后，将出现第一个荧光发射信号，外科医生等待几分钟，直到确定已经充分评估了可视荧光信号。

发明内容

荧光成像的手动实施和评估，结合仅离散的测量以及具有较长的洗脱期，构成了在选择性程序和紧急程序中使用荧光图像灌注分析的重大实际限制。在紧急程序期间，非必要不进行更大的手术干预是至关重要的，因为这会增加手术时间和术后发病率。同时，外科医生不能承受留下灌注不足的肠部器官或部分，这可能导致组织缺血、坏死、感染、吻合口漏、甚至死亡[Lioit et al.2018]。因此，本发明的一个目的是使荧光成像在紧急程序期间更易于整合。

因此，在第一实施方案中，本公开涉及一种用于例如在医学程序如外科手术期间对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的系统。该系统可以被配置用于控制将预定义量的荧光成像剂注射到受试者的血液中。可以通过可控注射泵来提供注射，该可控注射泵可以在系统的控制下。注射泵可以是系统的一部分，该系统包括用于容纳至少一种荧光成像剂的至少一个可控注射泵。即，该注射泵可以被配置用于将预定义量的所述荧光成像剂注射到受试者的血液中。优选地，系统被配置为使得以规则和/或预定义的间隔可重复地注射预定义量的所述荧光成像剂。该系统可以进一步被配置用于在注射荧光成像剂之后接收并分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像(也称为视频图像)。基于该分析，可以确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

通过使荧光灌注评估自动化，我们减少了外科医生和手术室其余人员必须闲置的时间。荧光剂施用的自动化可以进一步增加荧光成像的使用，从而使灌注评估更加容易。这可能导致手术策略的修改，例如，创建更大的切除，或者在没有计划切除的情况下进行切除，或者即使计划开始切除但不一起切除。

在紧急情况下，外科手术时间是一个限制因素。与选择性外科手术相比，手术计划通常将更为无计划性。在这样的紧急程序期间，可能需要在短时间内对相同或不同组织进行多次灌注评估。虽然可以在合理的时间内执行一次灌注测量，但是多次测量将迅速延长外科手术时间，并且变得不可行。这是一个障碍，也是为什么现在仍无法常规使用这些测量的原因。

因此，本申请公开的系统可以进一步被配置为控制注射泵以注射荧光成像剂的初始小推注剂(bolus)，并随后分析由该初始推注剂产生的荧光发射。该初始小推注剂，优选地与生理盐水溶液冲洗相结合，应视情况而选择，即，使用哪种类型的荧光剂以及患者的配置如何，例如年龄、体重、身高等。然而，少于0.01mg/kg受试者体重的量(即对于50kg的患者为少于0.5mg，对于100kg的患者为少于1mg)通常是一个很好的起点，特别是使用ICG。

发明人已经认识到，例如通过使用计算机图像分析，来自解剖结构的组织的可量化荧光发射远小于人眼可见的荧光发射。即，小得多的剂量，例如微剂量是可能的，因为荧光信号强度只要大到足以通过计算机视觉和图像分析可测即可，而无需通过外科医生目测。即可以向受试者施用微剂量的荧光剂，并且例如可以由此确定灌注参数。

可以根据情况估算提供可量化荧光发射的最小推注剂。然而，为了找到更精确的最小有效推注剂，本申请公开的系统可以进一步被配置为通过以下步骤来确定荧光成像剂的受试者特定的最小有效推注剂：控制注射泵根据预定义标准(例如递增或递减)注射具有变化量的荧光成像剂的一系列推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段，在注射每个推注剂后分析解剖结构的荧光发射，并确定最小有效推注剂的大小，该最小有效推注剂提供来自解剖结构的可量化荧光发射。

通过应用微剂量的荧光剂，可以显著减少连续测量之间的最短时间。而且，通过确定提供可量化的荧光发射的实际受试者特定的最小推注剂，还确保提供最短的洗脱期，该洗脱期可以最小化连续荧光测量之间的持续时间。这是因为较小的剂量可以更快地从血液中除去。

一旦找到了合适的提供可量化荧光信号的推注剂大小和允许重复注射荧光成像剂和荧光测量的短洗脱期，就可以将系统配置为执行灌注参数的自动测量，例如，采用由洗脱期确定的预定义频率。因此，本申请公开的系统可以进一步被配置为自动地：1)控制注射泵注射一系列荧光成像剂的预定义推注剂，一个预定义的推注剂例如最小有效推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段，以及2)在注射每个推注剂后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

现在，为手术室中的外科医生和其他医疗专业人员提供有关解剖结构的连续灌注评估。因此，本申请公开的系统和方法开放了提供连续的荧光成像测量的可能性，其可以提供一系列的灌注参数，作为医学程序期间的一种背景信息。即，即使在实际的外科手术程序期间外科医生已改回白光成像，荧光测量仍可以在后台自动进行，而无需人工干预。因此，关于灌注的有价值的信息可以连续地并且以时间的角度被提供给医务人员，因为重复的灌注测量提供了随时间追踪灌注参数的发展的可能性。因此，在荧光灌注测量中使用自动化和微剂量将开放一系列全新的应用，包括在紧急和选择性程序中定期使用，以连续评估组织和器官(例如甲状腺和甲状旁腺、肝胆管、生殖器官和膀胱)的活力；肿瘤及其定位，包括淋巴结和可能的转移；以及在各种医学程序中评估皮肤/组织/血管灌注，例如评估伤口和伤口愈合。

当以传统方式测量荧光灌注时，即在手术的一个或多个不同点进行单个测量时，该测量将始终对测量“噪声”敏感。荧光灌注测量的自动化和连续测量之间的最小间隔的减小，使得在医学程序期间对相同的关注区域进行多次测量更加可行。提供多次测量是一个很大的优势，因为它减少了由荧光剂的随机扩散、血液流动的生理变化以及任何解剖区域的微循环中的分布引起的随机噪声的影响。对相同关注区域的总体多次测量导致更好且生理学上正确的灌注评估。

如果外科医生愿意，外科医生仍然可以进行并保存“正常”/全剂量荧光灌注测量，在外科手术程序中的关键点提供视觉信号。这些可以例如用作电子病历中程序质量的文档。在计划第一次测量后，外科医生可以在最少中断的情况下继续医学程序，以理解输入的灌注值或在连续评估下改变区域。

发明人进一步认识到，可重复推注剂注射的测量和分析可以另外从对单个流入和/或单个流出相的解释和定量扩展到振荡荧光动力学的分析。这些振荡的荧光动力学可以在无侵入性措施的情况下揭示出迄今没有获得的物理灌注特征。

本申请公开的系统和方法可以被配置用于以规则的间隔重复注射小推注剂，例如本文公开的最小推注剂。这些推注剂可以取决于例如注射时间间隔而导致周期性变化，该周期性变化在被测量时呈振荡曲线的近似形式，例如规则的振荡曲线，例如正弦曲线。在这样的曲线中，预期测量的强度信号随着荧光成像剂从给定推注剂流入而增加，然后在推注剂的洗脱期期间减小，直到在随后的推注剂时再次增加，以此类推，得到周期性(正弦)模式。

因此，本公开还涉及一种用于通过对从受试者获取的视频图像中关注解剖区域的至少一部分中的血液动力学进行图像处理来检测受试者的所述关注解剖区域的灌注变化的(计算机实施的)方法。在一个实施方案中，该方法包括以下步骤：对在向受试者供应包含荧光成像剂的多个推注剂期间和/或之后获得的至少一个视频序列进行图像分析。在那种情况下，如果根据预定义模式例如在频率和/或剂量方面提供多个推注剂，则是有利的，这也在本公开中进一步详细阐述。现在可以基于图像分析来计算一个或多个关注区域中的后续灌注参数，即，当向受试者施用多个剂量时，可以随着提供推注剂连续计算灌注参数。利用提供的多个灌注参数随时间(和推注剂施用)的变化，使监测后续灌注参数以确定所述关注区域中的灌注变化成为可能。灌注的这种变化可能表明有问题。

优选地，本申请公开的系统被配置为使得其可以识别振荡强度曲线的参数，如频率、相位和/或振幅。然后，经过训练的系统可以转而预测即将到来的信号动力学的方向和规律性。该系统优选地使用测量值以便识别振荡模式，使得该系统此后能够检测测量值与预期值之间的差异。该系统不一定必须连续地测量关注的解剖区域，相反，它可以仅能够以零散的时间间隔进行测量，例如在关注的解剖区域在记录的图像焦点内外漂移的情况下。在这些情况下，可以将在测量的时间间隔下的振荡模式的预期相位与测量的相位进行比较。测量值可以进一步连续地用于更新检测到的模式，即预期值。替代地或另外地，可以使用注射参数例如推注频率、剂量和流速来确定预期值，即，振荡模式。

与预期的正弦模式的差异可能是由于以下原因引起的：例如，在视频图像中可见的至少一部分解剖结构中的缺血状况的发作，或者在灌注到给定区域中的区域变化。在图12A中给出了说明图，该图证明了由于人类受试者的缺血发作而引起这种动力学变化，在图12B中给出了较窄范围的缩放图。如所看到的，可以检测到从规则的振荡荧光信号到缺血平线的转变。但是，应当注意到，关注解剖结构的灌注的变化可以导致除缺血平线外的其他测量的模式。一个实例是静脉阻塞，其中由于给定区域中荧光剂的拥塞或聚集，阻塞或减少了血液从解剖区域流出，导致振荡动力学的变化。从图13C中可以看出，虽然周期性振荡停止了，但结果不是平线。

优选地，本申请公开的系统包括追踪装置并且能够在后台独立运行，而外科医生仅暴露于可见的白光信号，并且因此在例如检测缺血发作期间仅被警告信号打断/通知，这可以通过在缺血状况下延长的时间量来定义。

继以上公开的内容之后，本公开还涉及一种对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的方法，该方法包括向静脉内施用约为用于灌注评估的正常剂量的1/10的推注剂。对于吲哚菁绿(ICG)，正常推注剂为0.1-0.3mg/kg体重。根据本公开，可以使用第一荧光成像剂小于0.01mg/kg体重的推注剂。对于本文所述的其他荧光成像剂，根据本公开类似地减少了推注剂。

例如，可以使用本申请公开的系统和方法，其中在外科手术期间，即在左侧结肠和直肠切除、在食管切除之后的胃切片移位、在用于插入、吻合的游离小肠移植等内脏外科手术领域中定量通过组织的循环可以起决定性作用。本申请所公开的方法还可以适用于在绞窄性疝或bridenileus的情况下检测继发性灌注异常。在心脏外科手术中，本申请公开的系统和方法可以用于检查冠状动脉搭桥术的效率并在手术期间测量灌注。在整形外科领域中，可以(例如连续性地)监测移植的皮瓣灌注，以及在创伤的情况下评估组织损伤，以及评估伤口愈合(例如慢性伤口)。

本公开的另一方面涉及与荧光活性剂的重复注射以及监测所得振荡曲线有关的连续灌注评估。除了检测未预见的灌注变化之外，该系统还可以用于评估动脉的灌注区域。例如，外科医生可以考虑切开动脉作为外科手术程序的一部分。在切开动脉之前，外科医生可以暂时限制通过所述动脉的灌注，并且本申请公开的方法可以使得能够在短时间段(例如小于1分钟)内可视化所述动脉的灌注区域。这在连续外科手术期间对于外科医生可能是有价值的信息。以类似的方式，该系统可以用于评估静脉或一组静脉、淋巴管、淋巴结或循环和/或淋巴途径的其他部分的引流区域。通过暂时限制通过脉管的血液流动，血液将聚集在由该脉管或该组脉管正常引流的解剖区域中。这使得能够在相对短的时间段内(例如小于2分钟)可视化由该脉管引流的解剖区域。这可以在诸如普通外科和整形外科(包括伤口和重建外科)的领域中向外科医师提供重要信息，例如在连续的外科手术期间。

本公开的又一方面涉及一种计算机程序，例如记录在存储介质上的计算机程序，该计算机程序将被加载到计算机的存储器或本文公开的系统中，该程序使计算机/系统执行本文公开的任何方法的步骤。

本公开的又一方面涉及一种成像系统，即内窥镜成像系统，其包括配置为执行本文公开的任何方法的步骤的处理单元。

附图说明

图1A、1C和1E示出了向受试者提供ICG推注剂后的强度曲线的实施例，图1B、1D和1F示出了相应的强度曲线，其中已计算出并在图中示出血液动力学参数灌注斜率、斜率起点、斜率终点最大强度、洗脱斜率、洗脱起点和洗脱斜率终点。

图2A-2F示出了三个实施例，其示出了本文公开的确定灌注斜率开始的时间点(即斜率起点)的方法。图2B、2D和2F分别是图2A、2C和2E的特写，其中斜率开始。

图3A-3F示出了三个实施例，其示出了本文公开的基于直方图数据确定灌注斜率的方法。

图4A-4F示出了三个实施例，其示出了本文公开的定义和确定最大斜率强度的方法。图4B、4D和4F分别是图4A、4C和4E的特写，其中曲线具有其最大强度。

图5A-5F示出了三个实施例，其示出了本文公开的分析荧光造影剂的洗脱的方法。图5B、5D和5F分别是图5A、5C和5E的特写，其中ICG被洗脱掉。

图6A-6D示出了使用ICG分析两个额外的荧光测量值，说明了本文公开的分析方法的稳健性。

图7示出了在肠部外科手术期间获取的输出视频帧，四个不同的关注区域及其分析。

图8A示出了在切除患者结肠之前获取的正常视频序列的静止图像。图像示出了小肠(下部)和结肠(上部)。

图8B示出了与图8A中基本上相同的胃肠道子部分但是后来(即在已经在患者体内注射荧光造影剂(ICQ)的推注剂之后)获取的荧光图像。

图9A示出了在图8B的ROI中得到的强度曲线和根据本文公开的方法计算的灌注斜率，即切除前结肠和小肠的灌注斜率。

图9B示出了图9A中小肠(左)和结肠(右)的灌注斜率，但是在图9B中，斜率已经相对于小肠的灌注斜率归一化。

图10A示出了与图8A中基本上相同的胃肠道子部分但是在切除结肠后且在吻合之前获取的正常图像。

图10B是在已注射ICG推注剂后，对应于图10A中的图像的荧光图像。图像中示出了五个ROI。

图11A示出了由图10A和10B所示的测量得到的强度曲线。

图11B示出了图11A中小肠(左)和结肠(右，蓝色、绿色和黄色)的灌注斜率，但是这里在图11B中，斜率已经相对于小肠的灌注斜率归一化。

图12A示出了振荡时间强度荧光曲线，其中由于人类受试者的缺血发作，振荡被破坏。

图12B示出了前图t＝3800s附近的时间间隔的放大图，其中发生了缺血发作。

图12C示出了有和没有缺血状况的理想化数据。

图12D示出了理想化数据，其中仅可以检测到振荡时间强度荧光曲线的一部分。

图13A示出了注射微量推注剂的人类受试者的连续测量。

图13B示出了图13A所示的间隔的放大图。

图13C示出了经受静脉阻塞的人的测量结果，其中血液流动仅被部分限制。

发明详述

为了确定受试者特定的最小有效推注剂，可以有利地确定设置(setup)的背景水平，从而可以确定最小可量化荧光信号。因此，本申请公开的系统有利地被配置用于：1)在注射荧光剂之前接收所述解剖结构的组织的时间序列图像，以及2)由其确定背景噪声水平。在此之前或在此之后，可以选择一个或多个关注区域(ROI)。ROI的这种选择可以由使用者手动地、由系统自动地或者半自动地提供，其中系统建议多个ROI，使用者可以据此编辑和/或移动所建议的ROI。可以为每个ROI确定背景噪声水平。

如前所述，可以确定最小有效推注剂，特别是可以确定受试者特定的最小有效推注剂。最小有效推注剂的大小可以例如基于背景噪声水平，特别是根据背景噪声水平的标准偏差来确定。例如，最小有效推注剂可以被确定为提供最大强度的推注剂，该最大强度是预定义系数乘以背景噪声水平的标准偏差。我们注意到，所述背景噪声水平的强度可以接近零或可以不接近零。背景噪声也可以发生变化(例如，由于长系列的微量推注剂)。然而，背景噪声的变化优选地在大得多的时间量程上，例如比单次注射观察到的强度变化大至少2倍，更优选地大至少4倍，甚至更优选地大至少6倍，最优选地大至少10倍。

可以提供来自多个ROI的值，并且不同ROI之间的强度可以显著变化，尤其是最大强度。最小有效推注剂可以确定为提供最大强度的推注剂，该最大强度是预定义系数乘以背景噪声水平的标准偏差。在一个实施方案中，这必须适用于所有ROI。但是，在某些情况下，例如，选择的ROI不提供可行的信号，例如在该部分没有灌注时。在这种情况下，在最小有效推注剂的评估中可以放弃一个或多个ROI。

上述预定义系数可以是至少5，更优选地至少10，甚至更优选地至少25，最优选地至少50。

一旦确定了最小有效推注剂，例如受试者特定的最小有效推注剂，则将在继续进行的连续且重复的测量程序中使用的实际推注剂可以是该最小有效推注剂。然而，为了确保提供可用信号，可以确定将要使用的实际推注剂是最小有效推注剂的一定百分比。所使用的实际推注剂可以小于所确定的可行推注剂，但是特别地，所使用的实际推注剂可以大于最小有效推注剂，例如是最小有效推注剂的至少125％，更优选地至少150％，甚至更优选地至少200％，最优选地至少300％。但是，重要的是注意到，实际推注剂可以随时间而变化，并且不必将其设置为最小有效推注剂的恒定百分比值。相反，实际推注剂可以随时间而变化。例如，当注射初始大的实际推注剂然后注射更小的实际推注剂时，就是这种情况。以这种方式，可以使用可以在最小有效推注剂的125％至375％之间、更优选地在最小有效推注剂的150％至350％之间、甚至更优选地在最小有效推注剂的175％至325％之间、最优选地在最小有效推注剂的200％至300％之间的初始大的实际推注剂使强度信号饱和。此后，在初始大的实际推注剂之后，可以以最小有效推注剂的恒定百分比值(例如最小有效推注剂的大约100％)重复注射更小的实际推注剂。

当确定受试者特定的最小有效推注剂时，在每次推注剂之间间隔一段时间注射推注剂，优选是预定义时间段，但可能是可以基于所测量的荧光测量值进行调整的时间段。时间段也可以针对特定情况(例如受试者)进行定制。至少最初，注射之间的时间段通常约为20-60秒，可能甚至为20-40秒或20-30秒。在其他情况下，至少在使用ICG时，注射之间的时间段通常约为5-600秒，甚至可能为30-300秒或90-120秒，因为这是从斜率上升直到强度再次充分下降的正常持续时间。

从注射荧光剂到可以检测到荧光发射的时间段因情况而变化，并且通常可以取决于例如组织灌注特性和血流特性，但是还可以取决于患者的其他个体因素，例如解剖结构、组织组成和相互作用动力学，或其他可能的因素，例如荧光剂等。可以估算该时间段，但是如果特定时间段是已知的则是有利的。因此，本申请公开的系统可以进一步被配置为确定受试者特定的转化期，该特定的转化期被定义为从注射荧光成像剂的推注剂到解剖结构的荧光发射中的荧光斜率上升的时间段。

本申请公开的系统可以进一步被配置为确定受试者特定的中断间隔，该间隔被定义为以下时间段：从荧光斜率上升到荧光发射等于背景噪声，或者直到荧光发射下降低于背景噪声的多倍标准偏差，例如20、10或5倍SD，即存在可检测的荧光发射的受试者特定的时间段。

本申请公开的系统可以进一步被配置为确定受试者特定的上升+下降间隔，该间隔定义为从荧光斜率的上升、经过最大强度直到荧光发射下降到低于最大强度的50％或更优选地最大强度的25％、甚至更优选地低于10％、还更优选地低于5％、最优选地低于1％的时间段。

本申请公开的系统可以进一步被配置为确定受试者特定的注射间隔，该间隔被定义为从荧光剂的注射、荧光斜率的上升、经过最大强度直到荧光发射下降到低于最大强度的50％、或者更优选地低于最大强度的25％、甚至更优选地低于10％、还更优选地低于5％、最优选地低于1％的时间段。一旦荧光发射下降到低于一定强度，就可以检测新的推注剂以定量荧光发射。即受试者特定的注射间隔可以被视为是在随后的微剂量荧光剂注射之间等待所需要的时间。但是，由于从注射后续推注剂直到其到达解剖结构需要一定的时间，因此上面定义的受试者特定的上升/下降间隔也可以被视为是在后续注射微剂量的荧光剂之间需要等待的时间。

现有荧光剂(例如ICG)的性质是众所周知的，并且后续注射之间的等待时间也可以预先定义。上面定义的上升/下降间隔通常约为20-60秒，甚至可以为20-40秒或20-30秒。在另一个实施方案中，上面定义的上升+下降间隔通常约为5-600秒，甚至可以为30-300秒或90-120秒。

代替等待荧光剂从血液中洗脱掉，可以在先前的推注剂被去除/洗脱之前，在注射新的推注剂的荧光剂之后，确定灌注参数。特别地，如果随后的推注剂大于先前的推注剂，则这是可能的，从而其也确保施用了增加量的荧光剂。因此，本申请公开的系统可以被配置为自动地：1)控制注射泵以渐增或渐少量(例如，递增或递减量)注射一系列荧光成像剂的推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段；和2)在注射每个推注剂后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。递增量可以例如从100％开始并以10％线性增加，例如110％、120％、130％、140％等。或者以25％增加，即100％、125％、150％、175％等。或者以50％增加，即100％、150％、200％、250％等。或者以100％增加，即100％、200％、300％、400％等。或者以指数方式增加，例如100％、200％、400％、800％等。

递减量可以例如从200％开始，并以10％线性减少，例如190％、180％、170％、160％等。或者以25％减少，即200％、175％、150％、125％等。或者以50％减少，即250％、200％、150％、100％等。或者以100％减少，即400％、300％、200％、100％等。或者以指数方式减少，例如800％、400％、200％、100％等。

自动系统

本申请公开的系统可以被配置用于确定位于所述解剖结构中以及任选地位于邻近解剖结构中的一个或多个关注区域中的所述至少一个灌注参数。系统可以被配置为使得这些关注区域可以被系统的使用者选择。

本申请公开的系统可以进一步被配置为发送所述至少一个灌注参数以在显示器上呈现。即，使得医务人员就可以在医学程序中追踪灌注评估的进展。该显示器可以是叠加所述参数的白光图片。

本申请公开的系统可以进一步包括至少一个处理器和其上存储有指令的存储器，指令在被一个或多个处理器执行时使系统执行本文公开的内容。

注射泵(也称为药物泵)可以是本申请公开的自动灌注评估系统的一部分。注射泵可以被配置用于将荧光剂的时间控制的周期性输注递送至目标，例如受试者。注射泵的控制可以通过可编程和/或可控制的控制单元来提供。因此，控制单元可以被配置为自动操作所述注射泵，以含有根据本文公开的推注剂量的可控和/或预定义量的荧光剂以及输注之间可控和/或预定义的持续时间的推注剂周期性地输注荧光剂。即该系统可以仅被配置用于控制注射泵，例如，通过配置用于控制注射泵的控制单元。可控注射泵是可商购的，例如购自Sigma-Aldrich的KDS单注射器泵(系列100)或购自World Precision Instruments的Legato 212双注射器泵，或购自Chemyx的Fusion可控注射器泵。

本申请公开的自动系统可以在现有荧光成像系统的外部，即仅配置为控制注射泵并从现有系统接收时间序列荧光图像进行分析，例如外部系统，例如内窥镜和/或腹腔镜装置，例如Novadaq Pinpoint内窥镜荧光成像系统或Novadaq Spy-Phi便携式手持成像系统，其中成像单元和任选的光源都包含在系统中。也可以选择来自Olympus、Stryker、KarlStorz的现有腹腔镜系统或来自Intuitive的外科手术机器人。

但是，本申请公开的系统也可以是更完整的荧光成像系统，例如，内窥镜和/或腹腔镜系统，其中可以包括一个或多个用于荧光激发的光源及其控制。即，在进一步的实施方案中，系统还包括至少一个光源，该至少一个光源被配置为提供激发光以诱导所述解剖结构中所述第一和/或第二荧光剂的荧光发射。例如，可以直接连接到摄像机的近红外光源(例如，用于ICG)。同样对于成像单元，即，系统可以包括成像单元，该成像单元被配置用于记录来自解剖结构的荧光发射的至少一个时间序列。例如，数字视频摄像机可以实时记录荧光剂的发射，这意味着可以实时评估和记录灌注。成像单元可以进一步被配置用于白光成像，使得可以接收和/或观看解剖结构的正常图像，即，同时用单独的摄像机记录荧光信号。这可以由成像单元中的另外的摄像机提供。

因此，本公开的一个实施方案涉及一种用于在受试者的医学程序期间对解剖结构进行自动灌注评估的系统，该系统包括：

-可控注射泵，其用于容纳至少一种荧光成像剂，

-至少一个光源，其被配置为提供激发光以诱导所述解剖结构中所述荧光剂的荧光发射，

-成像单元，其被配置为记录来自解剖结构的荧光发射的至少一个视频序列，

其中，系统被配置为自动控制注射泵、光源和成像单元，用于

-将预定义量的所述荧光成像剂注射到受试者的血液中，

-在注射荧光成像剂之后，诱导并分析来自所述解剖结构的荧光发射，

-基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

术中荧光成像

使用来自外科手术显微镜的近红外光并获取近红外区域中由已静脉内施用作为示踪剂的荧光血管造影剂激发的荧光的视频，可以使灌注(例如血流)在术中成像并进行实时评估。从而可以实时确认手术期间的灌注状态。

本申请公开的系统和方法可以提供增强的组织特征信息，包括浅表血管和较深血管的位置，特别是在使用不同荧光剂的情况下，因为谨慎选择不同荧光剂提供了从组织不同深度获得灌注信息的选择。

在医学程序例如涉及荧光成像的诊断、筛选、检查和/或外科手术程序期间，静脉内注射包含荧光造影剂(例如ICG)的溶剂，并且分子被红外光源(例如波长在红外波长范围内的激光，例如约780nm)激发。然后从激发的造影剂分子发射波长为约830nm的荧光，并且可以用成像设备(例如，以摄像机的形式)记录。可以提供滤光器以阻挡激发光，因为激发强度通常远大于荧光强度。激发强度可以是每个发射角约1W，而荧光功率pr.像素可以为约0.15pW。尽管存在几个数量级的差异，但可以实现良好的信噪比(SNR)。记录的荧光提供了成像组织中灌注的图像，并且由于ICG的穿透深度为5-10mm，因此可以看到更深处的血管。由于ICG分子与血液中的蛋白质结合，因此视频图像含有关于灌注水平的信息——但是如果仅看到获取的视频图像，则在手术期间外科医生难以量化该信息。

在本公开的系统和方法中，荧光造影剂选自：吲哚菁绿(ICG)和异硫氰酸荧光素、若丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二醛、荧光胺、玫瑰红(rose Bengal)、锥虫蓝、荧光金、绿色荧光蛋白、黄素、亚甲蓝、卟啉脂质体(porphysomes)、花青染料、IRDDye800CW、与靶向配体结合的CLR 1502、与靶向配体结合的OTL38，或其组合。

吲哚菁绿(ICG)是一种用于医学诊断的花青染料，它是目前用于灌注评估的最常见的染料。它在约800nm具有峰值光谱吸收。这些红外频率穿透视网膜层，使ICG血管造影比荧光素血管造影成像更深的循环模式。ICG与血浆蛋白紧密结合，并局限于血管系统。它经静脉内施用，并根据肝脏的性能，通过肝脏从体内消除至胆汁，半衰期约为3-4分钟。ICG钠盐通常以粉末形式提供，可以溶解在各种溶剂中；通常添加5％(<5％，取决于批次)的碘化钠，以确保更好的溶解度。ICG水溶液的无菌冻干物已在许多欧洲国家和美国以ICG-Pulsion、IC-Green和VERDYE的名称被批准作为诊断剂用于静脉内使用。

ICG的吸收和荧光光谱在近红外区域。通常，使用波长为约780nm的激光进行激发。在该波长下，可以通过从激发光束滤除散射光来检测ICG的荧光。

ICG的毒性被归类为低毒，但是施用并非没有风险，例如在怀孕期间。已知ICG在UV线的影响下分解成有毒的废料，产生了许多仍未知的物质。即，如本文所证明的，将荧光成像期间使用的ICG的剂量最小化，是在患者的利益范围内。

荧光素是另一种被广泛用作许多应用的荧光示踪剂的染料。荧光素在494nm有最大吸收，最大发射(在水中)为512nm。因此，它适合与ICG组合使用，因为两种染料的吸收和发射波长相隔数百纳米。

自动灌注评估方法

如前所述，本公开还涉及一种对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的方法，该方法包括向静脉内施用推注剂，该推注剂具有约1/10的用于灌注评估的正常剂量。对于吲哚菁绿(ICG)，正常推注剂为0.1-0.3mg/kg体重。根据本公开，可以使用第一荧光成像剂小于0.01mg/kg体重的推注剂。对于本文所述的其他荧光成像剂，根据本公开类似地减少推注剂。如上所述，可以通过可控注射泵来注射药剂，例如以一系列推注剂的方式注射，在随后的推注剂之间间隔预定义的时间。在每个推注剂注射后，可以测量来自解剖结构的荧光发射。

可以在施用一系列渐增的推注剂后确定最小推注剂，该最小推注剂提供代表解剖结构灌注的可量化荧光发射推注剂。推注剂可以包括递增或递减量的药剂，例如该量可以10％的增量从一个推注剂增加或减少到随后的推注剂。

推注剂之间的间隔可以为5至600秒，例如5至300秒，例如10至180秒，例如10至140秒，例如10至90秒，例如15至80秒，例如20至70秒，例如30至60秒。在另一个实施方案中，推注剂之间的间隔可以为5至600秒，例如10至600秒，例如15至600秒，例如15至300秒，例如30至240秒，例如45至240秒，例如90至240秒，例如90至120秒。推注剂之间的间隔优选地足够长以允许对每个推注剂测量解剖结构中的灌注斜率，优选地，其中灌注斜率包括斜率起点和洗脱斜率。

对于ICG，荧光成像剂的量优选为每推注剂0.0001至0.01mg/kg体重，例如每推注剂0.001至0.01mg/kg体重。荧光成像剂的初始量有利地为至少0.001mg/kg体重。随后的推注剂从一个推注剂到随后的推注剂增加至少0.001mg/kg体重。对于其他类型的荧光成像剂，优选地基于其相对于ICG的荧光来选择剂量。因此，优选以相应较低的剂量施用具有较高发射率的荧光成像剂。剂量可以例如与荧光成像剂的量子产率呈基本上反线性。剂量可以进一步基于相对于ICG的吸收和发射光谱。

推注剂优选地是0.5μL至10mL的液体体积，例如0.5-5mL。在本公开的优选实施方案中，在注射推注剂的荧光成像剂后立即注射一定体积的等渗溶液(例如盐水)，例如其中等渗溶液的体积为1-20mL，例如2.5-15mL，例如5-10mL。

在本公开的进一步实施方案中，施用第二荧光成像剂，第二荧光成像剂的发射最大值与第一荧光成像剂的发射最大值相差至少50nm或至少100nm。第一和第二荧光成像剂优选交替施用。有利地，施用不同的荧光成像剂之间的间隔是相同荧光成像剂的后续施用之间的间隔的一半。

在本申请公开的方法的一个进一步实施方案中，形成解剖结构的一系列荧光图像，用于评估灌注。可以通过用能够激发荧光成像剂的光源照射解剖结构来自动检测荧光，并通过解剖结构的一系列荧光图像来量化发射。

推注剂之间的间隔由计算机确定，该计算机被配置为检测由每个推注剂引起的灌注斜率。此外，可以通过计算机控制推注剂中荧光成像剂的量，该计算机被配置为确定与代表解剖结构的灌注的最小荧光发射相对应的最小推注剂。该计算机可以是本申请公开的系统的一部分。

在一个进一步的实施方案中，灌注评估包括在解剖结构中确定灌注并发症的位置。因此，灌注评估可以与诊断或外科手术程序结合使用，例如，该程序包括诊断性腹腔镜检查、探查性腹腔镜检查、采用传统腹腔镜检查的外科手术腹腔镜检查、机器人外科手术和开放外科手术。该程序可以可选择地包括吻合，例如肠吻合；伤口；整形外科手术；心脏外科手术或癌症。

本公开的一个进一步实施方案涉及用于本文公开的方法中的荧光成像剂。另一个进一步实施方案涉及荧光成像剂在制备用于本文公开的自动灌注评估方法中的药物中的用途。

在本公开的一个进一步实施方案中，可重复地注射荧光成像剂。在某些情况下，可能需要更长的时间段，例如至少2分钟，优选地至少3分钟，甚至更优选地至少4分钟，甚至更优选地至少5分钟，几乎最优选地至少8分钟，最优选至少10分钟，其中不注射荧光成像剂，以便允许荧光成像剂被洗脱掉，从而降低背景水平。一旦背景水平降低到可接受的水平，例如低于最大荧光强度的一定百分比，或者直到基本上测量不到荧光，就可以继续荧光成像剂的注射。

本申请公开的系统可以被配置为执行上面公开的对解剖结构进行自动灌注评估的方法。这可以由具有至少一个处理器和其上存储有指令的存储器的系统提供，指令在被一个或多个处理器执行时使系统执行本申请公开的对解剖结构进行自动灌注评估的方法。

灌注参数

可以基于荧光发射的图像分析来确定各种参数。从图像分析中提取的通常是相对于时间的强度值，并且这些值可以用于生成许多时序变化曲线，并且可以分析所述时序变化曲线的形状。根据该分析，即基于时间序列荧光图像(也称为视频序列荧光图像)的图像分析结果，可以确定灌注的相对和/或定量数据、血容量和/或血流量。特别地，可以确定荧光造影剂通过至少一个关注区域中的流量的灌注斜率。灌注斜率是关键参数，因为它是成像组织中灌注的直接指示。

可以由一个或多个关注区域(通常包括组织)提取的荧光强度值确定灌注参数。关注区域的配置，例如区域的大小、区域的数量、在图像中的位置等，可以自动地、半自动地或由使用者(例如，医生/外科医生)手动地提供。通过至少某种手动干预，使用者能够选择另外的关注区域或移除现有的关注区域。优选地，还在图像中在周围移动一个或多个区域，使得关注区域位于图像的相关区域中，优选地在视频序列的拍摄之前。

可以由在包括组织的整个关注区域上积分的荧光强度值来确定灌注斜率。最初在注射造影剂之前，曲线将是基本上平坦的线。在注射造影剂之后，一旦推注的造影剂分子被激发并到达关注区域，关注区域就将开始发荧光——结果是一条基本上呈线性增长的线。当推注的造影剂分子趋于平稳时，关注区域中的荧光强度也将趋于平稳，并且在造影剂分子的量减少(基本上呈线性)至零时开始洗脱。

但是，这是理想化的方案，曲线可能随时间和患者不同而变化，因此对灌注参数进行稳健的定义是重要的，使得可以在运行中自动地确定它们是可重复的且相当的。

可以通过从斜率起点到斜率终点的提取强度值的斜率来定义灌注斜率。可以将灌注斜率仅确定为与曲线的线性拟合。挑战在于确定拟合的起点(斜率起点)和终点(斜率终点)，尤其是在实时情况下。斜率起点是两者中最重要的，可以定义为斜率超过预定义的第一阈值的时间点。第一阈值可以例如由三个参数确定：预定义系数k，以及在斜率起点之前或在供应荧光造影剂之前的强度值的平均值和标准偏差(std)。然后可以将斜率起点定义为斜率超过平均值k*std的时间点。斜率终点可以相应地定义为在斜率起点之后斜率减小超过预定义的第二阈值的时间点。常数k可以根据设置确定，但是通常k在3-10的范围内。

然而，有利地，可以根据对斜率起点之后的所有斜率分箱(binning)的参数空间的直方图来确定灌注斜率，并且其中灌注斜率被确定为直方图的最频值。即，在斜率起点之后，基于斜率起点对所有后续强度点计算斜率值。然后可以从中推导出斜率终点。可以在直方图中对斜率起点之后立即计算的斜率值分配比后来的斜率值更大的权重，因为可以肯定在斜率起点之后已经开始灌注斜率。例如，可以在直方图中分别对前100个计算的斜率值分配100、99、98……等的权重。如果选择较高的常数k，则可以对灌注斜率的初始值分配甚至更多的权重。以直方图为中心的方法非常精确，并且可以有利地在实时或近实时的情况下使用。

可以确定的另一个参数是洗脱斜率，该洗脱斜率表示造影剂例如通过至少一个所述关注区域的消退性流量。然而，由于造影剂的流量增加，灌注斜率通常为正，而洗脱斜率与灌注斜率相反(用符号表示)，即通常为负。洗脱斜率可以添加有关组织中灌注的信息。但是，洗脱斜率也可以与器官(例如肝脏)的功能的指示有关。类似于灌注斜率，洗脱斜率可以由从洗脱起点到洗脱终点的所述强度值的斜率定义。斜率终点之后出现洗脱起点。可以由对洗脱起点之后的所有斜率分箱的参数空间的直方图确定洗脱斜率，并且其中洗脱斜率被确定为直方图的最频值。如上文针对灌注斜率所述，可以在直方图中对某些计算的洗脱斜率值分配比其他值更大的权重，特别是在洗脱斜率起点之后的洗脱斜率的初始值。

可以容易地确定达到的最大强度，例如对于每个ROI。但是，一个更相关的参数可以是最大斜率强度，其是强度值开始趋于平稳的强度。最大斜率强度可以被定义为在斜率终点时的强度值。一个更精确的定义可以是在距直线的距离(其具有梯度灌注斜率并且与由斜率起点确定的曲线点相交)超过预定义的限值(例如基于例如灌注斜率的标准偏差)的时间点的强度值。例如，最大斜率强度可以在强度水平与灌注斜率相差预定义系数乘以灌注斜率的标准偏差的位置。

斜率上升时间也可以是相关的，并且可以被定义为最大斜率强度和斜率起点的时间点之间的差值，即造影剂流动通过组织或在组织中积聚所花费的时间，其可以是血流速度的指示。

然后可以将相对灌注斜率定义为斜率上升时间的倒数。然后可以将受试者特定的相对灌注斜率定义为相对灌注斜率乘以其中灌注处于局部(或全局)极值的关注区域的最大强度。即，被归一化以成为患者特定的灌注斜率参数的灌注参数。

追踪

在一个进一步的实施方案中，提供对解剖结构(例如胃肠道)在时间序列图像(例如视频图像)中的运动的追踪。因此，本申请公开的系统和方法可以采用追踪，如下文示例的，以便可以在重复/连续测量中从相同的解剖结构和解剖结构的相同部分提取灌注参数。可以使用该追踪的解剖结构或其至少一部分的运动，使得至少一个关注区域对应于视频图像中解剖结构的相同部分。

特别是在开放外科手术中，摄像机可以在手术期间到处移动。因此，在手术期间和连续灌注测量期间，已选择的ROI可能从图像中完全消失。如本文所公开的追踪还关于识别相关区域和/或解剖结构何时在图像内-以及何时不在图像内，从而不会错误地对从完全不同的区域测量的灌注参数进行比较。

追踪的目的主要是确保数据(例如像素强度值)是从相同组织区域采样的。因此，如果解剖结构在图像中运动，则追踪应确保如本文定义的任何关注区域将相应地运动以确保对于所述关注区域的采样数据是可理解的。在这方面，其是解剖结构例如由于受试者的呼吸和/或蠕动而物理运动，还是获取图像的成像设备相对于解剖结构运动，并不重要。重要的是成像的对象是否在获取的图像内运动。

因此，本公开的又一方面更一般地涉及一种从代表所述解剖结构的至少外部部分的视频图像中对至少一部分解剖结构(例如，在医学程序期间)的运动/动态进行图像处理的计算机实施的方法，该方法包括以下步骤：

-在至少一个所述视频图像中选择一个或多个关注区域，至少第一所述关注区域对应于解剖结构的部分/子部分，

-在所述视频图像中追踪解剖结构的运动，以及

-关联解剖结构的所述运动，使得至少所述第一关注区域对应于所述视频图像中解剖结构的相同部分。

可以以不同的方式提供对图像序列(例如视频序列)中的对象的追踪。粗略地说，至少有两种不同的方法：仅基于输入视频源的自由图像追踪(FIT)和基于对象的追踪(OBT)，其中将预定义和/或可识别的对象联系于图像中正被追踪的对象。

自由图像追踪可以例如通过分类器提供：基于输入图像，分类器算法计算给定ROI周围区域中最可识别的特征的分类器(对于更多ROI，将为每个ROI分配一个敏感区域，在该区域内，追踪适用于给定的ROI)。在本公开的一个实施方案中，通过自由图像追踪，例如以基于分类器的追踪的形式，提供对解剖结构的运动追踪，其包括以下步骤：确定视频图像中(优选地在至少一个关注区域邻近的或周围的区域中)的一个更可识别特征的分类器。

自由图像追踪也可以依靠于基于颜色的追踪：在诸如外科手术的医学程序之前，已将对象的最少一个ROI(例如解剖结构，例如肠部)用颜色和/或花纹(优选地，预定义的颜色或花纹)标记。标记可以由例如外科医生提供。如果已经标记了实际的ROI，则基于颜色的算法可以获得标记的形式，并将该形式用作特定的关注区域。基于颜色的算法可以配置为首先执行颜色过滤，然后执行对象确认。基于标记的性质(主要是颜色)，可以提供目标RGB或HSV指数用于过滤。然后可以提供例如HSV阈值形式的滤波以获得输入图像像素的布尔图(Boolean map)，并且该布尔图将仅含有覆盖标记的像素。然后可以通过例如噪声过滤来提供对象确认，例如通过基于侵蚀/膨胀打开或关闭，以便从布尔图去除噪声。使用这些噪声过滤器，可以获得具有“填充”ROI的改进的布尔图。即，得到的布尔图除了填充有1的补丁外充满零(或者反之亦然)，并且每个补丁将对应于ROI。

自由图像追踪的另一个实例是基于互相关：在选择ROI图像(通常为“正常的”白光图像)后，将每个ROI内的区域存储为每个ROI的初始参考。然后，这些初始的ROI参考随后被用作例如连续和/或实时应用的互相关函数中的模板，作为每个ROI的追踪功能。互相关函数可以是模式识别的形式，并且可以看作相似度的度量，作为两个图像相对于彼此的位移的函数，即它非常适合用作追踪功能。例如，至少在最初，可以将实际的追踪功能限制在与每个ROI相邻的区域，因为在大多数情况下，实际的运动将是周期性的。在医学程序期间，可以采集并存储额外的ROI图像，如果将这些额外的ROI图像采集用作平均值的基础，从而可以改进(可能是不断改进)初始模板，成为追踪中使用的新的(并且可能是最终的)ROI模板。这样的包括来自几个ROI图像的信息的改进模板因此包括时间方面。这可以使追踪更好和/或更有效率。例如，如果追踪了肠部运动，则肠部在该程序期间来回滚动。在追踪中仅使用初始模板ROI的情况下，在滚动运动的每个位置上追踪该ROI可能会更加困难，但是如果使用从滚动运动的多个模板中取平均值的平均模板，在滚动运动的每个位置追踪ROI则容易得多。

在基于对象的追踪中，将一个或多个对象物理地附于必须追踪的目标，例如肠部。由于通常根据例如大小、形状和颜色预先定义该(一个或多个)对象，因此可以在追踪之前训练分类器，即，可以将所使用的追踪系统配置为自动识别(并由此追踪)该预定义对象。在本公开的一个实施方案中，通过基于对象的追踪来提供的，例如通过追踪附于解剖结构上的一个或多个预定义对象的运动，来提供解剖结构运动追踪。

作为基于对象的追踪的一个示例，可以将两个(或多个)球体(或另一个几何上定义明确的对象)附于解剖结构的“顶”部，并将一个(或多个)球体附在解剖结构的下部/底部上(从成像设备看到)。如果附于顶部的对象与附于底部的对象不同，则很容易将顶部与底部区分开。如果球体发出追踪器，则它们是更加容易识别的，因此易于追踪。它们可以例如含有荧光剂，使得球体在被激发时是可见的。然后可以通过例如霍夫圆识别(或另一特征提取)在图像中对它们进行确认。也可以通过上述颜色识别方法对它们进行着色和确认。由于“顶部”/“底部”对象是预先定义的，并因此是事先已知的，因此很容易训练用于这两种类型的对象的分类器。为了训练对象的分类器，可以使用所述对象的大型图片数据库来训练分类器。通过使用分类器，可以非常精确地确定图像中“顶部”和“底部”对象的位置。

由于对象固定于目标，例如肠部的组织，可以基于这些对象(例如“顶部”和“底部”)来定义ROI。例如，在使用四个对象的情况下，ROI角落可以简单地对应于四个追踪的对象位置。在两个对象的情况下，可以在两个对象位置之间定义ROI：例如，平行四边形，在中间到半高处扩展-这决定了角度。

另外应注意，追踪不限于确定关注区域的二维位置/坐标。取而代之，可以以确定关注区域关于欧几里得空间的所有三个维度的位置/坐标的方式来实现追踪。对于对象的三维重建，已知多种成像方法。例如，这些方法包括基于倾斜照明的方法(其中从侧面对对象进行照明)、显微镜技术(例如共聚焦显微镜术、光片荧光显微镜术、3D反卷积显微镜术)以及其中使用已知对象的性质来获取深度信息的其他方法。用于获取深度信息的其他方法是本领域技术人员已知的，并且可以与本申请公开的系统结合使用，以便在三个维度上准确地追踪关注区域。所获得的深度信息优选地被系统用于评估测量的灌注度量，例如通过基于到关注区域的距离对测量的荧光强度进行归一化。

灌注评估

从上述灌注参数可以获得很多有价值的信息。但是，为了限定灌注参数，可能需要某种参考。

在一个实施方案中，可以使用从解剖结构的不同部分获取的视频序列来计算与每个部分有关的灌注参数，并且可以比较这些灌注参数，使得可以比较解剖结构的不同部分中的灌注，即，从一个视频序列获得的灌注参数可以用作参考，使得可以在与解剖结构的不同部分有关的视频序列之间提供灌注的定量评估。

在另一个实施方案中，可以选择来自相同视频序列的不同关注区域，使得与一个关注区域有关的灌注参数被用作其他关注区域的参考，从而可以在同一视频序列中的不同关注区域之间提供灌注的定量评估。可以选择这些不同的关注区域，使得它们代表解剖结构的不同部分或不同但邻近的解剖结构，例如，如果解剖结构是胃肠道，则胃肠道的不同部分可以是结肠和小肠。例如，可以对结肠进行手术，但是通过与小肠进行比较，小肠通常在身体中位于结肠附近，并由此可以在视频采集期间成像，因此可以提供不受手术影响的参考。另一个实例是与整形外科手术中灌注良好的健康皮肤相比的预期性皮瓣。

即，确定例如荧光造影剂流动通过至少第一所述关注区域的至少第一灌注参数，所述第一灌注参数选自：灌注斜率、洗脱斜率、最大斜率强度、相对灌注斜率和受试者特定的相对灌注斜率，并且确定例如荧光造影剂流动通过至少第二关注区域的至少第二灌注参数，所述第二灌注参数选自：灌注斜率、洗脱斜率、最大斜率强度、相对灌注斜率和受试者特定的相对灌注，其中第一和第二关注区域代表解剖结构的不同部分或不同的解剖结构。然后，解剖结构的所述不同部分之一的灌注可以通过与至少另一个所述不同部分的灌注进行比较来评价。

因此，进一步的实施方案包括以下步骤：

-对至少以下两个视频序列进行图像分析，每个视频序列是在将荧光造影剂供应给受试者之后获取的：

ο代表解剖结构的至少第一部分或至少第一解剖结构的第一视频图像，以及

ο代表解剖结构的至少第二且不同的部分或至少第二且不同的解剖结构的第二视频图像，

-基于对第一视频图像和第二视频图像的图像分析来计算一个或多个关注区域中的强度值，以及

-确定荧光造影剂流动通过在第一视频序列中选择的至少第一关注区域和通过在第二视频序列中选择的至少第二关注区域的灌注斜率。

另一个实施方案更具体地涉及吻合术过程，其中灌注评估可以是在何处提供切除以及最终吻合是否具有足够灌注的重要指示。因此，进一步的实施方案还包括以下步骤：

-对以下视频序列中的两个或更多个进行图像分析，每个视频序列是在将荧光造影剂供应给受试者后获取的：

a)在肠切除(intestinal resection)(例如肠部切除(bowel resection))之前获取的视频图像，

b)在切除之后但在吻合之前获取的视频图像，和

c)在吻合之后获取的视频图像。

-基于图像分析，计算一个或多个关注区域中的强度值，其中，至少第一所述关注区域在所述两个或更多个视频序列中是相同的区域，以及

-基于所述两个或更多个视频序列，确定荧光造影剂流动通过至少第一关注区域的灌注斜率。

基于这两个或更多个视频序列，可以基于所述两个或更多个视频序列来确定以下参数中的一个或多个：洗脱斜率、最大斜率强度、相对灌注斜率和受试者特定的相对灌注斜率。

具有来自在医学程序期间的不同时间获取的两个(或更多个)视频序列的参数使得可以使用从一个视频序列提取的参数作为参考参数。因此，可以根据所述至少两个视频序列来确定基于斜率参数的至少一个所述关注区域中的灌注的定量数据。结果是，可以在诸如胃手术的医学程序期间和之后向外科医生提供定量和定性的评价参数，例如，辅助评价肠(intestinal)(例如肠部(bowel))切除看起来是否有希望。在手术期间和之后，几乎可以立即评价结果，例如评估吻合是否具有足够的灌注。例如，这可以通过比较在手术之前、期间和/或之后或在医学程序期间连续获得的灌注参数来进行，以便量化灌注变化。运动的追踪可能是准确量化灌注变化的关键，因为这是确保其是在手术之前、期间和/或之后或在医学程序期间连续地进行有关灌注的评估的相同关注区域的一种方法。

可以提供特定于灌注参数的阈值。同样，不确定性可以与给定阈值相关联。阈值比较可以例如指示操作是否进行良好或根据所讨论的参数的灌注是否已降至临界水平以下。对于几个灌注参数，也可以提供“加权平均答案”。

在本公开的一个实施方案中，根据切除之前获取的视频序列和切除之后但在吻合之前获取的视频序列计算灌注斜率(和/或如所描述的其他灌注参数)。两个灌注斜率之间的关系是切除之前和之后灌注差异的量度。如果在切除后灌注下降到低于预定义的阈值，则可给出警告。如果针对两个、三个或更多个关注区域在切除之前和之后计算灌注斜率，则可以提取更多信息——这些关注区域是切除之前和之后成像的相同组织区域。

振荡动力学

发明人进一步认识到，可重复推注剂注射的测量和分析可以另外从对单个流入和/或单个流出相的解释和定量扩展到振荡荧光动力学的分析。这些振荡荧光动力学可以揭示出在没有侵入性措施的情况下迄今无法获得的物理灌注特征。

本申请公开的系统和方法可以被配置用于以规则的间隔重复地注射小推注剂，例如最小推注剂。根据例如注射时间间隔，这些推注剂可以导致周期性变化，该周期性变化在测量时呈近似正弦曲线的形式。在这样的曲线中，预期测量的强度信号随着荧光成像剂从给定的推注剂的流入而增加，然后在推注剂的洗脱阶段减少，直到其在随后的推注剂下再次增加，以此类推，导致周期性(正弦)模式。

优选地，系统被配置为使得其可以识别振荡强度曲线的参数，例如频率和/或振幅。然后，经过训练的系统可以转而预测即将到来的信号动力学的方向和规律性。该系统优选地使用测量值以便识别振荡模式，使得该系统此后能够检测测量值与预期值之间的差异。测量值可以进一步连续地用于改善模式识别，即预期值。替代地或另外地，可以使用注射参数如推注频率、剂量和流速来确定预期值，即，振动模式。

借助系统预测预期值，它能够在早期的时间点——理想情况下是瞬间，检测并提示缺血性状况的发作。缺血性状况的检测可以是(一个或多个)预期值和(一个或多个)检测值的函数，例如阈值。

与预期的正弦曲线模式的差异可能是由于以下原因引起的：例如，在视频图像中可见的至少一部分解剖结构中的缺血状况的发作，或到给定区域的灌注的区域变化。在图12A中给出了说明图，该图证明了由于人类受试者的缺血发作而引起这种动力学变化，在图12B中给出了较窄范围的缩放图。如所看到的，可以检测从规则的振荡荧光信号到缺血平线的转变。但是，应当注意到，关注解剖结构的灌注的变化可以导致除缺血平线外的其他测量模式。一个实例是静脉阻塞，其中由于给定区域中荧光剂的拥塞或聚集，阻塞或减少了血液从解剖区域流出，导致振荡动力学的变化。从图13C中可以看出，虽然循环振荡停止了，但结果不是平线。

如本文所述，这样的系统可以在几秒钟内观察和检测视频图像中给定区域的灌注水平的变化。这可以在长时间(例如许多分钟)观察到的区域中检测到，在该区域中已连续地使动态可视化，因此该相位是众所周知的。在图12C中示出了说明图，该图突出了人们可以预期针对缺血/健康组织区域观察到的信号之间的差异。然而，其同样可以在仅在短时间间隔(例如，10-20秒)期间可视化的解剖区域中确定，因为所述系统经过训练以在组织中在给定时间下预期并检测所描述的振荡动态信号的某个相位，由时间强度信号的规律性上升和下降组成。参见图12D，其示出了如果关注解剖区域在记录的图像的焦点内外漂移时其看起来如何。

优选地，该系统包括追踪装置并且能够在后台独立运行，而外科医生仅暴露于可见白光信号，因此仅被警告信号打断/通知。在例如缺血状况发作的检测期间。

本公开的另一方面涉及与荧光活性剂的重复注射以及监测所得振荡曲线有关的连续灌注评估。除了检测未预见的灌注变化之外，该系统还可以用于评估动脉的灌注区域。例如，外科医生可以考虑切开动脉作为外科手术的一部分。在切开动脉之前，外科医生可以暂时限制通过所述动脉的灌注，并且本申请公开的方法可以使得能够在短时间段(例如小于1分钟)内可视化所述动脉的灌注区域。这在连续外科手术期间对于外科医生可能是有价值的信息。以类似的方式，该系统可以用于评估静脉或一组静脉、淋巴管、淋巴结或循环和/或淋巴途径的其他部分的引流区域。通过暂时限制通过脉管的血液流动，血液将聚集在由该脉管或该组脉管正常引流的解剖区域中。这使得能够在相对短的时间段(例如小于2分钟)内可视化由该脉管引流的解剖区域。这可以在诸如普通外科和整形外科(包括伤口和重建外科)的领域中向外科医师提供重要信息，例如在连续的外科手术期间。

解剖结构

本申请公开的系统和方法的解剖结构可以是受试者的内部器官。然后通常将在器官外部的组织中评估灌注。替代地，解剖结构可以是受试者的皮肤(的一部分)。然后通常将在皮肤组织中评估灌注。

伤口的灌注评估也是高度相关的。因此，解剖结构可以包括至少一个伤口，这将是灌注评估的受试者。

解剖结构可以是胃肠道，优选地包括颊腔；咽；小肠，包括十二指肠、空肠和回肠；胃，包括食管、贲门和幽门；大肠，包括盲肠、结肠、直肠和肛管。

胃肠道

与胃肠道有关的并发症通常与局部血液动力学有关。即，正常血液动力学状况的变化可以指示并发症风险增加。因此，在检查胃肠道时，例如用于诊断并发症或确定并发症的位置，例如在诊断性腹腔镜检查、探查性腹腔镜检查或采用传统腹腔镜检查的外科手术腹腔镜检查或机器人外科手术期间以及在开放外科手术中，胃肠道(特别是在胃肠道的表面和附近，如胃肠壁的组织)的灌注评估可以是重要的诊断工具。在形成可以提供用于在胃肠道的两个先前较远的部分之间建立连通的吻合的外科手术期间，灌注评估也是重要的。作为一个实例，肠吻合在肠的两个先前较远的部分之间建立连通，并且通常在去除影响肠部的病理状况之后恢复肠的连续性。提供肠吻合可以例如用于以下方面：1)在切除患病肠之后恢复肠(intestinal)(例如肠部(bowel))的连续性，以及2)绕过无法切除的患病肠(intestine)，例如肠部(bowel)。某些儿科状况也可能需要肠吻合[6]。

可以在以下环境中切除患病肠部：

·肠部坏疽，其是由于肠系膜血管疾病、长期肠梗阻、肠套叠或肠扭转引起的血管受损所致

·恶性肿瘤

·良性疾病(例如肠息肉、肠套叠、蛔虫感染伴肠梗阻)

·感染(例如结核并发狭窄或穿孔)

·创伤性穿孔

·一期缝合不可修复的大穿孔(创伤性)

·放射性肠炎并发出血、狭窄或穿孔

·炎性肠病、溃疡性结肠炎或克罗恩氏病，其是药物疗法难治的或伴有并发症(例如出血、穿孔、中毒性巨结肠、发育异常/癌)

·慢性便秘、特发性慢传输型便秘或Hirschsprung病：如果该疾病是药物疗法难治的，则可以进行结肠次全切除术。

可以在以下环境中绕过无法切除的患病肠：

·引起管腔阻塞的局部晚期肿瘤

·引起肠梗阻的转移性疾病

·总体状况不佳或无法进行大范围切除的状况

可能需要进行肠吻合的儿科状况包括以下：

·先天性异常(例如Meckel憩室、肠闭锁、旋转不良伴肠扭转导致坏疽、胎粪肠梗阻、重复囊肿、Hirschsprung病)

·炎性状况(例如坏死性肠炎、小肠结肠炎、结核、肠穿孔)

·其他状况(例如肠套叠、血管发育不良、息肉样疾病、蛔虫病)

·作为其他外科手术的一部分(例如Kasai肛门肠吻合术、胆总管囊肿、尿流改道、胰腺肿瘤)

不幸的是，与胃肠道吻合有关的术后并发症经常发生，这通常是由于吻合(即肠道的两部分的连接)处的灌注(毛细血管供血)不足所致。灌注不足可以导致吻合口漏，这是一种严重且频繁的例如与结直肠手术有关的并发症，其中超过10％的手术导致并发症。在结肠癌手术中，超过30％的吻合口瘘患者由于术后并发症而死亡，其余患者中有约25％终生受造口影响。与瘘相关的危险因素包括吻合张力、组织损伤，特别是减少的血液灌注。

因此，在一个实施方案中，本公开涉及对例如在手术(特别是涉及胃肠道的手术)之前、期间和/或之后获得的表示胃肠道的至少一部分的一个或多个视频序列执行图像分析。这可以特别地适用于胃肠外科手术——因此，视频序列可以包括在胃肠道的至少一部分的外部，优选地使得可以测量和评估在胃肠壁的至少一部分中的灌注。

胃肠道是人类和其他动物体内的器官系统，其摄入食物、消化食物以提取和吸收能量和营养，并将剩余的废物作为粪便和尿液排出。可以将胃肠道看作是将食物转移到消化器官的管道。因此，本文所用的术语胃肠道包括颊腔；咽；小肠，包括十二指肠、空肠和回肠；胃，包括食管、贲门和幽门；大肠，包括盲肠、结肠、直肠和肛管。

实施例

实施例中显示的强度曲线是使用正常量的荧光剂(在这些情况下为ICG)注射推注剂的结果。选择每个推注剂中ICG的量，以使人眼可见荧光发射。提供实施例以说明可以在荧光成像之后计算的各种灌注参数。在注射小得多的剂量后，在很大程度上也可以确定这些相同的参数，即本文公开的采用可能重复和连续的测量以及有关的灌注评估的微剂量方法。

图1A、1C和1E示出了在向受试者提供ICG推注剂后从组织获得的强度曲线的实施例，例如，来自视频序列中关注区域。如果使用另一种造影剂，则可以获得相同类型的数据。强度基本上为零，直到强度的急剧上升表明ICG分子在成像组织中通过，ICG分子被激发以发荧光。强度峰值之后，ICG分子被逐渐洗脱掉。强度用任意单位表示。图1B、1D和1F示出了相应的强度曲线，其中已经计算出并且在图中示出血液动力学参数灌注斜率、斜率起点、斜率终点最大强度、洗脱斜率、洗脱起点和洗脱斜率终点。

图2A-2F示出了三个实施例，其示出了本文公开的确定灌注斜率开始的时间点(即斜率起点)的方法。图2B、2D和2F分别是图2A、2C和2E的特写，其中斜率开始，即右边的图示出左边的曲线的特写，其中斜率起点更为详细。看出斜率起点被定义为斜率超过平均值k*std的时间点，其中k是预定义的常数，std是斜率起点之前的强度值的标准偏差。斜率起点在图2B中以圆圈表示。

图3A-3F示出了三个实施例，其示出了本文公开的基于直方图数据确定灌注斜率的方法。左边的图示出了强度曲线，其中图3A对应于图2A，图3E对应于图2E。斜率起点在图3A中用箭头指示，以及在图3C和3E中用圆圈指示。从斜率起点到强度曲线的终点，已经计算了强度曲线的所有可能的斜率。所有计算的斜率都被收集和分箱在右侧所示的直方图中。灌注斜率被定义为直方图的最频值，即最高直方图分箱(bin)。图3A、3C和3E中的每个强度曲线的计算灌注斜率，即分别为图3B、3D和3F中的最高直方图直条，在图3A、3C和3E中用直线标记。

图4A-4F示出了三个实施例，其示出了本文公开的定义和确定最大斜率强度的方法。图4B、4D和4F分别是图4A、4C和4E的特写，其中曲线具有它们的最大强度。曲线的最大强度在图4B中用星号表示，在图4D和4F中用正方形表示，以及最大斜率强度在图中用菱形表示。最大斜率强度定义为到灌注斜率的距离超过预定义的限值的时间点的强度值，例如基于常数(k₂)乘以灌注斜率的标准偏差的限值。如图4所示，曲线的最大强度和最大斜率强度之间在时间和强度上可能存在显著差异。斜率上升时间可以定义为曲线的峰值(最大)强度与斜率起点之间的差值。但是如这里所示，定义为最大斜率强度和斜率起点之间的差值的斜率上升时间给出了更相关的斜率上升时间定义。

图5A-5F示出了三个实施例，其示出了本文公开的分析荧光造影剂的洗脱的方法。强度曲线与图4中的相同。图5B、5D和5F分别是图5A、5C和5E的特写，其中ICG被洗脱掉。在左边的图中，最大强度在图5A中用星号表示，在图5C和5E中用正方形表示。在右侧的图中示出了洗脱部分的特写。已经以与灌注斜率相同的方式分析了洗脱数据，并且已经计算了所有可能的洗脱斜率。类似于上面示例的灌注斜率的确定，可以在直方图(未示出)中对洗脱斜率分箱并对其进行分类，以便选择具有最高频率的洗脱斜率。洗脱起点通常在曲线的最大强度之后。在该实施例中，洗脱起点被定义为围绕最大曲线强度与最大斜率强度对称。在该实施例中，以与上述示例的最大斜率强度的确定相同的方式确定洗脱终点，即当强度与洗脱斜率相差预定义的常数乘以洗脱斜率的标准偏差时。

图6A-6D示出了使用ICG分析两个额外的荧光测量值，说明了本申请公开的分析方法的稳健性。以图6A表示的第一个图示出了强度数据、斜率起点、计算的灌注斜率(虚线)、最大斜率强度和最大曲线强度。右图示出了具有分箱的灌注斜率数据的直方图。可以看出强度数据不如本文公开的其他强度曲线稳定，具有许多局部变化并且在灌注斜率之后没有明显的强度降低。将会有ICG分子的洗脱，但此处显示的数据不包括该部分。图6A和6B示出了本文公开的示例性方法是非常稳健的程序，其可用于自动和实时确定灌注斜率和由此导出的其他灌注参数。图6A还示出了最大斜率强度和最大曲线强度的时间点之间的较大差异。从最大斜率强度推导出的斜率上升时间被看作是表征ICG推注剂通过的更相关的参数。

以图6C表示的第二个图还示出了不稳定的强度数据，并且所有计算的灌注斜率分布在较大的区间中，如图6D中的相应直方图所示。但是通过选择具有最高频率的直方图分箱，仍然可以从数据中提取相关且精确的灌注斜率参数，从而提供了本申请公开的方法的稳健性的另一个实施例。

图7示出了在肠部外科手术期间获取的视频序列的输出视频帧。右上角示出了在ICG推注剂通过期间获得的手术的原始视频(即一帧)。左上角示出了图像处理后相同的视频帧，现在可以更清楚地看到组织灌注。如图中所指出的，在视频帧中指示了四个关注区域(1、2、3、4)。下面的图示出了四个关注区域的均值像素强度，作为时间(秒)相对于归一化强度的函数绘图。计算四个ROI(1、2、3、4)的灌注斜率，并在图中用直线示出。

当仅观察上面的两个视频帧时，外科医生不可能确定所有的ROI 1、2和3是否被同样地且充分地灌注，例如，区域1、2和3是否同样适合进行吻合。在约70秒后，在下面的图中也可以看到这一点，其中ROI 1、2和3的像素强度是相似的。但是通过应用本文公开的确定不同ROI的灌注斜率的方法，可以立即向外科医生提供客观的灌注测量值。在图7的实施例中，从计算的灌注斜率可以看出，与ROI 1和ROI 2相比，ROI 3的灌注减少。该信息为外科医生提供了客观的灌注参数，以此作为其手术决策的依据，从而最终增加了外科手术结果成功的机会。

图8A示出了在切除患者的肠部之前获取的正常视频序列的静止图像。图像示出了小肠(下部)和结肠(上部)。即将被切除的是结肠，但是通过在图像分析中包括小肠，可以提供患者灌注的其他的、可能无偏的高灌注参考测量值，以用于与后来的灌注测量值进行比较。

图8B示出了与图8A中基本上相同的胃肠道子部分但是后来(即在已经在患者体内注射荧光造影剂(ICQ)的推注剂之后)获取的荧光图像。在用于图像分析的图像中指示三个ROI：位于结肠处的左上方蓝色框，位于小肠处的下部红色框(高灌注参考)和位于图像中的参考位置基本上没有血液灌注的右上方框(无/低灌注参考)。

图9A示出了在图8B的ROI中得到的强度曲线和根据本文公开的方法计算的灌注斜率，即切除前结肠和小肠的灌注斜率。尽管强度曲线看起来非常不同，但计算的结肠和小肠的灌注斜率是相当的，然而，小肠的灌注斜率比结肠的灌注斜率更陡(灌注水平更高)。这也在图9B中予以总结，其中小肠(左)和结肠(右)的灌注斜率已经相对于小肠的灌注斜率归一化。

图10A示出了与图8A中基本上相同的胃肠道子部分但是在切除肠部后且在吻合之前获取的正常图像。这是手术的关键部分，其中外科医生必须评估切除后留下的肠部的两端的灌注是否足以进行吻合，或者是否必须切除更多的肠部以确保吻合形成在最佳灌注区域，最终增加成功结果的机会。因此，外科医生有兴趣获得围绕切除的肠部各个区域的灌注的测量值。在图像的底部标记小肠，在图像的顶部标记切除的肠部(结肠)。

图10B是在已注射ICG推注剂后，对应于图10A中的图像的荧光图像。图像中示出了五个ROI：小肠上的一个(红色)作为高灌注参考，位于图像中参考位置的一个(黑色)基本上没有血液灌注(无/低灌注参考)和在切除的肠部(结肠)上的三个(蓝色、绿色和黄色)。

图11A示出了由图10A和10B所示的测量得到的强度曲线。红色ROI对应于小肠，给出最陡的灌注斜率，黑色参考ROI自然给出最低的灌注斜率。对应于位于肠部上的三个ROI的蓝色、绿色和黄色ROI提供相当的灌注斜率，也在图11B中总结，其中小肠(左，红色)的灌注斜率和肠部(右，蓝色、绿色和黄色)已经相对于小肠的灌注斜率归一化。与图9B相比有明显的区别。在图9B(切除前)中，肠部中的灌注与小肠中的灌注相当，而在切除后，切除的肠部中的灌注远低于小肠。进一步注意到，当比较图9A(切除前)与图11A(切除后)时，切除后灌注斜率的绝对值要大得多，对于小肠也是如此。这表明灌注斜率(和其他灌注参数)的绝对值不如相对值重要，也如图9B和11B中所证明的。即，在图像分析中具有一个或多个参考ROI是重要的，使得计算的灌注参数可以与从相同视频片段获得的相当灌注参数进行比较。在该实施例中，本文公开的确定灌注的方法检测到肠部(结肠)的灌注相对于小肠的灌注明显下降。这一重要信息可以指导外科医生选择吻合的最佳位置。

图12A示出了来自人类受试者的实际测量数据。以规则间隔(在本实施例中为2分钟左右)向人类受试者重复注射ICG微推注剂。时间强度曲线显示出基本上呈正弦曲线的模式，该模式随时间线性增加。强度随时间的增加与荧光剂剂量和洗脱时间之间的比例有关，在洗脱期间荧光强度降低。在某个时间点，大约t＝3800s，图12B，灌注受到限制，导致缺血发作，这可以通过在该时间点之后缺少振荡看出，形成了可以描述为缺血平线的模式。

图12C示出了显示时间-强度正弦曲线的理想化数据。注射荧光成像剂后，测得的ROI强度增加，而在洗脱阶段期间则降低。在大约t＝3750s时，由于缺血状况的发作，测量的数据显示出固定的测量ROI强度值。可替代地，如果没有缺血状况，则期望测量值遵循虚线，以使测量的ROI值连续遵循正弦曲线模式。

图12D示出了在没有缺血状况的情况下显示时间-强度正弦曲线的理想化数据，其中关注的解剖区域在焦点内外漂移。如果ROI是可连续观察到的，则虚线显示出预期的测量值。如果这是不可能的，例如由于关注的解剖区域在记录图像的焦点内外漂移，则测量的数据可能不完整，而是可能存在间隙——其中未获得关注的解剖区域的测量数据的时间间隔。因此，即使记录的数据不完整，系统也优选地能够识别正弦模式。如果系统能够正确识别正弦模式，则可以在每个时间点为其提供ROI的预期强度值，然后将其用于与测量值进行比较。如果(一个或多个)测量值与(一个或多个)预期值不同，则系统可以被配置为向外科医生提供警报。因此，该系统可以被配置为使得其识别出所测量的时间点或间隔的振荡/正弦模式的相位，此后将其与该时间点或间隔的预期相位进行比较，其中该预期相位优选地基于重复推注剂注射的识别振荡模式和/或已知频率。结果，该系统不一定需要连续的测量值，而是可以基于振荡模式的预期相位结合测量的时间点或间隔的时间信息，使得预期振荡模式的特定相位出现在测量的间隔中。

图13A示出了在较长的时间间隔(约40分钟)内进行的人类受试者的荧光强度测量，其中已对该人类受试者重复注射了ICG微推注剂。测量了七个单独的ROI的强度，并在图中为其分配了单独的颜色。测量的荧光强度显示出周期正弦模式，其中频率与注射频率一致(约120s)。由于与剂量大小相比注射时间相对较短，由于荧光成像剂的积累，模式为基本上线性增加。在大约t＝2000s时，停止荧光成像剂的重复注射，从而导致荧光强度近似指数式衰减。

图13B示出了图13A中的标记区域的放大图。在这里，可以看到相同ROI内以及不同ROI之间的波动较小。同时，循环强度模式是不同的，每个ROI的模式具有相同的周期。

图13C示出了通过可重复注射荧光成像剂微推注剂对人类受试者进行的测量的时间强度图。该图显示了静脉阻塞的结果，其中在大约t＝62-78分钟之间，灌注受到了限制，虽然不是完全受到阻碍。在这种情况下，测得的荧光强度的振荡动态停止，并且在静脉阻塞期间测量结果显示不规则的增加。因此，应当注意到，减少的灌注并不必然导致平线，如在缺血状况期间以其他方式通常得到的结果。

参考文献

参考文献

[1]C.Toens等人:Validation of IC-VIEW fluorescence videography in arabbit model of mesentereic ischaemia and reperfusion.Int J ColorectalDis2006；21:332-338.

[2]N.Nerup等人:Quantification of fluorescence angiography in aporcine model.Langenbecks Arch Surg,网络公开于15.11.2016.

[3]L.Boni等人:Indocyanine green-enhanced fluorescence to assess bowelperfusion during laparoscopic colorectal resection.Surg Endosc(2016)30:2736–2742

[4]R.Uitert等人:A stable optic-flow based method for trackingcolonoscopy images.Conference Paper,2008年7月

[5]US 2016/262638

[6]D.Stein等人.:Colon Resection.http://emedicine.medscape.com/article/1891505-overview,2015年9月

项目

1.一种对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的方法，该方法包括向静脉内施用第一荧光成像剂对应于小于0.01mg ICG/kg体重的推注剂，在注射第一荧光成像剂后获取并分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像，以及基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

2.根据项目1所述的方法，其中，该药剂通过可控注射泵进行注射。

3.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，该药剂以一系列推注剂的形式注射，在随后的推注剂之间具有预定义的时间。

4.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，在每次推注剂注射之后测量解剖结构的荧光发射。

5.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述推注剂包括递增或递减量的试剂。

6.根据项目5所述的方法，其中，所述量以10％的增量从一个推注剂增加或减少到随后的推注剂。

7.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，在施用一系列渐增或渐少的推注剂之后确定最小推注剂，所述最小推注剂提供代表解剖结构的灌注的可量化荧光发射。

8.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，推注剂之间的间隔为5至600秒之间，例如15至300秒之间，例如45至210秒之间，例如90至120秒之间。

9.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，推注剂之间的间隔足够长从而允许测量解剖结构中每个推注剂的灌注斜率，优选地，其中灌注斜率包括斜率起点和洗脱斜率。

10.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，在注射推注剂的荧光成像剂之后立即注射一定体积的等渗溶液(例如盐水)，例如其中所述体积为1-20mL，例如2.5-15mL，例如5-10mL。

11.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，荧光成像剂的量对应于每推注剂0.0001至0.01mg ICG/kg体重，例如每推注剂0.0001至0.01mg ICG/kg体重。

12.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，荧光成像剂的初始量对应于至少0.001mg ICG/kg体重。

13.根据项目12所述的方法，其中，随后的推注剂以对应于至少0.001mg ICG/kg体重从一个推注剂增加或减少到随后的推注剂。

14.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，推注剂具有0.5μL至10mL、例如0.5-5mL的液体体积。

15.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，施用第二荧光成像剂，第二荧光成像剂的发射最大值与第一荧光成像剂的发射最大值相差至少50nm。

16.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，施用第三、第四、第五或更多的荧光成像剂。

17.根据项目15或16所述的方法，其中，交替施用第一荧光成像剂和后续的荧光成像剂。

18.根据项目15、16或17所述的方法，其中，不同荧光成像剂的施用之间的间隔是相同荧光成像剂的后续施用之间的间隔的一半。

19.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，通过用能够激发荧光成像剂的光源照射解剖结构来自动检测荧光，并且通过解剖结构的一系列荧光图像来量化发射。

20.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，推注剂之间的时间段由配置为检测由每个推注剂引起的灌注斜率的计算机确定。

21.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，选择荧光成像剂的剂量和/或推注剂之间的时间段，使得可以接收到ROI的平均强度的时间序列的振荡模式。

22.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，以规则的间隔例如在每20个推注剂，更优选地每40个推注剂，最优选地每60个推注剂保持较长的间歇，例如至少1分钟，使得可以降低背景荧光水平。

23.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，推注剂中的荧光成像剂的量由配置为确定最小推注剂的计算机控制，所述最小推注剂能够确定代表解剖结构的灌注的最小荧光发射。

24.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述解剖结构是胃肠道，优选包括颊腔；咽；小肠，包括十二指肠、空肠和回肠；胃，包括食管、贲门和幽门；大肠，包括盲肠、结肠、直肠和肛管。

25.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述解剖结构是受试者的内部器官。

26.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述解剖结构是受试者的皮肤。

27.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述解剖结构包括伤口，其是灌注评估的对象。

28.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述荧光成像剂包含吲哚菁绿(ICG)、异硫氰酸荧光素、若丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二醛、荧光胺、玫瑰红、锥虫蓝、荧光金、绿色荧光蛋白、黄素、亚甲蓝、卟啉脂质体(porphysome)、花青染料、IRDDye800CW、与靶向配体结合的CLR 1502、与靶向配体结合的OTL38，或其组合。

29.根据前述项目中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：追踪所述视频图像中解剖结构的运动。

30.根据前述项目中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：追踪所述视频图像中解剖结构的至少一部分的运动，以及使所述运动相关联，使得至少所述第一关注区域对应于所述视频图像中解剖结构的相同子部分。

31.根据前述项目中任一项所述的方法，其中运动追踪通过自由图像追踪来提供。

32.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，通过自由图像追踪以来基于分类器的追踪的形式提供运动追踪，所述自由图像追踪包括以下步骤：在所述视频图像中，优选地在至少一个关于区域邻近或周围的区域中，确定一个多个可识别特征的分类器。

33.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，通过自由图像追踪以基于颜色的追踪的形式提供运动追踪。

34.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，运动追踪基于已经施加到胃肠道的一个或多个颜色标记的颜色追踪。

35.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，运动追踪包括以下步骤：颜色过滤和阈值化以获得所述视频图像中的像素的布尔图。

36.根据前述项目中任一项所述的方法，还包括以下步骤：噪声过滤以改善布尔图。

37.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，通过基于对象的追踪来提供运动追踪。

38.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，通过追踪附于所述解剖结构的一个或多个预定义对象的运动来提供运动追踪。

39.根据前述项目中任一项所述的方法，其包括以下步骤：通过最初存储每个ROI的图像来创建ROI模板，并且其中通过对每个ROI模板应用互相关来提供运动追踪。

40.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，执行追踪，使得获取解剖结构的至少一部分的三维信息。

41.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述灌注评估包括在解剖结构中确定灌注并发症的位置。

42.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述灌注评估与诊断或外科手术程序结合使用。

43.根据项目42所述的方法，其中，所述程序包括诊断性腹腔镜检查、探查性腹腔镜检查、外科手术腹腔镜检查及传统腹腔镜检查、机器人外科手术和开放外科手术。

44.根据项目42所述的方法，其中，所述程序包括吻合，例如肠吻合。

45.一种荧光成像剂，其用于根据前述项目中任一项所述的方法。

46.荧光成像剂在制备用于根据前述项目1-44中任一项所述的自动灌注评估方法的药物中的用途。

47.一种用于在受试者的医学程序期间对解剖结构进行自动灌注评估的系统，其包括用于容纳至少一种第一荧光成像剂的可控注射泵，所述注射泵被配置用于将预定义量的所述第一荧光成像剂注射到受试者的血液中，其中所述系统被配置用于在注射第一荧光成像剂之后接收和分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像，并基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

48.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为控制所述注射泵以注射荧光成像剂的初始小推注剂，优选其量对应于小于0.01mg ICG/kg体重，随后分析由所述初始推注剂产生的荧光发射。

49.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为控制所述注射泵以注射荧光成像剂的初始小推注剂，优选其量对应于小于1mg ICG或小于0.8mg ICG或小于0.6mg ICG或小于0.4mg ICG或小于0.2mg ICG，随后分析由初始推注剂产生的荧光发射。

50.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为通过以下步骤确定荧光成像剂的受试者特定的最小有效推注剂：

-控制注射泵以预定义的递增或递减量注射一系列荧光成像剂的推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段，

-在注射每个推注剂后分析解剖结构的荧光发射，以及

-确定从解剖结构提供可量化荧光发射的最小推注剂的大小。

51.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置用于：1)在注射荧光剂之前，接收所述解剖结构的组织的时间序列图像；以及2)由此确定背景噪声水平。

52.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为确定受试者特定的转化周期，所述受试者特定的转化周期被定义为从注射荧光成像剂的推注剂到荧光发射中荧光斜率升高的时间段。

53.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为确定受试者特定的中断间隔，所述受试者特定的中断间隔被定义为从荧光斜率上升到所述荧光发射等于背景噪声的时间段。

54.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为自动地：1)控制注射泵以注射一系列预定义荧光成像剂的推注剂，一个预定义的推注剂例如最小有效推注剂，以及在每个推注剂之间间隔预定义的持续时间，和2)在注射每个推注剂后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

55.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置用于确定位于所述解剖结构中以及任选地位于邻近的解剖结构中的一个或多个关注区域中的所述至少一个灌注参数。

56.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为自动地：1)控制注射泵以递增或递减量注射一系列荧光成像剂的推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段；和2)在注射每个推注剂后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

57.根据前述项目中任一项所述的系统，其包括用于容纳至少第二荧光剂的至少第二可控注射泵，所述第二荧光剂不同于第一荧光剂，第二注射泵被配置用于将预定义量的所述第二荧光成像剂注射到受试者的血液中。

58.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置用于确定位于所述解剖结构中以及任选地位于邻近的解剖结构中的一个或多个关注区域中的所述至少一个灌注参数。

59.根据前述项目58任一项所述的系统，其被配置为使得所述关注区域可以由所述系统的使用者选择。

60.根据前述项目中任一项所述的系统，其还包括至少一个光源，所述至少一个光源被配置为提供激发光以诱导来自所述解剖结构中的所述第一和/或第二荧光剂的荧光发射。

61.根据前述项目中任一项所述的系统，其还包括：成像单元，其被配置用于记录来自解剖结构的荧光发射的至少一个时间序列。

62.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述成像单元被配置用于白光成像。

63.根据前述项目中任一项所述的系统，其被配置为发送所述至少一个灌注参数以在显示器上呈现。

64.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述解剖结构是胃肠道，优选地包括颊腔；咽；小肠，包括十二指肠、空肠和回肠；胃，包括食管、贲门和幽门；大肠包括盲肠、结肠、直肠和肛管。

65.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述解剖结构是受试者的内部器官。

66.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述解剖结构是受试者的皮肤。

67.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述解剖结构包括伤口，所述伤口为灌注评估的受试者。

68.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统是腹腔镜设置的一部分，其中，成像单元和光源被并入腹腔镜单元中。

69.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统是开放外科手术设置的一部分，其中，成像单元和光源被并入开放外科手术单元中。

70.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述荧光成像剂包括吲哚菁绿(ICG)、异硫氰酸荧光素、若丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二醛、荧光胺、玫瑰红、锥虫蓝、荧光金、绿色荧光蛋白、黄素、亚甲蓝、卟啉脂质体、花青染料、IRDDye800CW、与靶向配体结合的CLR 1502、与靶向配体结合的OTL38，或它们的组合。

71.根据前述项目中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置用于评估静脉或一组静脉、淋巴管、淋巴结或循环和/或淋巴途径的其他部分的引流面积。

72.根据前述项目中任一项所述的系统，其被配置为执行项目1-44中任一项所述的方法。

73.一种用于检测解剖结构的至少一部分的灌注变化的计算机实施的方法，其中将包含荧光成像剂的可重复推注剂连续地注射到受试者；所述方法包括以下步骤：

i.测量解剖结构的至少一部分的关注区域的时间序列荧光强度；

ii.识别测量的时间序列的测量模式，

iii.基于测量模式，创建预期模式，预期关注的解剖结构的至少一部分的荧光强度遵循所述预期模式；

iv.测量关注解剖区域的荧光强度；

v.分析预期模式与测量值之间的差异；和

vi.重复步骤iv.和v.以连续地评估关注的解剖区域的至少一部分的灌注。

74.根据项目73所述的计算机实施的方法，其中，根据预定功能例如预定阈值，基于期望模式与测量值之间的差异向使用者发出警报。

75.根据项目73-74中任一项所述的计算机实施的方法，其中，在步骤iv.和v.之间连续地更新所识别的振荡模式。

76.根据项目73-75中任一项所述的计算机实施的方法，其中，基于频率、振幅、相位和/或背景强度来识别振荡模式。

77.根据项目73-76中任一项所述的计算机实施的方法，其中，推注剂基本上是最小有效推注剂。

78.根据项目73-77中任一项所述的计算机实施的方法，其中，额外地或替代地使用诸如注射频率的注射参数来识别振荡模式。

79.根据项目73-78中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述方法用于预测缺血状况的发作。

80.根据项目73-79中任一项所述的计算机实施的方法，其中，通过追踪检测关注的解剖区域。

81.根据项目73-80中任一项所述的计算机实施的方法，其中，在三个维度上进行关注的解剖区域的追踪。

82.根据项目73-81中任一项所述的计算机实施的方法，其中，以较长的时间段注射推注剂，所述时间段例如在1至5分钟之间，更优选在1至4分钟之间，甚至更优选在1至3分钟之间，最优选在1.5至2.5分钟之间。

83.根据项目73-82中任一项所述的计算机实施的方法，其中，周期性地，例如在每10-300个推注剂之后，更优选地在每30-300个推注剂之后，更优选地在每90-300个推注剂之后，最优选地在每200-300个推注剂之后，进行较长的停顿，例如在1-10分钟之间，在停顿中不向受试者注射荧光成像剂。

84.根据项目73-83中任一项所述的计算机实施的方法，其中，基于相位、频率和/或振幅的测量值与预期值之间的差值，向使用者发出警报。

85.根据项目73-84中任一项所述的计算机实施的方法，其中所述方法能够检测缺血和/或静脉阻塞和/或评估动脉的灌注面积。

86.根据项目73-85中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述方法被配置为补偿非连续间隔的测量，例如当关注区域漂移进出焦点时，并将这些与预期模式进行比较。

87.一种用于通过图像处理从受试者获取的视频图像中的关注解剖区域的至少一部分中的血液动力学来检测受试者的所述关注解剖区域的灌注变化的计算机实施的方法，所述方法包括以下步骤：

-对在将多个包含荧光成像剂的推注剂应用至受试者期间和/或之后获取的至少一个视频序列执行图像分析，其中，根据预定义模式，例如在频率和/剂量方面，供应该多个推注剂，

-基于图像分析计算一个或多个关注区域的后续灌注参数，以及

-监测后续灌注参数以确定所述关注区域中灌注的变化。

88.根据项目87所述的方法，其包括项目1-46或项目73-86中任一项所述的步骤。

Claims (32)

1.一种用于在受试者的医学程序期间对解剖结构进行自动灌注评估的系统，所述系统包括用于容纳至少一种第一荧光成像剂的可控注射泵，所述注射泵被配置用于将对应于预定义量的所述第一荧光成像剂的推注剂注射到受试者的静脉中，其中所述系统被配置用于在注射所述第一荧光成像剂后接收并分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像，并基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述推注剂对应于小于0.01mg ICG/kg体重的第一荧光成像剂。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述推注剂对应于小于0.5mg ICG的第一荧光成像剂。

4.根据权利要求1所述的系统，其中荧光剂是ICG，并且其中推注剂中ICG的量为小于0.01mg/kg体重。

5.根据权利要求1所述的系统，其中荧光剂是ICG，并且其中推注剂中ICG的量为小于1mgICG或小于0.5mgICG。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为以介于5至600秒之间、例如介于15至300秒之间、例如介于45至210秒之间、例如介于90至120秒之间的间隔注射推注剂。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为通过以下步骤确定荧光成像剂的受试者特定的最小有效推注剂：

-控制注射泵注射具有变化量的荧光成像剂的一系列推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的时间段，

-在注射每个推注剂后分析解剖结构的荧光发射，以及

-确定从解剖结构提供可量化荧光发射的最小推注剂的大小。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，解剖结构的可量化荧光发射对应于可以确定灌注斜率的荧光发射。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为确定受试者特定的中断间隔，所述受试者特定的中断间隔被定义为从荧光斜率上升至荧光发射下降到低于背景噪声的多个标准偏差，例如20、10或5个标准偏差的时间段。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为自动地：1)控制注射泵注射荧光成像剂的一系列预定义的推注剂，一个预定义的推注剂例如最小有效推注剂，在每个推注剂之间间隔预定义的持续时间，和2)在每个推注剂注射后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为自动地：1)控制注射泵以注射具有变化量的荧光成像剂的一系列推注剂，在每次推注剂之间间隔预定义的时间段；以及2)在每次推注剂注射后确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其被配置用于容纳至少第二荧光剂，所述第二荧光剂与所述第一荧光剂不同，并且其中所述系统被配置用于将具有预定义量的所述第二荧光成像剂的一个或多个推注剂注射到受试者的血液中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置用于确定位于所述解剖结构中以及任选地在邻近的解剖结构中的一个或多个关注区域中的所述至少一个灌注参数，并且其中所述关注区域任选地可以由系统的使用者选择。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其还包括至少一个光源，所述至少一个光源被配置为提供激发光以诱导来自所述解剖结构中的所述第一和/或第二荧光剂的荧光发射；以及成像单元，所述成像单元被配置用于记录来自解剖结构的荧光发射的所述时间序列。

15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其还被配置用于追踪所述时间序列图像中的解剖结构的至少子部分的运动，以及与所述运动相关，使得至少所述第一关注区域对应于所述图像中解剖结构的相同子部分，并且其中通过自由图像追踪和/或通过基于对象的追踪来提供运动追踪。

16.一种对受试者的解剖结构进行自动灌注评估的方法，所述方法包括向静脉内施用对应于小于0.01mg ICG/kg体重的第一荧光成像剂的推注剂，在注射第一荧光成像剂后获取并分析所述解剖结构的组织的时间序列荧光图像，以及基于所述分析确定所述解剖结构的至少一个灌注参数。

17.根据权利要求16所述的方法，其中药剂通过可控注射泵进行注射。

18.根据前述权利要求16-17中任一项所述的方法，其中药剂以一系列推注剂注射，在随后的推注剂之间具有预定义的时间。

19.根据前述权利要求16-18中任一项所述的方法，其中在注射每个推注剂后测量解剖结构的荧光发射。

20.根据前述权利要求16-19中任一项所述的方法，其中所述推注剂包括递增或递减量的药剂。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述量以10％的增量从一个推注剂增加或减少到随后的推注剂。

22.根据前述权利要求16-21中任一项所述的方法，其中在施用一系列渐增或渐少的推注剂后确定最小推注剂，所述最小推注剂提供代表解剖结构的灌注的可量化荧光发射。

23.根据前述权利要求16-22中任一项所述的方法，其中推注剂之间的间隔为5至600秒之间，例如15至300秒之间，例如45至210秒之间，例如90至120秒之间。

24.根据前述权利要求16-23中任一项所述的方法，其中推注剂之间的间隔足够长从而允许测量解剖结构中每个推注剂的灌注斜率，优选地，其中灌注斜率包括斜率起点和洗脱斜率。

25.根据前述权利要求16-24中任一项所述的方法，其中在注射推注剂的荧光成像剂之后立即注射一定体积的等渗溶液(例如盐水)，例如其中所述体积为1-20mL，例如2.5-15mL，例如5-10mL。

26.根据前述权利要求16-25中任一项所述的方法，其中荧光成像剂的量对应于每推注剂0.001至0.01mg ICG/kg体重，例如每推注剂0.001至0.01mgICG/kg体重。

27.根据前述权利要求16-26中任一项所述的方法，其中所述荧光成像剂的初始量对应于至少0.001mgICG/kg体重。

28.根据权利要求27所述的方法，其中随后的推注剂以对应于至少0.001mgICG/kg体重从一个推注剂增加或减少到随后的推注剂。

29.根据前述权利要求16-28中任一项所述的方法，其中推注剂具有0.5μL至10mL、例如0.5-5mL的液体体积。

30.根据前述权利要求16-29中任一项所述的方法，其中，施用第二荧光成像剂，所述第二荧光成像剂的发射最大值与所述第一荧光成像剂的发射最大值相差至少50nm。

31.一种用于通过图像处理从受试者获取的视频图像中的关注解剖区域的至少一部分中的血液动力学来检测受试者的所述关注解剖区域的灌注变化的计算机实施的方法，所述方法包括以下步骤：

-对在将多个包含荧光成像剂的推注剂供应至受试者期间和/或之后获取的至少一个视频序列执行图像分析，其中，根据预定义模式，例如在频率和/剂量方面，供应所述多个推注剂，

-基于图像分析计算一个或多个关注区域的后续灌注参数，以及

-监测后续灌注参数以确定所述关注区域中灌注的变化。

32.根据权利要求31所述的方法，包括权利要求16-30中任一项所述的步骤。

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