CN113645889A - 用于将医学成像设备连接到医学成像控制器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将医学成像设备连接到医学成像控制器的线缆，其包括：位于线缆远端的第一连接器，用于连接成像设备；位于近端的第二连接器，用于连接到医学成像控制器；电路板，包括至少一个存储器，所述至少一个存储器至少存储与线缆相关联的认证信息。该电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得医学成像控制器能够访问认证信息。一个或多个成像通信线路在第一连接器与第二连接器之间延伸，用于将成像数据从医学成像设备传送到医学成像控制器。所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

Description

用于将医学成像设备连接到医学成像控制器的系统和方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月13日提交的美国临时申请号62/791,828的权益，该美国临时申请的全部内容由此通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般涉及医学成像，并且更具体地涉及将医学成像设备连接到医学成像控制器。

背景技术

医疗系统、器械或工具在手术前、手术期间或手术后被用于各种目的。这些医疗工具中的一些可以用于通常被称为内窥镜程序或开放场（open field）程序的程序。例如，医疗领域中的内窥镜检查允许在不使用传统的全侵入性手术的情况下查看患者身体的内部特征。内窥镜成像系统结合内窥镜使得外科医生能够查看手术部位，并且内窥镜工具使得能够在该部位进行微创手术。例如，这样的工具可以是机械切割骨骼和硬组织的剃须刀型设备，或者是用于经由消融去除组织或凝固组织以最小化手术部位出血的射频（RF）探针。

在内窥镜手术中，内窥镜被放置在身体中有必要实行外科程序的位置处。其他手术器械（诸如上面提到的内窥镜工具）被也放置在身体中的手术部位。外科医生通过内窥镜查看手术部位，以便于操纵工具来实行期望的手术程序。出于处理由内窥镜接收到的图像的目的，一些内窥镜可与摄像头一起使用。内窥镜相机系统典型地包括：通过线缆连接到相机控制单元（CCU）的摄像头。CCU处理经由线缆从相机的图像传感器接收到的输入图像数据，并且然后输出图像数据以用于显示。内窥镜相机系统的分辨率和帧率不断提高，并且系统的每个组件都必须进行相应的设计。

另一种类型的可以包括通过线缆连接到CCU的摄像头的医学成像器是开放场成像器。开放场成像器可以用于对开放手术场进行成像，诸如在整形、显微外科、重建和胃肠道程序期间可视化血管中的血流和相关组织灌注。

内窥镜成像系统、开放场成像系统和其他类型的医学成像系统的摄像头可以是专门的，针对各种医学专业和/或程序具有不同的形式和功能。CCU可以取决于摄像头的类型以不同方式处理成像数据。因此，合期望的是CCU能够标识并且具有关于摄像头的信息。该信息可以用于各种各样不同的目的，以实现最佳准确度和用户所期望的显示。

发明内容

根据一些实施例，用于将摄像头连接到CCU的线缆包括：集成到线缆中的印刷电路板，用于使得所连接的CCU能够认证线缆。该印刷电路板可以包括认证组件，该认证组件允许安全存储认证信息（诸如加密密钥），并且实行与CCU进行加密通信所需的操作，以使得能够实现正在使用正确线缆的安全确认，这可以有助于确保成像系统的最佳性能。在一些实施例中，电路板包括：存储关于摄像头和线缆本身的信息的一个或多个组件。线缆中的认证能力确保该摄像头和线缆信息可以是可信的。

根据一些实施例，用于将医学成像设备连接到医学成像控制器的线缆包括：位于线缆远端的第一连接器，用于将线缆连接到医学成像设备；以及位于线缆近端的第二连接器，用于将线缆连接到医学成像控制器。该线缆包括：电路板，其包括至少一个存储器，其中，该至少一个存储器至少存储与该线缆相关联的认证信息，并且该电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得连接到第二连接器的医学成像控制器能够访问认证信息。该线缆包括：在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从连接到第一连接器的医学成像设备传送到连接到第二连接器的医学成像控制器，其中，该一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以进一步存储用于标识与线缆相关联的医学成像设备的标识信息。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以包括多个存储器。

在这些实施例中的任一个中，认证信息可以存储在电路板上的存储器中，诸如认证芯片的存储器中，并且标识信息可以存储在电路板上的单独存储器中。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以包括：一个或多个处理器，用于促进医学成像控制器与所述至少一个存储器中的至少一部分之间的通信。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个处理器可以被配置成促进存储在所述至少一个存储器中的至少一部分中的一个或多个医学成像设备校准参数到医学成像控制器的通信。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以进一步包括：在第一连接器与电路板之间延伸的至少一个辅助通信线路，用于将来自医学成像设备的至少非成像数据传送到电路板或通过电路板传送。

在这些实施例中的任一个中，通信总线可以通信地耦合到第二连接器，并且至少一个辅助通信线路可以连接到通信总线。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器中的至少一部分可以直接连接到通信总线。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以位于线缆近端。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以整体地形成为线缆的一部分。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以被包覆成型以在线缆消毒期间保护电路板。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以进一步包括位于第一连接器附近的第二电路板。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以存储医学成像设备运行时间、医学成像设备类型、医学成像设备使用计数、医学成像设备按钮操作计数、线缆标识信息、线缆类型、医学成像设备标识信息、医学成像设备校准信息和医学成像设备像素补偿信息中的至少一个。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个成像控制线路可以在第一连接器与第二连接器之间延伸，用于将成像控制信号从连接到第二连接器的医学成像控制器传送到连接到第一连接器的医学成像设备，其中，所述一个或多个成像控制线路绕过电路板的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，所述第一连接器可以被配置成用于连接到内窥镜摄像头、医学显微镜摄像头和开放场医学摄像头中的至少一个。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个成像通信线路可以被配置成用于传送像素数据和体素数据中的至少一个。

根据一些实施例，一种装置包括：连接到线缆的医学成像设备，该线缆包括：位于线缆远端的第一连接器，用于将线缆连接到医学成像设备；位于线缆近端的第二连接器，用于将线缆连接到医学成像控制器，该电路板包括至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器至少存储与线缆相关联的认证信息，并且电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，用于使得连接到第二连接器的医学成像控制器能够访问认证信息；以及在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从连接到第一连接器的医学成像设备传送到连接到第二连接器的医学成像控制器，其中，所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以进一步存储医学成像设备的标识信息。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以包括多个存储器。

在这些实施例中的任一个中，认证信息可以存储在电路板上的认证芯片的存储器中，并且标识信息可以存储在电路板上的单独存储器中。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以包括：一个或多个处理器，用于促进医学成像控制器与所述至少一个存储器中的至少一部分之间的通信。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个处理器可以被配置成促进存储在所述至少一个存储器中的至少一部分中的一个或多个医学成像设备校准参数的通信。

在这些实施例中的任一个中，该装置可以进一步包括：在第一连接器与电路板之间延伸的至少一个辅助通信线路，用于将至少非成像数据从医学成像设备传送到电路板。

在这些实施例中的任一个中，通信总线可以通信地耦合到第二连接器，并且所述至少一个辅助通信线路可以连接到通信总线。

在这些实施例的任一个中，所述至少一个存储器中的至少一部分可以直接连接到通信总线。

在这些实施例的任一个中，电路板可以位于线缆近端。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以整体地形成为线缆的一部分。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以被包覆成型以在线缆消毒期间保护电路板。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以包括位于第一连接器附近的第二电路板。

在这些实施例中的任一个中，所述至少一个存储器可以存储医学成像设备运行时间、医学成像设备类型、医学成像设备使用计数、医学成像设备按钮操作计数、线缆标识信息、线缆类型、医学成像设备标识信息、医学成像设备校准信息和医学成像设备像素补偿信息中的至少一个。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以进一步包括：在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像控制线路，用于将成像控制信号从连接到第二连接器的医学成像控制器传送到连接到第一连接器的医学成像设备，其中，所述一个或多个成像控制线路绕过电路板的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，医学成像设备可以是内窥镜摄像头、医学显微镜摄像头或开放场医学摄像头。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个成像通信线路可以被配置成用于传送像素数据和体素数据中的至少一个。

根据一些实施例，一种医学成像系统包括：医学成像设备、医学成像控制器和将医学成像设备连接到医学成像控制器的线缆，其中，医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器，和存储在存储器中以供所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，以用于：访问存储在线缆的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息，以及基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以包括：第一连接器，其位于线缆远端，并且将线缆连接到医学成像设备；第二连接器，其位于线缆近端，并且将线缆连接到医学成像控制器；以及在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从医学成像设备传送到医学成像控制器，其中，电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，用于使得连接到第二连接器的医学成像控制器能够访问认证信息，并且所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以整体地形成为线缆的一部分。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序可以包括用于根据线缆的不成功认证提供未认证线缆警告的指令。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序可以包括用于访问存储在至少一个存储器中的医学成像设备标识信息并且基于该医学成像设备标识信息控制医学成像设备的指令。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序可以包括用于与电路板的一个或多个处理器通信以检索存储在所述至少一个存储器中的一个或多个医学成像设备校准参数的指令。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序可以包括用于经由电路板上的通信总线与医学成像设备中的一个或多个非成像组件通信的指令。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序可以包括用于经由线缆中的一个或多个成像通信线路从医学成像设备接收成像数据的指令，其中，该成像通信线路绕过电路板。

根据一些实施例，一种通过经由线缆连接到医学成像设备的医学成像控制器来认证线缆的方法，该医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器和存储在存储器中以用于由所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述方法包括：访问存储在线缆的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息；以及基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆。

在这些实施例中的任一个中，线缆可以包括：第一连接器，其位于线缆远端并且将线缆连接到医学成像设备；第二连接器，其位于线缆近端并且将线缆连接到医学成像控制器；以及在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从医学成像设备传送到医学成像控制器，其中，电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，用于使得连接到第二连接器的医学成像控制器能够访问认证信息，并且所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

在这些实施例中的任一个中，电路板可以整体地形成为线缆的一部分。

在这些实施例中的任一个中，该方法可以进一步包括：根据线缆的不成功认证提供未认证线缆警告。

在这些实施例中的任一个中，所述一个或多个程序包括：用于访问存储在所述至少一个存储器中的医学成像设备标识信息并且基于该医学成像设备标识信息控制医学成像设备的指令。

在这些实施例中的任一个中，该方法可以进一步包括：与电路板的一个或多个处理器通信以检索存储在所述至少一个存储器中的一个或多个医学成像设备校准参数。

在这些实施例中的任一个中，该方法可以进一步包括：经由电路板上的通信总线与医学成像设备中的一个或多个非成像组件通信。

在这些实施例中的任一个中，该方法可以进一步包括：经由线缆中的一个或多个成像通信线路从医学成像设备接收成像数据，其中，所述成像通信线路绕过电路板。

根据一些实施例，非暂时性有形计算机可读介质具有嵌入在其上的计算机可执行程序代码，用于实行上述任何方法。

根据一些实施例，计算机程序产品包括计算机可执行指令，当由可编程计算机实现时，所述指令使计算机实行上述任何方法。

根据一些实施例，一种对受试者的组织进行成像的方法包括：通过经由线缆连接到医学成像设备的医学成像控制器来认证线缆，该医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器和存储在存储器中以用于由所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，以用于：访问存储在整体地形成为线缆的一部分的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息，以及基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆；以及使用医学成像设备和经认证的线缆生成受试者组织的图像的时间序列。

在这些实施例中的任一个中，生成受试者组织的图像的时间序列可以包括生成受试者组织的荧光图像的时间序列。

在这些实施例中的任一个中，该方法可以进一步包括：在生成受试者组织的荧光图像的时间序列之前向受试者施用荧光显像剂。

根据一些实施例，用于处理受试者组织的图像的时间序列的套件包括上述线缆中的任一种、上述装置中的任一种、上述系统中的任一种或上述非暂时性有形计算机可读介质。

在这些实施例中的任一个中，显像剂可以是荧光显像剂。荧光显像剂可以是或可以包括三碳菁染料、ICG、亚甲蓝、异硫氰酸荧光素、若丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二甲醛、荧光胺、玫瑰红、台盼蓝、氟金或其组合。在一些实施例中，可以使用荧光显像剂的类似物或衍生物。

根据一些实施例，荧光显像剂用于上述系统中的任一种、上述方法中的任一种、或上述用于对组织进行成像的套件中的任一种中。

在这些实施例中的任一个中，对组织进行成像可以包括：在血流成像、组织灌注成像、淋巴成像或其组合期间对组织进行成像。

在这些实施例中的任一个中，血流成像、组织灌注成像和/或淋巴成像可以包括：在侵入性医疗程序、微创医疗程序期间、或在非侵入性医疗程序期间进行的血流成像、组织灌注成像和/或淋巴成像。

在这些实施例中的任一个中，侵入性医疗程序可以包括：心脏相关医疗程序或重建医疗程序。

在这些实施例中的任一个中，心脏相关医疗程序可以包括心脏冠状动脉旁路移植术（CABG）程序。

在这些实施例中的任一个中，CABG程序可以是体外循环或非体外循环的。

在这些实施例中的任一个中，非侵入性医疗程序可以包括伤口护理程序。

在这些实施例中的任一个中，淋巴成像可以包括：淋巴结的标识、淋巴结引流、淋巴标测（mapping）或其组合。

在这些实施例中的任一个中，淋巴成像可以与女性生殖系统相关。

根据一些实施例，上述线缆中的任一种、上述装置中的任一种、上述系统中的任一种、上述方法中的任一种、上述套件中的任一种或上述荧光剂中的任一种被用于淋巴成像。

根据一些实施例，上述线缆中的任一种、上述装置中的任一种、上述系统中的任一种、上述方法中的任一种、上述套件中的任一种或上述荧光剂中的任一种被用于血流成像、组织灌注成像，或其组合。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例来描述本发明，其中：

图1A示出了根据一个实施例的内窥镜相机系统；

图1B示出了根据一个实施例的开放场相机系统；

图2A和2B图示了根据一个实施例的成像系统，其包括通过线缆连接到成像控制器的成像设备；

图3是根据一个实施例的用于成像设备到成像控制器的连接线缆的印刷电路板的框图；

图4是根据一个实施例的成像系统的框图，其示出了整个系统中的光和信号的路径；

图5是根据一个实施例的认证将成像设备连接到成像控制器的线缆的方法的框图；

图6是根据一些实施例的示例性荧光成像系统的说明性描绘；

图7是根据一些实施例的荧光成像系统的示例性照明模块的说明性描绘；以及

图8是根据一些实施例的荧光成像系统的示例性相机模块。

具体实施方式

现在将详细参考本文中描述的系统和方法的各个方面和变型的实现方式和实施例。尽管本文中描述了系统和方法的若干示例性变型，但系统和方法的其他变型可以包括以具有所描述的所有或一些方面的组合的任何合适方式进行组合的本文中所描述的系统和方法的各方面。本文中描述了用于利用可以存储关于线缆和/或成像设备的信息的可认证线缆将成像设备连接到成像控制器的设备、系统和方法。由于常规的成像设备典型地包括：用于图像感测的电子器件和用户界面组件，用于存储关于成像设备的信息的已知方法是将存储器合并到现有的电子器件中，并且为成像控制器提供通过其可以访问这些存储器元件的通信信道。然而，这种方法忽略了线缆在系统性能中的重要性。根据各种示例性实施例在本文中描述的线缆提供认证线缆以防止使用潜在的低质量替代品的能力。此外，根据各种实施例，关于成像设备的信息可以存储在线缆上而不是成像设备中，这允许存储关于线缆本身的信息，并且降低成像设备的复杂性。

根据一些实施例，用于将成像设备连接到成像控制器的线缆包括：集成到线缆中的印刷电路板组装件。印刷电路板可以包括：用于存储关于摄像头中的图像传感器、摄像头组装件和线缆本身的信息的存储器。电路板包括认证组件，该认证组件允许安全存储加密密钥，并且实行与相机控制单元进行加密通信所需的操作，以便允许正在使用正确线缆的安全确认。电路板还可以包括微控制器，该微控制器能够与电路板上的其他组件中的一个或多个进行通信并且对其进行控制。

根据一些实施例，至少认证组件、微控制器和存储器元件之一连接到相同的通信总线，以便于最小化线缆中的线的数量。该相同的通信总线可以继续到成像设备以供成像设备中的一个或多个组件使用。微控制器能够以下面这样的方式为通信路径规定路：使得如果需要电路板的新的或不同的功能，则可以更新其自己的固件。

若干种类型的信息可以存储在电路板上的电子组件中。图像传感器的校准信息、摄像头和线缆的寿命使用信息、各种类型的事件的日志、摄像头标识信息、线缆标识信息和线缆认证信息是可以存储在电路板中的信息的一些示例。以前，这些信息典型地根本不被存储或被存储在摄像头内部。摄像头中所需的存储容量越大，摄像头的设计就变得越复杂。摄像头中的存储实际上也仅对摄像头信息本身有用，而不对线缆信息有用，因为线缆往往会随着时间的推移而损坏，并且然后在现场由第三方更换。摄像头和相机控制单元无法知道是否发生了这样的更换，并且因此在许多情况下可能会跟踪不正确的信息。将存储移动到线缆，并且添加认证会强制要求合格人员使用合规的替换线缆和服务，这意味着信息将被正确传递，并且被转换到替换单元。

收集上述所有信息并且确保其准确性具有多种益处。它允许相机系统基于实际使用数据指示何时可能需要定期维护。它还允许许多系统聚合在平台的寿命内的使用数据，然后可以分析全部使用数据以更好地了解用例、测试要求和未来产品的质量问题。附加地，每个单元收集的信息越多，在开发和测试期间，并且甚至在现场排除故障就变得越容易。认证能力通过增加将仅使用被设计、核实和验证为与相机系统一起工作的线缆的可能性，进一步确保最终用户的高质量体验。

在以下对各种实施例的描述中，参照附图，在附图中以说明的方式示出了可以实践的具体实施例。要理解到，可以实践其他实施例和示例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出改变。

此外，还要理解到，以下描述中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另行明确指出。还要理解到，本文中使用的术语“和/或”指代并且涵盖一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。要进一步理解到，术语“包括”、“包含”、“具有”和/或“具备”在本文中使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或单元的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、单元和/或它们的组。

本公开的某些方面包括本文中以算法形式所描述的过程步骤和指令。应当注意的是，本公开的过程步骤和指令可以以软件、固件或硬件来体现，并且当以软件体现时，可以下载以驻留在各种各样的操作系统所使用的不同平台上，并且从其上运行。除非从以下讨论中清楚地另行具体陈述，否则要领会到，贯穿于该描述，讨论利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“显示”、“生成”等的术语指代计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，其在计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示设备中操纵和变换被表示为物理（电子）量的数据。

在一些实施例中，本公开还涉及一种用于实行本文中的操作的设备。该设备可以为所需目的而专门构造，或者它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重构的通用计算机。这样的计算机程序可以存储在非暂时性计算机可读存储介质中，诸如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、USB闪存驱动器、外部硬盘驱动器、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、专用集成电路（ASIC），或任何类型的适合存储电子指令的介质，并且均连接到计算机系统总线。另外，说明书中提到的计算机可以包括单个处理器，或者可以是采用多处理器设计以增加计算能力的架构。

本文中描述的方法、设备和系统与任何特定的计算机或其他装置没有固有的关系。各种通用系统也可以与根据本文中的教导的程序一起使用，或者构造更专门的装置来实行所需的方法步骤可以证明是方便的。各种各样的这些系统所需的结构将从下面的描述中变得明显。此外，本发明没有参照任何特定的编程语言进行描述。应当领会到，可以使用各种各样的编程语言来实现如本文中所述的本发明的教导。

图1A示出了根据本文中描述的原理的示例性医学成像系统10，其可以利用可认证数据线缆来将医学成像设备连接到医学成像控制器。如本文中使用的，医学成像包括但不限于术前、术中、术后和诊断成像会话和程序。系统10包括可以在内窥镜手术中使用的观察器组装件（scope assembly）11。观察器组装件11并入内窥镜或观察器12，该内窥镜或观察器12通过位于摄像头13远端的耦合器14耦合到内窥镜摄像头13。光由光源14A经由光导15（诸如光纤线缆）提供给观察器。摄像头13通过电缆18连接到相机控制单元（CCU）17。相机13的操作部分地由CCU 17控制。线缆18将静止和/或视频图像数据从摄像头13传送到CCU 17，并且在摄像头13与CCU 17之间双向传送各种控制信号。在一个实施例中，摄像头13输出的图像数据是数字的。如下面进一步讨论的，线缆18可以包括用于存储用于认证线缆18的认证数据的存储器设备。

控制或开关布置20可以设置在摄像头13上，并且允许用户手动控制系统10的各种功能。这些和其他功能也可以通过使用连接到CCU 17的语音控制单元23的语音命令来控制。可选地，语音命令被输入到麦克风24中，该麦克风24安装在外科医生佩戴的耳机25上，并且耦合到语音控制单元23。手持控制设备26（诸如具有触摸屏用户界面的平板电脑或PDA）可以连接到作为另外的控制界面的语音控制单元23。在图示的实施例中，记录器27和打印机28也连接到CCU 17。附加设备（诸如图像捕获和存档设备）可以被包括在系统10中，并且连接到CCU 17。由摄像头13采集并且由CCU 17处理的视频图像数据被转换成图像，该图像可以显示在监视器29上、由记录器27记录，和/或被用于生成静态图像，其硬拷贝可以通过打印机28产生。

图1B图示了开放场成像设备60，如本文中讨论的，其是可以经由可认证线缆连接到成像控制器的成像设备类型的另一个示例。开放场成像设备60可以用作成像系统的一部分，诸如图1B的系统10，以用于各种目的，包括在整形、显微外科、重建和胃肠道程序期间用于可视化血管中的血流和相关组织灌注。如图1B中可以看到的，开放场成像设备60包括控制表面62、窗框64和换镜转盘（nosepiece）66。开放场成像设备60可经由光导线缆15连接到光源14A，光通过该光导线缆15经由窗框64中的端口提供到成像场。根据本文中描述的原理，开放场成像设备60可经由可认证数据线缆18连接到CCU 17，可认证数据线缆18可以传输电力、成像数据和任何其他类型的数据。

控制表面62包括：控制联动装置40的聚焦按钮63a（减小工作距离）和63b（增加工作距离）。控制表面62上的其他按钮可以是可编程的，并且可以用于各种其他功能，例如，激发激光电源开/关、显示模式选择、白光成像白平衡、保存屏幕截图等等。在一些实施例中，可以经由线缆18中的非成像数据通信线路将控制表面功能传送到CCU 17，如下面进一步讨论的。

图2A和2B图示了成像系统200，其包括：成像设备201（诸如图1A的内窥镜摄像头13或图1B的开放场成像设备60）、线缆202和成像控制器203（诸如图1A的CCU 17）。线缆202被配置成用于将成像设备201通信地连接到成像控制器203，以使得成像控制器203能够从成像设备201接收成像数据以供处理和/或显示，并且控制成像设备201的一个或多个成像和/或非成像功能。成像设备可以是医学成像设备或非医学成像设备。成像设备可以是外科成像设备。成像设备可以是内窥镜摄像头、手术显微镜摄像头或开放场医学摄像头中的任一种。

线缆202包括远端204，该远端204包括用于将线缆202连接到成像设备201的远端连接器205。线缆200的近端206包括：用于将线缆202连接到成像控制器203的近端连接器208。线缆主体207在两端204、206之间延伸，并且容纳多条通信线路。如本文中使用的，通信线路是可以由实心或绞合的导电线形成的单条信号线路。

远端连接器205和近端连接器208均可以是任何合适的连接器，并且可以包括用于连接通信线的任何合适数量的触点（例如，引脚和插座）。合适的连接器可以包括一个或多个锁定特征，用于防止或阻止最终用户断开连接器。合适的锁定特征的示例是锁定杆、锁定螺钉、锁定肘节、锁定螺母或锁定卡口。在一些实施例中，锁定特征被配置成需要用于解锁的工具。合适的连接器还可以是使得最终用户能够在现场断开连接器的可断开连接器。

在一些实施例中，被配置成将线缆连接到成像设备201的远端连接器205可以被配置成用于永久或至少半永久附接到成像设备201，以防止（或阻止）最终用户从成像设备201上拆下远端连接器205。远端连接器205可以包括防止远端连接器205从成像设备免工具拆卸的一个或多个锁定特征。在一些实施例中，成像设备201和远端连接器205可以在制造设施处永久地或半永久地连接，并且作为组装好的一套运送给最终用户。在一些实施例中，远端连接器205包括：用于密封与成像设备201的连接的密封特征，诸如O形环或索环。这可以在消毒期间保护成像设备201和/或线缆202内的电子器件。

在一些实施例中，近端连接器208被配置成用于与成像控制器203的可断开附接。照此，用户可以能够重复地断开近端连接器208，诸如用手断开。一旦被断开，成像设备201和附接的线缆202就可以被清洁、消毒、存储、与不同的成像控制器一起使用、修理或以其他方式与成像控制器203分离地部署。

线缆202包括一个或多个成像通信线路214，用于将成像数据（例如，像素和/或体素数据）从成像设备201传送到成像控制器203。成像通信线路214可以被配置成用于将成像数据（诸如视频数据）从成像设备中的成像传感器高速传输到成像控制器中的成像数据处理器。线缆202可以包括：一个或多个成像控制通信线路216，其使得控制通信能够在成像设备201与成像控制器203之间交换。包括成像通信线路214和成像控制线路216的通信线路可以是任何合适数量的任何合适的数据通信线路。

线缆202包括：印刷电路板（PCB）210，其包括至少一个存储器212，该存储器212存储供成像设备控制器经由PCB 210上的通信总线211检索的信息。所述至少一个存储器212可以存储认证数据，用于使得所连接的成像控制器203能够认证线缆，使得在将线缆连接到成像控制器203时，成像控制器203可以访问所述至少一个存储器212上的信息，并且核实该线缆是认证线缆。该能力可以有助于确保使用具有旨在用于将成像设备连接到成像控制器的能力和质量的线缆。通过提供认证线缆的能力，系统可以阻止最终用户或第三方服务商更换劣质或未认证的第三方线缆，这可以提高成像系统的性能。

除了用于由成像控制器203访问的认证信息之外，所述至少一个存储器212还可以存储其他信息。所存储的数据可以包括线缆相关信息，诸如线缆类型、线缆身份和线缆使用计数，和/或可以包括设备信息，包括成像设备类型、成像设备身份、成像设备使用计数、成像设备设置、成像器校准参数、成像器像素补偿信息、成像设备运行时间、成像设备按钮操作计数或任何其他有用信息。认证线缆的能力可以使得成像系统能够信任存储在PCB中的其他信息。

在所图示的实施例中，PCB 210位于线缆200的近端206。在其他实施例中，PCB 210位于线缆200的另一个部分中，诸如在远端202或在近端与远端之间。在所图示的实施例中，PCB 210诸如通过连接到近端连接器208的引脚或插座215的一根或多根导线213通信地连接到近端连接器208。PCB 210可以是单个PCB或多个PCB。

PCB 210可以整体地形成在线缆的一个或多个端部中。例如，PCB可以连接到近端连接器208和任何非通信布线，并且然后可以被包覆成型。以这种方式集成PCB 210可以确保PCB密封在线缆内，这对于需要消毒的线缆很重要，并且可以帮助防止最终用户或第三方移除PCB 210并且将PCB 210安装在第三方线缆中，以试图绕过线缆所提供的安全特征。

在一些实施例中，线缆202包括：一个或多个辅助通信线路218，用于在成像控制器203与成像设备201之间至少传送非成像数据。成像设备201可以包括一个或多个非成像组件，诸如系统10的开关布置20，并且辅助通信线路218可以将非成像组件通信地连接到成像控制器203。非成像组件的示例包括存储器、用户接口组件（诸如按钮和开关）、传感器（诸如加速度计和陀螺仪）、显示器和用于控制非成像组件的控制器。在一些实施例中，成像和/或成像控制数据经由一个或多个辅助通信线路218传输。

在一些实施例中，所述一个或多个辅助通信线路218连接到PCB 210，使得辅助通信线路218上的通信传过PCB 210。在其他实施例中，所述一个或多个辅助通信线路218直接延伸到近端连接器208，绕过PCB 210。在一些实施例中，一部分辅助通信线路连接到PCB210，并且一部分辅助通信线路绕过PCB 210。在一些实施例中，成像通信线路214中的至少一个和/或辅助通信线路218中的至少一个通过PCB 210连接。在一些实施例中，成像通信线路214中的至少一个通过PCB 210连接，但是绕过PCB 210的通信总线211。

在一些实施例中，成像通信线路214中的至少一个绕过PCB 210。在一些实施例中，成像控制通信线路216中的至少一个绕过PCB 210。在图2A和2B中图示的实施例中，所有成像通信线路214和成像控制通信线路216都绕过PCB 210。在一些实施例中，成像通信线路214中的至少一个和/或成像控制通信线路216中的至少一个通过PCB 210连接，但是绕过PCB 210的通信总线211。

根据一些实施例，PCB 210可通信地连接到近端连接器208，以使得连接到近端连接器208的成像控制器能够访问认证信息，并且一个或多个成像通信线路214从远端连接器205延伸到近端连接器208，用于将成像数据从连接到远端连接器205的成像设备传送到连接到近端连接器208的成像控制器，并且所述一个或多个成像通信线路214绕过PCB 210。在这些实施例中的一些实施例中，成像控制通信线路216也绕过PCB 210。

PCB 210可以包括除了存储器212之外的一个或多个组件220。附加组件的示例包括附加存储器、一个或多个处理器、一个或多个微控制器以及一个或多个集成电路。在一些实施例中，存储器212是被配置成用于与成像控制器203通信以对线缆进行认证的认证芯片的组件。该认证芯片可以包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，用于促进成像控制器对线缆的认证。存储器212可以包括多个分立的存储器，包括多种类型的存储器，其可以包括PCB 210上的单独的存储器组件和/或并入PCB 210上的单独组件中的单独存储器单元。例如，存储器212可以包括任何合适数量的闪速存储器、ROM、PROM、EEPROM和RAM和/或其任何组合。

在一些实施例中，PCB 210可以包括附加的PCB 250，该附加的PCB 250可以位于线缆的一端，诸如远端204，用于与所连接的成像设备的一个或多个组件接合。例如，PCB 250可以被配置成用于安装成像设备的一个或多个控制板的连接器，并且用于提供大的接地焊盘以将线缆屏蔽接地与成像设备的信号接地相连结。

图3是根据一个实施例的用于集成到如上所讨论的线缆中的PCB 300的框图。PCB300包括：认证芯片302、EEPROM 304、微控制器306和闪速存储器308。PCB 300包括：通信总线310，其可经由一个或多个连接312连接到近端连接器的一个或多个引脚（或插座），诸如图2A和图2B的近端连接器208。在一些实施例中，通信总线310包括：时钟线和信号线。PCB300上的一个或多个组件可以连接到通信总线310。在所图示的实施例中，认证芯片302、EEPROM 304和微控制器306直接连接到通信总线310，而闪速存储器仅连接到微控制器306。

在一些实施例中，通信总线310可经由一个或多个连接314连接到一个或多个辅助通信线路，诸如图2A和图2B的辅助通信线路218。成像控制器可以使用与它用来与PCB 300上的组件通信的相同通信线路与成像设备上的非成像组件进行通信。这允许减少布线和连接（例如，引脚和/或插座）的数量，这对于减少故障点、降低成本和/或降低消毒复杂性是有益的。

认证芯片302被配置成存储认证信息，并且与成像控制器通信以使成像控制器对认证芯片302进行认证，并且由此认证线缆。认证芯片302允许加密密钥的安全存储，并且实行与成像控制器的加密通信所需的操作，以便允许正在使用正确线缆的安全确认。

EEPROM 304可以用于存储关于线缆的信息，和/或关于成像设备的信息。示例性信息包括：线缆和成像设备序列号、线缆和成像设备类型、线缆和成像设备使用统计（例如，使用次数、使用时间）、成像设备组件使用（例如，按钮按压次数）。在一些实施例中，线缆和成像设备在制造商处组装，并且作为匹配组而被提供给最终用户。成像设备数据（诸如上述任何信息）可以在交付给最终用户之前预先加载到EEPROM 304上。因此，这些类型的信息可以存储在线缆中，而不是存储在摄像头中（或除了存储在摄像头中之外）。在一些实施例中，存储在EEPROM 304中的信息可以由所连接的成像控制器更新。例如，每次使用成像设备时，成像控制器可以递增线缆和成像设备的使用计数。另外，非成像组件的使用（诸如指示按钮按下的数据）可以被传输到成像控制器，诸如经由PCB 300或经由绕过PCB 300的通信线路，并且成像控制器可以相应地更新EEPROM 304中的数据。在一些实施例中，成像设备可以直接写入EEPROM 304（或PCB 300上的其他存储器）而无需成像控制器的参与。

根据一些实施例，微控制器306可以控制PCB 300上的一个或多个组件。微控制器306可以控制通过通信总线310对一个或多个组件的读/写访问。例如，可以从成像控制器接收用于微控制器的命令，以使得PCB 300上的一个或多个组件能够与成像控制器通信，并且微控制器可以相应地做出响应。微控制器还可以是能够以下面这样的方式为通信路径规定路线的：使得如果需要PCB 300的新的或不同的功能，则可以更新其自己的固件。

在一些实施例中，微控制器306用作用于不直接连接到通信总线310的一个或多个组件（诸如闪速存储器308）的通信的转换器。这在例如共享的通信总线310与所述一个或多个组件不兼容的情况下可能是有益的，诸如当所述一个或多个组件需要比通信总线310提供的通信线路更多的通信线路时。微控制器可以将在通信总线310上接收到的通信变换成在一个或多个通信线路上发送到所述一个或多个组件的命令。这可以减少需要连接到成像控制器的通信线路的数量，从而降低复杂性和成本。例如，通信总线310可以是两线总线，并且闪速存储器可以被配置成用于四线通信。微控制器可以从两线路命令转换为四线路命令，使得不需要向近端连接器提供所有四线路命令。

根据一些实施例，闪速存储器308可以用于存储成像设备的成像相关信息，诸如成像器校准参数和成像器像素补偿信息。

图4描绘根据一些实施例的遍及图1A的相机系统10的光和信号的路径。在操作中，光从光源14A通过光导15投射到观察器12。光可以来自可见光源118或来自不可见光谱中的光源120。光源14A还包括串行通信端口122，以允许经由非成像控制信号线134与CCU 17通信。CCU 17与光源14A通信以根据需要调整光源和出射光124。

来自光源14A的出射光124穿过光导15到达并穿过观察器12，并且到达目标部位。进而，传入图像或光126行进通过观察器12，进入并穿过耦合器14中的中继透镜组装件68，并且进入相机传感器单元70。中继透镜68可以由透镜驱动器88（如果适用）控制，该透镜驱动器从摄像头13向中继透镜68发送控制信号128。

相机的使用可以由控制/开关布置20结合按钮板94来控制，该按钮板94与透镜驱动器88和加速度计/陀螺仪120通信。传感器单元70经由一个或多个成像控制通信线路130与CCU 17通信。高速数字视频经由一个或多个成像通信线路132从传感器单元70传送到CCU17。成像通信线路132和成像控制通信线路130通过线缆18延伸到CCU 17。

摄像头13的各种组件可以与线缆18中的印刷电路板108通信，并且通过电路板108与CCU 17通信。如上所讨论的，电路板可以包括多个组件，包括但不限于微控制器110、闪速存储器112、认证芯片113和EEPROM 116。来自或去往诸如透镜驱动器88和按钮板94之类的摄像头组件的通信通过一个或多个辅助通信线路134在线缆18中传输。

一旦高速数字视频132到达CCU 17，该CCU 17就可以根据需要处理视频，并且经由高速数字视频信号132将经处理的视频转发到显示器。

这样的在相机线缆18中具有印刷电路板（包括存储器）的系统提供了更有用得多和更安全得多的系统，除其他之外，该系统还可以认证线缆，并且标识附接的摄像头的类型，使得CCU可以实行各种功能，并且根据需要运行各种算法。

图5图示了根据一些实施例的认证诸如图2A和图2B的线缆202之类的线缆的方法500。方法500可以由通过线缆连接到成像设备（诸如成像设备201）的成像控制器（诸如成像控制器203）来实行。成像控制器可以包括一个或多个处理器、存储器和存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序用于由一个或多个处理器执行并且包括用于实行下面详述的步骤的指令。在一些实施例中，成像设备是医学成像设备，诸如外科内窥镜相机、外科显微镜相机或开放场手持式成像器。

在步骤502处，成像控制器访问存储在线缆的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息。在将线缆连接到成像控制器后，成像控制器可以向电路板供电，并且可以发起与例如认证芯片（诸如图3的认证芯片302）的通信，用于根据众所周知的方法交换认证信息（例如，一个或多个密码密钥）。

在步骤504处，基于存储在线缆的至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆。成像控制器核实存储器中的认证信息。

在一些实施例中，在步骤506处，成像控制器可以根据线缆的不成功认证提供未认证线缆警告。该警告可以作为成像控制器的显示器和/或连接到成像控制器的显示器的显示器上的显示而提供。警告可以附加地或可替代地被提供为可听警告，诸如蜂鸣器或警报器或自动可听消息。在一些实施例中，成像控制器可以禁用一个或多个正常操作功能，例如，以阻止未认证线缆的使用。在一些实施例中，成像控制器可以完全禁用操作。

在一些实施例中，成像控制器可以访问存储在至少一个存储器中的与成像设备相关联的信息，并且可以基于成像设备标识信息控制成像设备和/或处理来自成像设备的成像数据。例如，成像控制器可以根据成像设备信息控制成像设备的帧率、快门参数、增益、透镜定位或任何其他合适的参数。成像控制器可以基于例如成像设备类型或成像设备参数（校准参数、像素补偿参数等）裁剪和/或缩放成像数据或以其他方式处理从成像设备接收到的成像数据。

在一些实施例中，成像控制器可以与电路板的一个或多个处理器通信，以检索存储在至少一个存储器中的一个或多个成像设备校准参数。例如，成像控制器可以与微控制器通信，以获得存储在存储器中的像素补偿数据，如上文关于微控制器306和闪速存储器308所讨论的。根据众所周知的方法，成像控制器可以根据校准和/或像素补偿数据处理从成像设备接收到的成像数据。

在一些实施例中，成像控制器可以将信息写入电路板的一个或多个存储器。例如，成像控制器可以更新存储器中的线缆使用计数器、更新存储器中的成像设备使用计数器、可以更新存储器中的成像设备运行时间计数器、或者可以更新成像设备按钮操作计数。在一些实施例中，与成像设备相关联的线缆可以被替换，并且与存储在电路板中的成像设备相关的信息可以被传递到替换线缆。这允许跨成像设备和线缆的相应寿命跟踪成像设备及其相关联的线缆的信息，这是相对于完全忽略线缆对成像系统的重要性的已知系统的改进。

在一些实施例中，成像控制器可以经由电路板上的通信总线与成像设备中的一个或多个非成像组件通信。例如，成像控制器可以向成像设备中的透镜组装件控制器发送命令，以用于控制聚焦和/或变焦，或者可以经由电路板的通信总线接收来自成像设备中的按钮控制板的按钮按下指示，和/或来自成像设备的传感器信号。在一些实施例中，成像控制器可以基于从成像设备上的一个或多个组件接收到的信息将信息写入电路板上的一个或多个组件。例如，每当成像设备上的相关联的按钮被致动时，成像控制器可以递增电路板上的存储器中的按钮按压计数器。

在一些实施例中，成像控制器可以经由线缆中的一个或多个成像通信线路从成像设备接收成像数据，所述一个或多个成像通信线路至少绕过电路板的通信总线（或完全绕过电路板）。由于成像数据可能是数据密集型的，因此绕过电路板可以减少成像数据的延时和信噪比，并且另外改进了成像数据传输性能。

用于在生成成像数据时使用的示例系统

一种用于收集医学成像数据的系统（诸如图1A的系统10）可以包括用于采集组织图像的时间序列（例如，荧光图像的时间序列、白光图像的时间序列等）的一个或多个成像系统。在一些实施例中，成像系统是荧光成像系统。图6是根据一个实施例的荧光成像系统610的示意性示例。荧光成像系统610包括：光源612，用于照射受试者的组织，以在受试者的组织中（例如，在血液中、尿液中、淋巴液中、脊髓液或其他体液或组织中）诱导来自荧光显像剂614的荧光发射；图像采集组装件616，被布置成用于从荧光发射生成荧光图像的时间序列和/或受试者时间序列；以及处理器组装件618，被布置成用于处理生成的荧光图像的时间序列/受试者时间序列。处理器组装件618可以包括其上具有指令的存储器668、被布置成用于执行存储器668上的指令以处理荧光图像的时间序列和/或受试者时间序列的处理器模块662、以及用于存储未处理的和/或经处理的荧光图像的时间序列和/或受试者时间序列的数据存储模块664。在一些变型中，存储器668和数据存储模块664可以体现在相同的存储介质中，而在其他变型中，存储器668和数据存储模块664可以体现在不同的存储介质中。系统610可以进一步包括用于将图像和其他数据（诸如荧光图像的一些或全部时间序列/受试者时间序列、或其他输入数据、空间图、受试者空间图和/或组织数值（量词））传输到成像数据处理中枢的通信模块666。

在一些变型中，光源612包括例如照明模块620。照明模块620可以包括荧光激发源，其被布置成用于生成具有合适强度和合适波长的激发光以用于激发荧光显像剂614。如图7所示，照明模块620可以包括激光二极管622（例如，其可以包括例如一个或多个光纤耦合二极管激光器），其被布置成用于提供激发光以激发受试者组织中的荧光显像剂（未示出）。可以在各种实施例中使用的其他激发光源的示例包括：一个或多个LED、弧光灯或具有足够强度和适当波长来激发组织中的荧光显像剂的其他照明技术。例如，血液中荧光显像剂的激发（其中，荧光显像剂是具有近红外激发和发射特性的荧光染料）可以使用来自德国DILAS Diode Laser公司的一种或多种793 nm传导冷却的单条光纤耦合激光二极管模块。

在一些变型中，从光源612输出的光可以通过一个或多个光学元件投射以对用于照射感兴趣的组织区域的输出进行成形和引导。光学元件可以包括一个或多个透镜、光导和/或衍射元件，以便于在图像采集组装件616的基本上整个视场上确保平坦视场。可以选择荧光激发源以在接近于荧光显像剂614（例如，吲哚菁绿（ICG）等）的吸收最大值的波长处进行发射。例如，如图7所示，来自激光二极管622的输出624可以穿过一个或多个聚焦透镜626，并且然后通过均化光管628，诸如例如通常可从美国Newport公司获得的光管。最后，光可以穿过光学衍射元件632（即，一个或多个光学漫射器），诸如例如是也可从美国Newport公司获得的毛玻璃衍射元件。激光二极管622的电力可以由例如高电流激光驱动器提供，诸如可从美国Lumina Power股份有限公司获得的那些。在图像采集过程期间，激光器可以可选地以脉冲模式操作。诸如固态光电二极管630之类的光学传感器可以被并入照明模块620中，并且可以经由来自各种光学元件的散射或漫反射对由照明模块620产生的照明强度进行采样。在一些变型中，当在感兴趣区域上方对准和定位模块时，可以使用附加的照明源来提供引导。

再次参考图6，在一些变型中，图像采集组装件616可以是荧光成像系统610的组件，其被配置成从荧光显像剂614的荧光发射中采集荧光图像的时间序列和/或受试者时间序列。图像采集组装件616可以包括相机模块640，其可以包括成像设备，诸如图1A的内窥镜相机13、图1B的开放场成像设备60、以及图2A和2B的成像设备201，其经由具有存储器的可认证线缆（诸如线缆202）连接到成像控制器（诸如成像控制器203）。如图8所示，相机模块640可以通过使用成像光学系统（例如，646a、646b、648和650）收集荧光发射并且将其聚焦到图像传感器组装件644上，来从组织中的荧光显像剂采集荧光发射642的图像。图像传感器组装件644可以包括至少一个2D固态图像传感器。该固态图像传感器可以是电荷耦合器件（CCD）、CMOS传感器、CID或类似的2D传感器技术。由图像传感器组装件644转换的光信号产生的电荷通过相机模块640中的适当读出和放大电子器件被转换成电视频信号，该电视频信号包括数字和模拟视频信号这二者。

根据荧光成像系统的示例性变型，光源可以提供大约800 nm+/-10 nm的激发波长，并且图像采集组装件使用> 820 nm的发射波长以及NIR兼容光学器件，以用于例如ICG荧光成像。在示例性实施例中，NIR兼容光学器件可以包括具有GigE标准接口的CCD单色图像传感器和在光学格式和安装格式（例如，C/CS安装）方面与传感器兼容的透镜。

在一些变型中，处理器模块662包括任何计算机或计算部件，诸如例如平板计算机、膝上型计算机、台式机、联网计算机或专用的独立微处理器。例如，处理器模块662可以包括一个或多个中央处理单元（CPU）。在示例性实施例中，处理器模块662是具有四个CPU的四核2.5GHz处理器，其中每个CPU是微处理器，诸如64位微处理器（例如，作为INTEL Corei3、i5或i7销售，或以AMD Core FX系列销售）。然而，在其他实施例中，处理器模块662可以是具有任何合适数量的CPU和/或其他合适的时钟速度的任何合适的处理器。

处理器模块662的输入可以取自例如图8所示的相机模块640的图像传感器644、取自图7中的照明模块620中的固态光电二极管630，和/或取自任何外部控制硬件，诸如脚踏开关或遥控器。输出被提供给激光二极管驱动器和光学对准辅助装置。如图6所示，在一些变型中，处理器组装件618可以具有数据存储模块664，其具有将图像的时间序列/受试者时间序列、或其数据表示、或其他输入数据保存到有形的非暂时性计算机可读介质的能力，该有形的非暂时性计算机可读介质诸如例如是内部存储器（例如，硬盘或闪速存储器），以便于使得能够记录和处理采集的数据。在一些变型中，处理器模块662可以具有内部时钟，以使得能够控制各种元件，并且确保照明和传感器快门的正确定时。在一些变型中，处理器模块662还可以提供用户输入和输出的图形显示。荧光成像系统可以可选地被配置有通信单元666，诸如有线或无线网络连接或视频输出连接，以用于在荧光图像被采集或在记录后被回放时传输它们的时间序列。通信单元666可以附加地或可替代地传输经处理的数据，诸如空间图、受试者空间图和/或组织数值。

在图6-8中描述的示例性系统的操作中，受试者相对于荧光成像系统610定位，使得感兴趣区域（例如，目标组织区域）位于光源612和图像采集组装件616下方，使得光源612的照明模块620跨基本上整个感兴趣区域产生基本上均匀的照明场。在一些变型中，在向受试者施用荧光显像剂614之前，可以出于背景扣除的目的采集感兴趣区域的图像。为了采集荧光图像/受试者荧光图像，荧光成像系统610的操作者可以通过按下遥控开关或脚踏控制、或者经由连接到处理器组装件618的键盘（未示出）来发起荧光图像的时间序列/受试者时间序列的采集。结果，光源612被打开，并且处理器组装件618开始记录由图像采集组装件616提供的荧光图像数据/受试者荧光图像数据。当在该实施例的脉冲模式下操作时，相机模块640中的图像传感器644被同步以在由照明模块620中的二极管激光器622所产生的激光脉冲之后收集荧光发射。以这种方式，记录了最大荧光发射强度，并且优化了信噪比。在该实施例中，荧光显像剂614被施用于受试者，并且经由动脉流递送至感兴趣区域。例如，在施用荧光显像剂614后不久发起对荧光图像的时间序列/受试者时间序列的采集，并且在荧光显像剂614的整个进入期间采集来自基本上整个感兴趣区域的荧光图像的时间序列。来自感兴趣区域的荧光发射由相机模块640的收集光学器件收集。剩余的环境光和反射的激发光被相机模块640中的后续光学元件（例如，图8中的光学元件650，其可以是滤波器）衰减，使得可以由图像传感器组装件644在受来自其他源的光的干扰最小的情况下采集荧光发射。

在一些变型中，在荧光图像的时间序列/受试者时间序列的采集或生成之后，然后可以启动处理器组装件618（例如，处理器模块662或其他处理器）以执行存储在存储器668上的指令，并且在将成像数据传输到成像数据处理系统之前处理成像数据。系统610可以经由连接666传输空间图/受试者空间图、和/或从其导出的任何临床相关性或诊断、或这两者，以在复合显示馈送中显示给用户，例如作为灰度或假彩色图像，和/或被存储以供后续使用。

具有嵌入其上的计算机可执行（可读）程序代码的有形非暂时性计算机可读介质可以提供用于使一个或多个处理器在执行指令时实行本文中所述方法中的一个或多个方法的指令。程序代码可以用任何适当的编程语言编写，并且以许多形式递送给处理器，包括例如但不限于永久存储在不可写存储介质（例如，只读存储器设备，诸如ROM、CD-ROM盘等）上的信息、可更改地存储在可写存储介质（例如，硬盘驱动器等等）上的信息、通过通信介质（诸如局域网、公共网络（诸如互联网））传送到处理器的信息，或适用于存储电子指令的任何类型的介质。当携带实现本文中所述方法的各种实施例的计算机可读指令时，这样的计算机可读介质表示各种实施例的示例。在各种实施例中，所述有形的非暂时性计算机可读介质包括所有计算机可读介质，并且本发明的范围限于计算机可读介质，其中，该介质既是有形的又是非暂时性的。

套件可以包括本文中所述系统的任何部分和荧光显像剂，诸如例如荧光染料（诸如ICG）或任何合适的荧光显像剂。在另外的方面中，套件可以包括有形的非暂时性计算机可读介质，其上嵌入有计算机可执行（可读）程序代码，该程序代码可以提供用于使一个或多个处理器在执行指令时实行用于表征本文中所述的组织和/或预测临床数据的方法中的一个或多个的指令。该套件可以包括用于使用其至少一些组件的指令（例如，用于使用荧光显像剂，用于安装其上嵌入有指令的计算机可执行（可读）程序代码等）。在又另外的方面中，提供有用于在本文中所描述的方法和系统中使用的荧光显像剂，诸如例如荧光染料。在另外的变型中，套件可以包括本文中所述的系统的任何部分或整个系统以及荧光剂，诸如例如荧光染料（诸如ICG），或任何其他合适的荧光剂，或荧光剂的组合。

用于在生成成像数据时使用的示例显像剂

根据一些实施例，在荧光医学成像应用中，显像剂是荧光显像剂，诸如例如ICG染料。荧光显像剂（诸如ICG）可以在实行对从荧光显像剂产生的信号强度的测量之前预先施用于受试者。ICG在被施用于受试者时与血液蛋白质结合并且在组织中随血液循环。荧光显像剂（例如，ICG）可以以适于成像的浓度作为团注（bolus injection）（例如，注射到静脉或动脉中）施用于受试者，使得团块（bolus）在脉管系统中循环，并且穿过微脉管系统。在其中使用多种荧光显像剂的其他实施例中，这样的试剂可以同时施用（例如，以单个团块施用），或分离的团块的形式顺序施用。在实行对从荧光显像剂产生的信号强度的测量之前，可以将荧光显像剂预先施用于受试者。在一些实施例中，荧光显像剂可以通过导管施用。在某些实施例中，荧光显像剂可以在实行对从荧光显像剂产生的信号强度的测量之前不到一小时施用。例如，荧光显像剂可以在测量前不到30分钟施用于受试者。在又其他实施例中，可以在实行测量之前至少30秒施用荧光显像剂。在仍其他实施例中，可以在实行测量的同时施用荧光显像剂。

根据一些实施例，可以以各种浓度施用荧光显像剂以在血液中达到期望的循环浓度。例如，在荧光显像剂是ICG的实施例中，它可以以大约2.5 mg/mL的浓度施用以在血液中达到大约5 μM至大约10 μM的循环浓度。在各种实施例中，施用荧光显像剂的浓度上限是荧光显像剂在循环血液中变得具有临床毒性的浓度，并且浓度下限是用于采集由随血液循环的显像剂产生的信号强度数据的、用于检测荧光显像剂的器械限制。在各种其他实施例中，施用荧光显像剂的浓度上限是荧光显像剂变得自猝灭时的浓度。例如，ICG的循环浓度范围可以从大约2 μM到大约10 mM。因此，在一方面，该方法包括根据各种实施例的在处理信号强度数据之前将显像剂（例如，荧光显像剂）施用于受试者和采集信号强度数据（例如，视频）的步骤。在另一方面，该方法不包括将显像剂施用于受试者的任何步骤。

根据一些实施例，在荧光成像应用中使用以生成荧光图像数据的合适的荧光显像剂是可以随血液（例如，可以随例如血液的成分（诸如血液中的脂蛋白或血清血浆）循环的荧光染料）和组织的转运脉管系统（即，大血管和微脉管系统）循环、并且当显像剂暴露于适当的光能（例如，激发光能，或吸收光能）时从中产生信号强度的显像剂。在各种实施例中，荧光显像剂包括：荧光染料、其类似物、其衍生物或这些的组合。荧光染料包括：任何无毒的荧光染料。在某些实施例中，荧光染料最佳地发射近红外光谱中的荧光。在某些实施例中，荧光染料是或包括三碳菁染料。在某些实施例中，荧光染料是或包括ICG、亚甲蓝或其组合。在其他实施例中，荧光染料是或包括异硫氰酸荧光素、若丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二甲醛、荧光胺、玫瑰红、台盼蓝、氟金或其组合，可使用适合于每种染料的激发光波长来激发。在一些实施例中，可以使用荧光染料的类似物或衍生物。例如，荧光染料类似物或衍生物包括：经过化学修饰但在暴露于适当波长的光能时仍保持其发荧光能力的荧光染料。

在各种实施例中，荧光显像剂可以作为冻干粉末、固体或液体提供。在某些实施例中，荧光显像剂可以以在小瓶（例如，无菌小瓶）中提供，其可以通过用无菌注射器施用无菌流体而准许重新配制至合适的浓度。可以使用任何适当的载体或稀释剂进行重新配制。例如，荧光显像剂可以在施用前立即用水性稀释剂重新配制。在各种实施例中，可以使用将荧光显像剂维持在溶液中的任何稀释剂或载体。作为示例，ICG可以用水重新配制。在一些实施例中，一旦荧光显像剂被重新配制，它就可以与附加的稀释剂和载体混合。在一些实施例中，荧光显像剂可以缀合至另一个分子，诸如蛋白质、肽、氨基酸、合成聚合物或糖，例如以增强溶解性、稳定性、成像特性或其组合。可以可选地添加附加的缓冲剂，包括Tris、HCl、NaOH、磷酸盐缓冲液和/或HEPES。

本领域技术人员应当领会，尽管上文详细描述了荧光显像剂，但取决于光学成像模态，可以结合本文中所述的系统、方法和技术使用其他显像剂。这样的荧光剂可以被施用到体液（例如，淋巴液、脊髓液）或身体组织中。

在一些变型中，与本文中所述的方法、系统和套件组合使用的荧光显像剂可以用于血流成像、组织灌注成像、淋巴成像或其组合，所述成像可以在侵入性外科程序、微创外科程序、非侵入性外科程序或其组合之前、期间或之后实行。血流成像、组织灌注成像、淋巴成像或其组合的方法本身可以排除任何侵入性外科步骤。可能涉及血流和组织灌注的侵入性外科程序的示例包括：与心脏相关的外科程序（例如，体外循环或非体外循环的CABG）或重建外科程序。无创或微创程序的示例包括：伤口（例如，慢性伤口，诸如例如压疮）治疗和/或管理。在这方面，例如，伤口随时间推移的改变（诸如伤口尺寸（例如，直径、面积）的改变，或伤口中和/或伤口周围组织灌注的改变）可以是在应用方法和系统的情况下随着时间的推移进行跟踪的。淋巴成像的示例包括：一个或多个淋巴结的标识、淋巴结引流、淋巴标测或其组合。在一些变型中，这样的淋巴成像可能与女性生殖系统（例如，子宫、子宫颈、外阴）相关。

在与心脏应用相关的变型中，可以通过例如中心静脉管线、旁路泵和/或心脏停搏液管线静脉内注射（一种或多种）显像剂（例如，单独的ICG或与另一种显像剂组合）以流动和/或灌注冠状脉管系统、微脉管系统和/或移植物。ICG可以作为稀释的ICG/血液/盐溶液沿移植血管施用，使得冠状动脉中ICG的最终浓度与注射大约2.5 mg（即，2.5 mg/ml的1ml）到中心管线或旁路泵中所得到的浓度近似相同或更低。ICG可以通过将例如25 mg固体溶解在10 ml无菌水性溶剂中来制备，该溶剂可以由制造商随ICG一起提供。一毫升ICG溶液可以与500毫升无菌盐水混合（例如，通过将1 ml的ICG注射到500 ml盐水袋中来混合）。可以将三十毫升稀释的ICG/盐溶液添加到10 ml的受试者血液中，该血液可以以无菌方式从中心动脉管线或旁路泵获得。血液中的ICG与血浆蛋白结合，并且有助于防止渗漏出血管。可以在无菌手术区内使用标准无菌技术实行ICG与血液的混合。可以为每个移植物施用十毫升ICG/盐水/血液混合物。不是通过使用针头穿过移植物的壁进行注射来施用ICG，而是可以借助于附接到移植物（开放）近端的注射器来施用ICG。当移植物被收获时，外科医生例行将适配器附接到移植物的近端，使得它们可以附接充满盐水的注射器，密封移植物的远端并且沿移植物向下注射盐水，对移植物加压，并且因此在实行第一次吻合术之前评估导管的完整性（关于泄漏、侧分支等）。在其他变型中，如本文中结合心脏成像所描述的方法、剂量或其组合可以用于任何血管和/或组织灌注成像应用中。

淋巴标测（lymphatic mapping）是通过淋巴系统扩散的癌症（例如，乳腺癌、胃癌、妇科癌症）的有效手术分期的重要部分。从特定的淋巴结盆切除多个淋巴结会导致严重的并发症，包括急性或慢性淋巴水肿、感觉异常和/或血清肿形成，事实上，如果前哨淋巴结转移为阴性，则周围的淋巴结也很可能是阴性的。例如，肿瘤引流淋巴结（LN）的标识已经成为例如在乳腺癌手术中对通过淋巴系统扩散的癌症进行分期的重要步骤。LN标测涉及使用染料和/或放射性示踪剂来标识用于活检或切除的LN，并且随后对转移进行病理学评估。在手术分期时进行淋巴结切除术的目的是标识和移除处于癌症局部扩散高风险中的LN。前哨淋巴结（SLN）标测已经成为治疗乳腺癌的有效手术策略。它通常基于以下概念：如果存在转移（癌症扩散到腋窝LN），则转移应该位于SLN中，其在本领域中被定义为癌细胞最有可能从原发肿瘤扩散到的第一个LN或淋巴结的组。如果SLN转移为阴性，则周围的二级和三级LN也应该是阴性的。SLN标测的主要益处是减少接受传统部分或完全淋巴结切除术的受试者数量，并且因此减少患有相关联的疾状（诸如淋巴水肿和淋巴囊肿）的受试者数量。

SLN标测的当前护理标准涉及注射示踪剂，这标识从原发肿瘤的淋巴引流路径。所使用的示踪剂可以是放射性同位素（例如，锝-99或Tc-99m），用于利用伽马探针进行术中定位。放射性示踪剂技术（被称为闪烁扫描术）仅限于获得放射性同位素的医院，需要核医生参与，并且不提供实时视觉引导。还使用了一种有色染料异硫蓝，然而这种染料无法透过皮肤和脂肪组织看到。此外，蓝色染色会导致乳房纹身持续数月，皮下注射可能会发生皮肤坏死，并且也报告了过敏反应以及罕见过敏反应。注射异硫蓝后发生了严重的过敏反应（近似2%的患者）。表现包括呼吸窘迫、休克、血管性水肿、荨麻疹和瘙痒。具有支气管哮喘病史的受试者、或者对三苯甲烷染料过敏或有药物反应的受试者更有可能发生反应。众所周知，异硫蓝会干扰脉搏血氧饱和度测量氧饱和度和气体分析仪测量高铁血红蛋白。使用异硫蓝可能会导致暂时或长期（纹身）蓝色着色。

相比之下，根据用于在SLN可视化、标测中使用的各种实施例的荧光成像便于术中对LN和/或传入淋巴通道的直接实时视觉标识，便于实时通过皮肤和脂肪组织的高分辨率光学引导、血流的可视化、组织灌注或其组合。

在一些变型中，荧光成像期间淋巴结的可视化、分类或两者可以基于一种或多种显像剂的成像，其可以进一步基于利用伽马探针的可视化和/或分类（例如，锝Tc-99m是一种清澈、无色的水溶液，并且典型地按照标准护理注射到乳晕周围区域）、另一种常规使用的有色显像剂（异硫蓝）和/或其他评估，诸如例如组织学。受试者的乳房可以注射例如两次大约1％异硫蓝（出于比较目的）和注射两次浓度为大约2.5 mg/ml的ICG溶液。异硫蓝的注射可以先于 ICG注射，或反之亦然。例如，使用TB注射器和30 G针头，麻醉下的受试者可以在乳房的乳晕周围区域中注射0.4 ml（每个部位处0.2 ml）异硫蓝。对于右乳房，受试者可以在12点钟定位和9点钟定位注射，而对于左乳房，可以在12点钟定位和3点钟定位注射。皮内注射到每个乳房中的异硫蓝的总剂量可以是大约4.0 mg（0.4 ml的1%溶液：10 mg/ml）。在另一个示例性变型中，受试者可以首先接受ICG注射，接着是异硫蓝（用于比较）。一小瓶25 mg的ICG可以用10 ml注射用无菌水重新配制，以在ICG施用前立即产生2.5 mg/ml的溶液。例如，使用TB注射器和30G针头，受试者可以在乳房的乳晕周围区域注射大约0.1 ml的ICG（每个部位0.05 ml）（对于右侧乳房，注射可以在12点钟定位和9点钟定位实行，并且对于左乳房在12点钟定位和3点钟定位实行）。ICG皮内注射到每个乳房中的总剂量可以是每个乳房大约0.25 mg（0.1 ml的2.5 mg/ml溶液）。例如，可以以每次注射5至10秒的速率注射ICG。当皮内注射ICG时，ICG的蛋白质结合特性使其迅速被淋巴吸收，并且通过传导血管移动到LN。在一些变型中，ICG可以以无菌冻干粉末的形式提供，该粉末含有25mg ICG，其中具有不多于5%的碘化钠。ICG可以用由注射用无菌水组成的水性溶剂包装，该无菌水用于重新配制ICG。在一些变型中，取决于施用途径，乳腺癌前哨淋巴标测中的ICG剂量（mg）范围可以是从大约0.5 mg到大约10 mg。在一些变型中，ICG剂量可以为大约0.6 mg到大约0.75 mg、大约0.75 mg到大约5 mg、大约5 mg到大约10 mg。施用途径可以是例如皮下、皮内（例如，进入乳晕周围区域）、乳晕下、覆盖肿瘤的皮肤、最靠近肿瘤的乳晕中的皮内、皮下进入乳晕、肿瘤上面的皮内、整个乳房上方的乳晕周围，或其组合。注射可以在可视化和/或分类之前。NIR荧光阳性LN（例如，使用ICG）可以被表示为例如（一个或多个）黑白NIR荧光图像和/或全色或部分彩色（白光）图像、全部或部分去饱和白光图像、增强的彩色图像、叠加（例如，荧光与任何其他图像）、合成图像（例如，荧光合并到另一个图像中），其可以具有各种颜色、各种去饱和度或各种颜色范围以突出显示/可视化感兴趣的某些特征。可以进一步实行图像的处理以用于进一步的可视化和/或其他分析（例如，量化）。淋巴结和淋巴管可以使用如下来可视化（例如，在手术中、实时）：单独使用根据用于ICG和SLN的各种实施例的荧光成像系统和方法，或者与根据用于乳腺癌患者的SLN活检的美国乳房外科医生协会（ASBrS）实践指南的伽马探针（Tc-99m）组合地使用所述荧光成像系统和方法。LN的荧光成像可以通过跟踪通向腋窝中的LN的淋巴通道从注射部位开始。一旦标识出LN的视觉图像，就可以通过切开的皮肤完成LN的LN标测和标识，可以实行LN标测，直到标识出ICG可视化淋巴结为止。LN标测方法本身可以排除任何手术步骤。为了比较，可以实行利用异硫蓝进行的标测，直到标识出“蓝色”淋巴结为止。单独利用ICG或与另一种成像技术（例如，异硫蓝和/或Tc-99m）组合标识的LN可以被标记以进行切除。受试者可能患有不同分期的乳腺癌（例如，IA、IB、IIA）。

在一些变型中，诸如例如在妇科癌症（例如，子宫癌、子宫内膜癌、外阴癌和宫颈癌）中，可以间质地施用ICG以用于淋巴结、淋巴通道或其组合的可视化。在间质注射时，ICG的蛋白质结合特性使其迅速被淋巴吸收，并且通过传导血管移动到SLN。ICG可以以无菌冻干粉末的形式提供用于注射，该粉末包含25mg的ICG（例如，25 mg/小瓶），其中具有不多于5.0%的碘化钠。然后，ICG可以在使用之前用市售的注射用水（无菌的）重新配制。根据实施例，可以以20 ml注射用水来重新配制包含25 mg ICG的小瓶，从而产生1.25 mg/ml溶液。针对每个受试者5 mg的ICG总剂量，将总共4 ml的这种1.25 mg/ml溶液注射到受试者体内（4x 1 ml注射）。针对40 mg的总剂量，也可以用1%异硫蓝10 mg/ml（用于比较）的1 ml溶液注射子宫颈四（4）次。可以在受试者在手术室中处于麻醉状态时实行注射。在一些变型中，取决于施用途径，妇科癌症前哨淋巴结检测和/或标测中的ICG剂量（mg）范围可以是从大约0.1 mg到大约5 mg。在一些变型中，ICG剂量可以是大约0.1 mg到大约0.75 mg、大约0.75mg到大约1.5 mg、大约1.5 mg到大约2.5 mg、大约2.5 mg到大约5 mg。施用途径可以是例如宫颈注射、外阴瘤周注射、宫腔镜子宫内膜注射或其组合。为了使在切除LN时异硫蓝或ICG的溢出对标测程序的干扰最小化，可以在半骨盆上实行标测，并且可以在切除任何LN之前利用异硫蓝和ICG实行标测。临床I期子宫内膜癌的LN标测可以根据NCCN子宫肿瘤指南、子宫内膜癌手术分期SLN算法实行；并且临床I期宫颈癌的SLN标测可以根据NCCN宫颈肿瘤指南、早期宫颈癌的手术/SLN标测算法来实行。因此，LN的标识可以单独地基于ICG荧光成像，或基于ICG荧光成像与比色染料（异硫蓝）和/或放射性示踪剂的组合或共同施用。

淋巴结的可视化可以是定性和/或定量的。这样的可视化可以包括例如淋巴结检测、检测率、淋巴结的解剖分布。根据各种实施例的淋巴结可视化可以单独使用或与其他变量（例如，生命体征、身高、体重、人口统计学、手术预测因素、相关病史和潜在状况、组织学可视化和/或评估、Tc-99m可视化和/或评估、伴随药物）组合使用。后续访问可以在出院日期和随后的日期（例如，一个月）发生。

淋巴液包括大量蛋白质，因此ICG在进入淋巴系统时可以与内源性蛋白质结合。当根据本文中所述的方法和系统使用时，用于淋巴标测的荧光成像（例如，ICG成像）提供以下示例优势：高信号背景比（或肿瘤背景比），因为NIR不生成显著的自发荧光、淋巴标测的实时可视化特征、组织定义（即，结构可视化）、进入血管系统后快速排泄和消除、以及避免非电离辐射。此外，NIR成像的组织穿透力（近似5至10毫米的组织）优于可见光的组织穿透力（1至3 mm组织）。例如，ICG的使用还便于通过覆盖主动脉旁淋巴结的腹膜进行可视化。尽管可以用NIR光长时间观察组织荧光，但用可见光无法看到，并且因此不会影响LN的病理评估或处理。而且，与淋巴结的蓝色染色（异硫蓝）相比，术中检测荧光更容易。在其他变型中，如本文中与淋巴成像组合描述的方法、剂量或其组合可以被用于任何血管和/或组织灌注成像应用中。

组织灌注涉及每单位组织体积的血液微循环流动，其中氧气和营养物被提供给被灌注的组织的毛细血管床，并且将废物从被灌注的组织的毛细血管床中移除。组织灌注是一种与血管中的血流相关但又与其不同的现象。通过血管的量化血流量可以用定义流量（即，体积/时间）或定义速度（即，距离/时间）的术语来表达。组织血液灌注定义了血液在组织体积内通过微脉管系统（诸如小动脉、毛细血管或小静脉）的移动。量化的组织血液灌注可以用通过组织体积的血流量来表达，即，血液体积/时间/组织体积（或组织质量）。灌注与营养血管（例如，被称为毛细血管的微血管）相关联，所述血管包括与血液和组织之间的代谢物交换相关联的血管，而不是直径较大的非营养血管。在一些实施例中，目标组织的量化可以包括计算或确定与目标组织相关的参数或量，诸如速率、大小体积、时间、距离/时间和/或体积/时间，和/或与任何一个或多个前述参数或量相关的改变的量。然而，与通过较大直径血管的血液移动相比，通过各个毛细血管的血液移动可能非常不稳定，主要是由于血管舒缩，其中，血管张力的自发振荡表现为红细胞移动的脉动。在一些实施例中，本文中结合系统和方法所述的血流和组织灌注成像可以用于对肿瘤组织成像，并且将这样的组织与其他组织区分开来。

出于说明的目的，已经参照具体实施例描述了上述描述。然而，以上说明性讨论并不旨在是穷举的、或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选取和描述实施例是为了最好地解释这些技术的原理及其实际应用。由此使本领域的其他技术人员能够最好地利用具有适合于设想到的特定用途的各种修改的技术和各种实施例。出于清楚和简明描述的目的，在本文中将特征描述为相同或单独实施例的一部分，然而，应当领会，本发明的范围可以包括具有所描述特征中的所有或一些的组合的实施例。

尽管已经参照附图充分描述了本公开和示例，但是要注意，各种变化和修改对于本领域技术人员来说应当变得显而易见。这样的变化和修改要被理解为被包括在由权利要求限定的公开内容和示例的范围内。最后，本申请中提及的专利和出版物的全部公开内容由此通过引用并入本文中。

Claims (68)

1.一种用于将医学成像设备连接到医学成像控制器的线缆，所述线缆包括：

位于线缆远端的第一连接器，用于将线缆连接到医学成像设备；

位于线缆近端的第二连接器，用于将线缆连接到医学成像控制器；

电路板，包括至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器至少存储与所述线缆相关联的认证信息，并且所述电路板经由所述电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得能够通过连接到第二连接器的医学成像控制器访问所述认证信息；以及

在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从连接到第一连接器的医学成像设备传送到连接到第二连接器的医学成像控制器，其中，所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

2.根据权利要求1所述的线缆，其中，所述至少一个存储器进一步存储用于标识与所述线缆相关联的医学成像设备的标识信息。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的线缆，其中，所述至少一个存储器包括多个存储器。

4.根据权利要求3所述的线缆，其中，所述认证信息存储在所述电路板上的认证芯片的存储器中，并且所述标识信息存储在所述电路板上的单独存储器上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的线缆，其中，所述电路板包括一个或多个处理器，用于促进所述医学成像控制器与所述至少一个存储器中的至少一部分之间的通信。

6.根据权利要求5所述的线缆，其中，所述一个或多个处理器被配置成促进将存储在所述至少一个存储器中的至少一部分中的一个或多个医学成像设备校准参数传送到所述医学成像控制器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的线缆，进一步包括：在所述第一连接器与所述电路板之间延伸的至少一个辅助通信线路，用于至少将来非成像数据从所述医学成像设备传送到所述电路板或通过所述电路板传送。

8.根据权利要求7所述的线缆，其中，所述通信总线通信地耦合到所述第二连接器，并且所述至少一个辅助通信线路连接到所述通信总线。

9.根据权利要求8所述的线缆，其中，所述至少一个存储器中的至少一部分直接连接到所述通信总线。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的线缆，其中，所述电路板位于所述线缆的近端。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的线缆，其中，所述电路板整体地形成为所述线缆的一部分。

12.根据权利要求11所述的线缆，其中，所述电路板被包覆成型以在对所述线缆进行消毒期间保护所述电路板。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的线缆，进一步包括：位于所述第一连接器附近的第二电路板。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的线缆，其中，所述至少一个存储器存储医学成像设备运行时间、医学成像设备类型、医学成像设备使用计数、医学成像设备按钮操作计数、线缆标识信息、线缆类型、医学成像设备标识信息、医学成像设备校准信息和医学成像设备像素补偿信息中的至少一个。

15.根据权利要求14所述的线缆，进一步包括：在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像控制线路，用于将成像控制信号从连接到第二连接器的医学成像控制器传送到连接到第一连接器的医学成像设备，其中，所述一个或多个成像控制线路绕过所述电路板的通信总线。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的线缆，其中，所述第一连接器被配置成用于连接到内窥镜摄像头、医用显微镜摄像头和开放场医用摄像头中的至少一个。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的线缆，其中，所述一个或多个成像通信线路被配置成用于传送像素数据和体素数据中的至少一种。

18.一种包括连接到线缆的医学成像设备的装置，所述线缆包括：

第一连接器，位于线缆的远端，并且将线缆连接到医学成像设备；

第二连接器，位于线缆的近端，用于将线缆连接到医学成像控制器；

电路板，包括至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器至少存储与所述线缆相关联的认证信息，并且所述电路板经由所述电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得能够通过连接到第二连接器的医学成像控制器访问所述认证信息；以及

在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从连接到第一连接器的医学成像设备传送到连接到第二连接器的医学成像控制器，其中，所述一个或多个成像通信线路绕过电路板上的通信总线。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个存储器进一步存储医学成像设备的标识信息。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个存储器包括多个存储器。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述认证信息存储在所述电路板上的认证芯片的存储器中，并且所述标识信息存储在所述电路板上的单独存储器上。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的装置，其中，所述电路板包括一个或多个处理器，用于促进所述医学成像控制器与所述至少一个存储器中的至少一部分之间的通信。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述一个或多个处理器被配置成便于存储在所述至少一个存储器中的至少一部分中的一个或多个医学成像设备校准参数的通信。

24.根据权利要求18至23中任一项所述的装置，进一步包括：在所述第一连接器与所述电路板之间延伸的至少一个辅助通信线路，用于至少将非成像数据从医学成像设备传送到所述电路板。

25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述通信总线通信地耦合到所述第二连接器，并且所述至少一个辅助通信线路连接到所述通信总线。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述至少一个存储器中的至少一部分直接连接到所述通信总线。

27.根据权利要求18至26中任一项所述的装置，其中，所述电路板位于所述线缆的近端。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的装置，其中，所述电路板整体地形成为所述线缆的一部分。

29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述电路板被包覆成型以在对所述线缆进行消毒期间保护所述电路板。

30.根据权利要求18至29中任一项所述的装置，其中，所述线缆包括：位于所述第一连接器附近的第二电路板。

31.根据权利要求18至30中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器存储医学成像设备运行时间、医学成像设备类型、医学成像设备使用计数、医学成像设备按钮操作计数、线缆标识信息、线缆类型、医学成像设备标识信息、医学成像设备校准信息和医学成像设备像素补偿信息中的至少一个。

32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述线缆进一步包括：在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像控制线路，用于将成像控制信号从连接到第二连接器的医学成像控制器传送到连接到第一连接器的医学成像设备，其中，所述一个或多个成像控制线路绕过所述电路板的通信总线。

33.根据权利要求18至32中任一项所述的装置，其中，所述医学成像设备是内窥镜摄像头、医学显微镜摄像头或开放场医用摄像头中的至少一个。

34.根据权利要求18至33中任一项所述的装置，其中，所述一个或多个成像通信线路被配置成用于传送像素数据和体素数据中的至少一种。

35.一种医学成像系统，包括：医学成像设备、医学成像控制器和将医学成像设备连接到医学成像控制器的线缆，其中，所述医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器和存储在存储器中用于由一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于以下各项的指令：

访问存储在线缆的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息；以及

基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆。

36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述线缆包括：

第一连接器，位于线缆的远端，并且将线缆连接到医学成像设备；

第二连接器，位于线缆的近端，并且将线缆连接到医学成像控制器；以及

在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从医学成像设备传送到医学成像控制器，

其中，所述电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得能够通过连接到第二连接器的医学成像控制器访问所述认证信息，并且所述一个或多个成像通信线路绕过所述电路板上的通信总线。

37.根据权利要求35或权利要求36所述的系统，其中，所述电路板整体地形成为所述线缆的一部分。

38.根据权利要求35至37中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个程序包括用于根据线缆的不成功认证提供未认证线缆警告的指令。

39.根据权利要求35至38中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个程序包括用于访问存储在所述至少一个存储器中的医学成像设备标识信息并基于所述医学成像设备标识信息控制所述医学成像设备的指令。

40.根据权利要求35至39中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个程序包括用于与所述电路板的一个或多个处理器通信以检索存储在所述至少一个存储器中的一个或多个医学成像设备校准参数的指令。

41.根据权利要求35至40中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个程序包括用于经由所述电路板上的通信总线与所述医学成像设备中的一个或多个非成像组件通信的指令。

42.根据权利要求35至41中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个程序包括用于经由所述线缆中的一个或多个成像通信线路从所述医学成像设备接收成像数据的指令，其中，所述成像通信线路绕过所述电路板。

43.一种通过经由线缆连接到医学成像设备的医学成像控制器来认证线缆的方法，所述医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器以及存储在所述存储器中以供所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述方法包括：

访问存储在线缆的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息；以及

基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆。

44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述线缆包括：

第一连接器，位于线缆的远端，并且将线缆连接到医学成像设备；

第二连接器，位于线缆的近端，并且将线缆连接到医学成像控制器；以及

在第一连接器与第二连接器之间延伸的一个或多个成像通信线路，用于将成像数据从医学成像设备传送到医学成像控制器，

其中，所述电路板经由电路板上的通信总线通信地连接到第二连接器，以用于使得能够通过连接到第二连接器的医学成像控制器访问认证信息，并且所述一个或多个成像通信线路绕过所述电路板上的通信总线。

45.根据权利要求43或权利要求44所述的方法，其中，所述电路板整体地形成为所述线缆的一部分。

46.根据权利要求43至45中任一项所述的方法，进一步包括：根据线缆的不成功认证提供未认证线缆警告。

47.根据权利要求43至46中任一项所述的方法，进一步包括：访问存储在所述至少一个存储器中的医学成像设备标识信息，以及基于所述医学成像设备标识信息控制所述医学成像设备。

48.根据权利要求43至47中任一项所述的方法，进一步包括：与所述电路板的一个或多个处理器通信以检索存储在所述至少一个存储器中的一个或多个医学成像设备校准参数。

49.根据权利要求43至48中任一项所述的方法，进一步包括：经由所述电路板上的通信总线与所述医学成像设备中的一个或多个非成像组件通信。

50.根据权利要求43至49中任一项所述的方法，进一步包括：经由所述线缆中的一个或多个成像通信线路从所述医学成像设备接收成像数据，其中，所述成像通信线路绕过所述电路板。

51.一种其上嵌入有计算机可执行程序代码以实行权利要求43至50中任一项所述的方法的非暂时性有形计算机可读介质。

52.一种包括计算机可实现指令的计算机程序产品，当由可编程计算机实现时，所述计算机可实现指令使所述计算机实行权利要求43至50中任一项所述的方法。

53.一种对受试者的组织进行成像的方法，所述方法包括：

通过经由线缆连接到医学成像设备的医学成像控制器来认证线缆，所述医学成像控制器包括一个或多个处理器、存储器和存储在存储器中以供所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于以下各项的指令：

访问存储在整体地形成为线缆的一部分的电路板的至少一个存储器中的线缆认证信息，以及

基于存储在所述至少一个存储器中的线缆认证信息来认证线缆；以及

使用医学成像设备和经认证的线缆生成受试者组织的图像的时间序列。

54.根据权利要求53所述的方法，其中，生成受试者组织的图像的时间序列包括：生成受试者组织的荧光图像的时间序列。

55.根据权利要求54所述的方法，进一步包括：在生成所述受试者组织的荧光图像的时间序列之前向所述受试者施用荧光显像剂。

56.一种用于处理受试者组织的图像的时间序列的套件，所述套件包括权利要求1至17中任一项所述的线缆、权利要求18至34中任一项所述的装置、权利要求35至42中任一项所述的系统、或权利要求51所述的非暂时性有形计算机可读介质，以及显像剂。

57.根据权利要求56所述的套件，其中，所述显像剂是荧光显像剂。

58.一种用于在权利要求35至42中任一项所述的系统、权利要求43至50和52至54中任一项所述的方法、或权利要求55或权利要求56所述的套件中使用的荧光显像剂，用于对组织进行成像。

59.根据权利要求58所述的荧光显像剂，其中，对组织进行成像包括：在血流成像、组织灌注成像、淋巴成像或其组合期间对所述组织进行成像。

60.根据权利要求59所述的荧光显像剂，其中，血流成像、组织灌注成像和/或淋巴成像包括：在侵入性医疗程序、微创医疗程序期间、或在非侵入性医疗程序期间进行的血流成像、组织灌注成像和/或淋巴成像。

61.根据权利要求60所述的荧光显像剂，其中，所述侵入性医疗程序包括：心脏相关医疗程序或重建医疗程序。

62.根据权利要求61所述的荧光显像剂，其中，所述心脏相关医疗程序包括心脏冠状动脉旁路移植术（CABG）程序。

63.根据权利要求62所述的荧光显像剂，其中，所述CABG程序是体外循环或非体外循环的。

64.根据权利要求60所述的荧光显像剂，其中，所述非侵入性医疗程序包括：伤口护理程序。

65.根据权利要求59至64中任一项所述的荧光显像剂，其中，所述淋巴成像包括：淋巴结的标识、淋巴结引流、淋巴标测或其组合。

66.根据权利要求59至65中任一项所述的荧光显像剂，其中,所述淋巴成像与女性生殖系统相关。

67.权利要求1至17中任一项所述的线缆、权利要求18至34中任一项所述的装置、权利要求35至42中任一项所述的系统、权利要求43至50和53至55中任一项所述的方法、或者权利要求56或权利要求57所述的套件中的用于淋巴成像的用途。

68.权利要求1至17中任一项所述的线缆、权利要求18至34中任一项所述的装置、权利要求35至42中任一项所述的系统、权利要求43至50和53至55中任一项所述的方法，或者权利要求56或权利要求57的套件中的用于血流成像、组织灌注成像或其组合的用途。

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