CN114343568A - 识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备及方法 - Google Patents
识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114343568A CN114343568A CN202110023697.4A CN202110023697A CN114343568A CN 114343568 A CN114343568 A CN 114343568A CN 202110023697 A CN202110023697 A CN 202110023697A CN 114343568 A CN114343568 A CN 114343568A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parathyroid gland
- light
- image
- region
- infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000002990 parathyroid gland Anatomy 0.000 title claims abstract description 151
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims description 13
- 230000000849 parathyroid Effects 0.000 claims description 9
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 17
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 6
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010049416 Short-bowel syndrome Diseases 0.000 description 2
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 2
- 206010050456 Anastomotic leak Diseases 0.000 description 1
- 206010051268 Anastomotic stenosis Diseases 0.000 description 1
- NTSBMKIZRSBFTA-AIDOXSFESA-N Digoxigenin bisdigitoxoside Chemical compound C1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C)O[C@@H](O[C@@H]2C[C@@H]3[C@]([C@@H]4[C@H]([C@]5(CC[C@@H]([C@@]5(C)[C@H](O)C4)C=4COC(=O)C=4)O)CC3)(C)CC2)C[C@@H]1O NTSBMKIZRSBFTA-AIDOXSFESA-N 0.000 description 1
- 206010022680 Intestinal ischaemia Diseases 0.000 description 1
- 208000004535 Mesenteric Ischemia Diseases 0.000 description 1
- 208000007101 Muscle Cramp Diseases 0.000 description 1
- 206010051606 Necrotising colitis Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 description 1
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 1
- 208000005392 Spasm Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002682 general surgery Methods 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- 208000004995 necrotizing enterocolitis Diseases 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000002559 palpation Methods 0.000 description 1
- 239000000199 parathyroid hormone Substances 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 201000006195 perinatal necrotizing enterocolitis Diseases 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
- A61B5/0086—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters using infrared radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
- A61B5/4222—Evaluating particular parts, e.g. particular organs
- A61B5/4227—Evaluating particular parts, e.g. particular organs endocrine glands, i.e. thyroid, adrenals, hypothalamic, pituitary
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
- A61B5/7425—Displaying combinations of multiple images regardless of image source, e.g. displaying a reference anatomical image with a live image
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2576/00—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis
- A61B2576/02—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis specially adapted for a particular organ or body part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Endocrinology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备及方法，设备包括将具有选自预设波长带波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺的光源单元；与光源单元连接的内窥镜组件并用于获取被照射光的甲状旁腺手术区域或甲状旁腺的图像信息；用于通过内窥镜组件感测从甲状旁腺手术区域获取的图像信息中的可见区域的光来提供彩色图像的彩色传感器；用于通过感测从甲状旁腺手术区域获取的图像信息中的第一红外区域的光来提供第一图像以识别甲状旁腺的位置的第一近红外传感器；以及用于通过感测从甲状旁腺获取的图像信息中的第二红外区域的光来提供第二图像以评估甲状旁腺的存活率的第二近红外传感器。可以高可靠性评估甲状旁腺的存活率。
Description
技术领域
本发明关于一种识别组织及评估组织的存活率，更具体地，关于一种在甲状腺区域手术期间识别甲状旁腺及评估甲状旁腺存活率的设备及方法。
背景技术
甲状旁腺是附着于甲状腺的内分泌器官，并且通常由甲状腺的上、下、左和右区域中的四个小组织所组成。甲状旁腺分泌甲状旁腺激素并调节体液中钙和磷的代谢。当甲状旁腺不正常活动或被清除时，血液中的钙减少，全身所有部位都会发生个别的肌肉痉挛。
在对甲状旁腺进行手术时，需要准确地识别甲状旁腺的位置。通常，在允许患者服用造影剂后，通过向甲状腺区域照射特定波长的光来识别甲状旁腺的位置，但这具有使患者感到心理负担的问题。
此外，在手术过程中，可能有必要根据甲状旁腺的存活率来确定是否去除甲状旁腺。在这种情况下，评估甲状旁腺的存活率完全取决于操作者的经验判断。因此，根据操作者的个人经验差异可能得出不同的结果，并且可能导致由于不适当的判断而使可靠性大大降低的问题。
尤其，准确的识别、存活率评估和组织解剖结构的仔细保存对于减少并发症和改善手术结果至关重要。人类的视野有限，无法清楚地区分这些结构和状态。意外和/或无法识别的组织损伤会导致短期和长期的发病率以及可避免的死亡率。因此，在许多临床情况下，准确识别组织类型和精确评估组织灌注/存活率至关重要，目前依靠个别医生的经验进行视觉检查和触诊的标准存在局限性。
并且，患病组织的手术切除是普通外科手术中的常见程序。确认切除的确切范围仅基于组织的存活率和充足的血液供应。例如，在没有明确的界限和不确定的存活率的情况下，通常难以确定肠切除的边缘。如果病变广泛且容易患上短肠综合症、急性肠系膜缺血和坏死性小肠结肠炎，则外科医生往往会做出艰难的手术决定。肠切除不足因为残留的坏死性肠导致败血症，而大肠切除会导致短肠综合症。如果血液供应不足，可能会发生吻合口漏和狭窄。因此，准确的术中组织存活率评估至关重要。但是，目前尚无标准化，也没有可用的实际设备。
因此，在本领域中存在迄今未解决的需要以解决前述的缺陷和不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能以高度可靠性对甲状旁腺进行存活率评估的识别甲状旁腺的位置并评估甲状旁腺的存活率的设备。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于识别甲状旁腺的位置并评估甲状旁腺的存活率的设备，设备包括将具有选自预设波长带波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺的光源单元；与光源单元连接的内窥镜组件并用于获取被照射光的甲状旁腺手术区域或甲状旁腺的图像信息；用于通过内窥镜组件感测从甲状旁腺手术区域获取的图像信息中的可见区域的光来提供彩色图像的彩色传感器；用于通过感测从甲状旁腺手术区域获取的图像信息中的第一红外区域的光来提供第一图像以识别甲状旁腺的位置的第一近红外传感器；以及用于通过感测从甲状旁腺获取的图像信息中的第二红外区域的光来提供第二图像以评估甲状旁腺的存活率的第二近红外传感器。
在实施例中，预设波长带的范围可以从780nm至840nm。
在实施例中，由第一近红外传感器感测到的第一红外区域的光可以是通过照射从光源单元照射的具有780nm至805nm的光而反射的光。
在实施例中，由第二近红外传感器感测到的第二红外区域的光可以是通过照射从光源单元照射的具有820nm至840nm的光而反射的光。
在实施例中，设备可以进一步包括镜，镜用于反射通过内窥镜组件获取的图像信息中的可见光，并且用于透射图像中的第一红外区域的光和第二红外区域的光通过内窥镜组件获取的信息，以及红外分光器，其从通过镜的红外区域的光分离出第一红外区域的光和第二红外区域的光。
在实施例中，光源单元的纵轴可以设置在平行于内窥镜组件的纵轴方向上。
本发明的另一目的在于提供一种识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的方法，方法包括：将具有预设波长范围内的选定波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺；获取光照射到的甲状旁腺手术区域的图像信息；通过在从甲状旁腺手术区域获取的图像信息中感测可见光来获取彩色图像；从图像信息分离出第一红外区域的光和第二红外区域的光；以及通过分别感测第一红外区域的光和第二红外区域的光，获取第一图像和第二图像。
在实施例中，方法可以进一步包括获取融合图像，其中彩色图像和第一图像彼此重叠。
在实施例中，第一图像的区域可以是甲状旁腺手术区域，第二图像的区域可以是甲状旁腺区域。
在实施例中，第二图像可以包括甲状旁腺的斑点图案信息。
在实施例中，斑点图案信息可以包括斑点对比度值，并且可以使用斑点对比度值来生成对比度图。
在实施例中，可以使用时间对比、空间对比和时空对比中的至少一种来生成对比图。
与现有技术相比，本发明的用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备及方法，可获得甲状旁腺中产生的扩散斑点图案，从而以高度可靠性对甲状旁腺进行存活率评估。
附图说明
参考本发明的实施例，其示例可以在附图中示出。这些图仅是说明性的，而非限制性的。尽管一般在这些实施例的上下文中描述了本发明，但是应当理解，其并不旨在将本发明的范围限制为这些特定实施例。
图1示出了根据本发明实施例的例示性甲状腺和例示性甲状旁腺。
图2示出了根据本发明实施例的用于识别甲状旁腺和评估甲状旁腺的存活率的设备的示意图。
图3示出了流程图，所述流程图示出了根据本发明实施例的识别甲状旁腺和评估甲状旁腺的存活率的例示性步骤。
图4示出了根据本发明实施例的识别甲状旁腺位置的设备的示意图。
图5示出了根据本发明实施例的设备获取的灰阶图像和第一图像。
图6示出了根据本发明实施例的评估甲状旁腺的存活率的设备的示意图。
图7示出了一种根据本发明实施例的设备获取第二图像的示意图。
图8A和图8B示出了根据本发明实施例的设备获取的灰阶图像和第二图像。
图9示出了根据本发明实施例的用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备的示意图。
主要附图标记说明：
t-甲状腺；g-甲状旁线；B-主体；D1～D2-扩散斑点图案；R-甲状旁腺手术区域；r-距离；s-点；100-设备；105-光源单元；107-光源驱动器；110-内窥镜组件；112-抓握部；120-偏振帽；130-镜；140a-第一透镜；140b-第二透镜；150-红外光分离器；160a-第一过滤器；160b-第二过滤器；170-偏振透镜；180-颜色传感器；190a-第一近红外传感器；190b-第二近红外传感器；195-处理器；200-显示装置；400-GPU；S1～S4-步骤。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本发明的理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实施本发明。此外，本领域的技术人员将认识到，以下描述的本发明的实施例可以以多种方式来实现，例如工艺、设备、系统、装置或有形电脑可读介质上的方法。
图中所示的组件是本发明的例示性实施例的说明，并且旨在避免使本发明晦涩难懂。应当理解，在整个讨论中，组件可以被描述为单独的功能单元，其可以包括子单元，但是本领域技术人员将认识到，各种组件或其部分可以划分为单独的组件，或者可以集成在一起，包括集成在单个系统或组件中。应当注意，本文讨论的功能或操作可以被实现为软件、硬件或其组合中的组件。
还应注意，术语“耦合”、“连接”或“通信地耦合”应理解为包括直接连接，通过一个或多个中间设备的间接连接以及无线连接。
此外，本领域技术人员将认识到：(1)可以可选地执行某些步骤；(2)步骤可能不限于此处列出的特定顺序；以及(3)某些步骤可以以不同的顺序执行，包括同时执行。
在说明书中对“一个实施例”、“优选实施例”、“一实施例”或“实施例”的引用意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构、特性或功能至少包括在其中本发明的一个实施例，并且可以在一个以上的实施例中。在说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。
图1示出了根据本发明实施例的例示性甲状腺和例示性甲状旁腺。
如图所示，通常，由甲状腺上、下、左、右四个区域的四个小组织组成的甲状旁腺g位于颈部前中央的甲状腺t的后面。如背景技术描述中所述，在对甲状旁腺g进行手术时，准确地识别甲状旁腺g的位置并了解甲状旁腺g的存活率非常重要。因此，根据本发明的实施例，所述设备和方法能够使用具有特定区域的波长的光从甲状腺获得的图像信息来识别甲状旁腺g的位置，并提供了评估甲状旁腺存活率的方法。
图2示出了根据本发明实施例的用于识别甲状旁腺和评估甲状旁腺的存活率的设备的示意图。
如图所示，设备100可以包括光源单元105、内窥镜组件110、颜色传感器180、第一近红外传感器190a、第二近红外传感器190b以及光源驱动器107。在本发明中，结合甲状腺切除术以阐述识别甲状旁腺和评估甲状旁腺的存活率。然而，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可以在任何其他外科手术过程中将识别和评估作为术中过程来进行。
在实施例中，光源单元105可以联接到内窥镜组件110的一侧，以将具有在预设波长范围内选择的波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺。在实施例中，光源单元105可以在与从甲状旁腺手术区域入射到内窥镜组件110上的光平行的方向上照射光。尽管未在图2中示出，但是光源单元105可以将照射光的角度控制在预定范围内。对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以容易地形成光源单元105以控制照射的光的角度。
在实施例中，光源单元105可以包括能够在可见或近红外区域中产生光的发光二极管(LED)，或在近红外区域中产生光的激光二极管(LD)。在这种情况下，可以从780nm至840nm范围内的波长带中选择近红外区域的波长。
在实施例中，当通过颜色传感器180、第一近红外传感器190a和第二近红外传感器190b执行图像拾取时，光源单元105可以将光照射到对应的区域，例如甲状旁腺手术区域、甲状旁腺以用于捕获图像。在替代实施例中，光源单元105可以包括诸如扩散透镜、聚焦透镜之类的功能透镜，以将光聚焦或扩散在相应区域上。
在实施例中，光源驱动单元107可以控制光源单元105并且选择性地控制从光源单元105产生的光的区域。例如，当由颜色传感器180执行图像拾取时，光源驱动单元107可以控制照射可见光的光源单元105的LED使其工作，以及在第一近红外传感器190a和第二近红外传感器190b进行图像拾取的同时，控制光源单元105的LED或光源单元105的LD照射近红外光。
在实施例中，内窥镜组件110是用于获取从光源单元105照射光的甲状旁腺手术区域的图像信息的媒介。内窥镜组件110可以包括使用户能够容易地抓握内窥镜组件110的抓握部112，并且可以在内窥镜组件110的远侧部分处设置偏振帽120。通过图2可以理解，由于内窥镜组件110的详细结构和操作过程对于本领域技术人员是显而易见的，因此将省略其详细描述。
在实施例中，颜色传感器180可以通过从内窥镜组件110获取的图像信息中检测可见区域来实现彩色图像。
在实施例中，相似地，第一近红外传感器190a可通过从内窥镜组件110获取的图像信息中检测第一红外区域，并实现用于识别甲状旁腺的位置的第一图像，以及第二近红外传感器190b可以通过从内窥镜组件110获取的图像信息中检测第二红外区域，并实现用于评估甲状旁腺的存活率的第二图像。在这种情况下，第一红外区域和第二红外区域可以具有不同的波段。例如，由第一近红外传感器190a检测到的第一红外区域可以是通过从光源单元105向甲状旁腺照射具有780nm至805nm范围的光而产生的波长带，以及第二红外区域由第二近红外传感器190b检测到的波长带可以是通过从光源单元105向甲状旁腺照射具有820nm至840nm范围的光而产生的波长带。
根据本发明实施例的设备100，还可包括镜130，其用于将通过内窥镜组件110获取的图像信息的可见光朝着颜色传感器180反射，并且将图像信息的红外光朝着第一近红外传感器190a和第二近红外传感器190b透射；第一透镜140a，其用于在图像信息的光到达镜130之前使图像信息的光穿过；第二透镜140b，其用于使由镜130反射的可见光通过。
另外，根据本发明实施例的设备100，还可包括红外光分离器150，其用于分离第一红外区域和第二红外区域的红外光，并将红外光分别向第一近红外传感器190a和第二近红外传感器190b透射；第一过滤器160a，其用于过滤第一红外区域的红外光，以及第二过滤器160b，其用于过滤第二红外区域的红外光。
需注意的是，设备100可以包括设置在第一滤光器160a和第一近红外传感器190a之间的偏振透镜170。还需注意的是，装置100还可包括处理器195，其用于处理彩色图像、第一图像和第二图像，以及显示装置200，其用于显示由处理器195处理的第一图像和第二图像。
在实施例中，处理器可以是但不限于用于处理各种图像的CPU或记忆体。在实施例中，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以通过应用诸如能够显示图像的LCD之类的任何装置来使用显示装置200。
图3示出了流程图，所述流程图示出了根据本发明实施例的识别甲状旁腺和评估甲状旁腺的存活率的例示性步骤。
如图3所示，所述工艺开始于步骤S1。在步骤S1中，光源单元105将预设波长范围内的选定波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺。在这种情况下，选择的波长可以是可见光波段或近红外光波段。
接着，在步骤S2中，第一近红外传感器190a可以获取照射光的甲状旁腺手术区域的图像信息，以及颜色传感器180可以通过从甲状旁腺手术区域的图像信息中分离的可见区域来获取彩色图像。
在步骤S3中，可以从图像信息分离出第一红外区域和第二红外区域。接着，在步骤S4中，可以从分离的第一红外区域获取第一图像以识别甲状旁腺的位置，并且可以从分离的第二红外区域获取第二图像以评估甲状旁腺的存活率。在这种情况下，可以选择性地执行获取第一图像或获取第二图像。
于此同时，在替代实施例中，通过照射可见光区域和近红外光区域的光来获得彩色图像。然而，可以通过仅照射可见光区域的光或通过在手术环境中使用自然光而无需光源单元的操作来获取彩色图像。也就是说，可以从环境光中被动获取场景信息，而无需激发光或任何能量传递。其后，可以通过将所选择的近红外区域的光照射到甲状旁腺手术区域上来获得第一图像和第二图像。
图4示出了根据本发明实施例的识别甲状旁腺位置的设备的示意图。
如图所示，在识别甲状旁腺的位置的过程中，通过光源单元105将光照射至甲状旁腺手术区域R。此时，照射的光可以是漫射光，也可以是波长带在780nm至840nm范围内的近红外光。对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以通过控制可能包括在光源单元105中的任何透镜以简单地产生漫射光。
因此，从甲状旁腺手术区域R产生的反射光被传输到内窥镜组件110的主体B内部，并且第一图像由第一近红外传感器190a实现。此时，在第一张图像中，位于甲状旁腺手术区域R中的甲状旁腺g似乎具有比其他区域更高的发光强度。即，甲状旁腺g将在第一红外区域发出自发荧光，其范围为780nm至805nm。如此，设备100的操作者可以通过第一图像容易地识别甲状旁腺g的位置。
图5示出了根据本发明实施例的设备获取的彩色图像和第一图像。
如图所示，在第一图像(b)上，通过黄色圆圈突出显示的区域中显示的组织由于其自身荧光而具有比周围区域更高的亮度。据此，所述组织可以被识别为甲状旁腺。
另一方面，甲状旁腺在第一红外区域的自发荧光可以被识别为甲状旁腺的位置，但由于在确定甲状旁腺的位置时第一红外线在甲状腺区域其他组织中产生的表面反射，错误的位置可能被认为是甲状旁腺的位置，或其他组织可能被误认为甲状旁腺。为了防止识别出错误的甲状旁腺位置，在本发明的实施例中，使用颜色传感器180来实现(a)中所示的甲状腺的彩色图像，以及自发荧光图像，例如，使用第一近红外传感器190a从甲状旁腺实现的第一图像，彩色图像和自发荧光图像可以由处理器195彼此叠加，从而产生能够在视觉上与其他组织区分开的融合图像。然后，融合图像可以显示在显示装置200上。因此，可以提高识别甲状旁腺位置的准确性。
图6示出了根据本发明实施例的评估甲状旁腺的存活率的设备的示意图。
如图所示，在评估甲状旁腺的存活率的过程中，通过使用光源单元105聚焦在甲状旁腺g的一个或多个特定点上来照射光。此时，照射光可以是用于聚焦在特定点上的光，并且可以是波长带在820nm至840nm范围内的近红外光。对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以通过控制包含在光源单元105中的任何透镜来容易地产生聚焦光。因此，通过近红外光从甲状旁腺g产生扩散斑点图案D1，D2，并且由第二近红外传感器190b获取的第二图像可以包括基于扩散斑点图案的斑点图案信息。其后，在实施例中，设备100可以使用包括在第二图像中的扩散斑点图案信息来评估甲状旁腺的存活率。
在任一情况下，尽管未在图6中示出，但是在评估甲状旁腺活力的过程中，通过使用光源单元105聚焦在靠近甲状旁腺g的区域来照射光。如上所述，照射的光可以是用于聚焦在甲状旁腺g附近的区域的光，并且可以是如上所述的波长范围为820nm至840nm的近红外光。因此，斑点图案从甲状旁腺g的邻近区域扩散到甲状旁腺g，从而在甲状旁腺g中产生斑点图案。斑点图案可以由第二近红外传感器190b转换为包括斑点图案信息的第二图像。其后，相似于上述情况，设备100可以使用第二图像中包括的扩散斑点图案信息来评估甲状旁腺的存活率。
于此同时，取决于照射近红外光的点与第二近红外传感器190b获取的第二图像的区域之间的距离r，扩散斑点图案可以在数量上或质量上不同地出现。因此，在实施例中，装置100可以优化距离r，即使对扩散斑点图案进行定量或定性分析也可以产生可靠的结果。
在实施例中，光源单元105的纵轴可优选地设置在平行于内窥镜组件110的纵轴的方向上。这是为了当通过内窥镜组件110获得由光源单元105的近红外光产生的斑点图案的斑点图案信息时，防止由于近红外光引起的噪点。也就是说，如果由内窥镜组件110获取的视窗图像不仅包括产生斑点图案的区域，且包括近红外光聚焦的特定点，则由于聚焦光引起的斑点图案信息的可靠性降低。因此，在实施例中，至少光源单元的聚焦光被照射到的区域与用于获得斑点图案的视窗图像的区域必须彼此不同。
另外，尽管在附图中未示出，但是在实施例中，设备100可以进一步包括各种传感器，诸如用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的温度传感器。设备100可以使用从传感器在空间或时间上获得的信息来识别甲状旁腺的位置并评估甲状旁腺的存活率。
图7示出了一种根据本发明实施例的设备获取第二图像的方法的示意图。
如图7左侧所示，首先，可以通过第二近红外传感器190b获得第二图像的原始图像(原始CCD图像)。其后，如图7右侧所示，斑点对比度值(Ks)是血流信息，例如血流速度，可以通过使用预定公式计算为第二图像的原始图像的像素，并且使用斑点对比度值(Ks)生成原始图像的对比度图。下面给出预定公式的更详细描述。接着，可以根据对比度图来匹配每个像素的彩色灰度级以生成第二图像。
在实施例中，可以使用时间对比，空间对比和时空对比中的至少一种来形成对比图。例如，在时间对比度的情况下，可以通过计算构成原始图像的帧图像的像素的斑点对比度值(Ks1，Ks2，Ks3，…)并将它们彼此进行比较来生成对比度图。在空间对比度的情况下，可以通过将原始图像的所有像素划分为像素组来生成对比度图，计算每个像素组中包括的一个像素的斑点对比度值(Ks1)和其余像素的斑点对比度值(Ks2)，并将它们彼此进行比较。在时空对比的情况下，可以通过混合时间对比和空间对比来生成对比图。
图8A和图8B示出了根据本发明实施例的设备获取的彩色图像和第二图像。
如图8A所示，(a)是通过由颜色传感器180采集的甲状旁腺的彩色图像，(b)是通过第二近红外传感器190b采集的甲状旁腺的第二图像。第二图像是通过基于上述图7中的对比度图使彩色灰度与每个像素相对应而获得的图像。在第二图像(b)中，示出了甲状旁腺在生物学上是存活的，因为与甲状旁腺的位置相对应的像素的斑点对比度值(Ks)小于预设阈值。
如图8B所示，(a)是通过颜色传感器180采集的甲状旁腺的彩色图像，(b)是通过第二近红外传感器190b采集的甲状旁腺的第二图像。类似于图8A，第二图像是通过基于上述图7中的对比度图使彩色灰度与每个像素相对应而获得的图像。在第二图像(b)中，示出了甲状旁腺在生物学上是死亡的，因为与甲状旁腺的位置相对应的像素的斑点对比度值(Ks)超过了预设的阈值。
同时，在处理第二图像时，可以通过以下方程式1至4将斑点对比度值(K)导出为一维数值。
[方程式1]
其中，K是斑点对比度，T是甲状旁腺手术区域暴露于第二近红外光的暴露时间，g1是电场自相关函数，ρ是光源和检测器之间的距离，τ是延迟时间。
[方程式2]
其中，μ′s是散射系数，μa是吸收系数，αDB是血流指数。
[方程式3]
1/K2∝αDB(血流指数)
[方程式4]
K＝σ/I
其中，σ是斑点强度的标准偏差，I是平均强度。
在方程式4中，组织中实验测量的斑点对比度的K值，例如，在方程式3的理论模型中，将甲状旁腺拟合至斑点对比度的K值。因此，通过将理论K值近似至实验K值来导出血流指数。
因此，根据本发明实施例的设备可以将选定的第一波长的光照射到甲状旁腺手术区域，在获取甲状旁腺手术区域的图像信息后，通过光分离过程准确地确定甲状旁腺的位置，并且根据本发明的实施例的设备可以将选定的第二波长的光照射到甲状旁腺或甲状旁腺的相邻区域，可以获得甲状旁腺中产生的扩散斑点图案，从而以高度可靠性对甲状旁腺进行存活率评估。
图9示出了根据本发明实施例的用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备的示意图。
如图所示，在所述设备的实施例中，从目标组织获取的图像信息，例如，甲状旁腺手术区域可以被分成各种光波段，并分别传输到颜色传感器180、第一近红外传感器190a和第二近红外传感器190b。由颜色传感器180和第一近红外传感器190a获取的彩色图像和第一图像(自发荧光图像)中的每一个图像可以由安装在CPU 300中的图像处理软件处理，并且可以立即通过显示装置200显示。在这种情况下，彩色图像和第一图像可以被图像处理软件处理为彼此重叠以生成融合图像，可以通过显示装置200显示所生成的融合图像。
相似地，在由第二近红外传感器190b获取的第二图像的情况下，可以通过安装在CPU 300和GPU 400中的图像处理软件基于对比度的热图在时间或空间上对其进行处理，并且可以通过显示装置200显示处理后的第二图像。
本领域技术人员将理解，前述示例和实施例是例示性的，并且不限制本发明的范围。其目的在于，对本领域技术人员而言，在阅读说明书和研究附图之后显而易见的所有排列、增强、同等、组合和改进都包括在本发明的真实精神和范围内。
Claims (12)
1.一种用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备，其特征在于，包括：
光源单元，其将具有选自预设波长带波长的光照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺；
内窥镜组件，其与所述光源单元连接的并用于获取被照射光的甲状旁腺手术区域或甲状旁腺的图像信息；
彩色传感器，其用于通过所述内窥镜组件感测从甲状旁腺手术区域获取的所述图像信息中的可见区域的光来提供彩色图像；
第一近红外传感器，其用于通过感测从甲状旁腺手术区域获取的所述图像信息中的第一红外区域的光来提供第一图像以识别甲状旁腺的位置；以及
第二近红外传感器，其用于通过感测从甲状旁腺获取的所述图像信息中的第二红外区域的光来提供第二图像以评估甲状旁腺的存活率。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述预设波长带的范围为780nm至840nm。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，由所述第一近红外传感器感测到的所述第一红外区域的光是通过照射从所述光源单元照射的具有780nm至805nm的光而反射的光。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，由所述第二近红外传感器感测到的所述第二红外区域的光是通过照射从所述光源单元照射的具有820nm至840nm的光而反射的光。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
镜，其用于反射通过所述内窥镜组件获取的所述图像信息中的可见区域的光，并透射通过所述内窥镜组件获取的所述图像信息中的所述第一红外区域的光和所述第二红外区域的光，以及
红外分光器，用于从通过所述镜的红外区域的光分离出第一红外区域的光和第二红外区域的光。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光源单元的纵轴设置在与所述内窥镜组件的纵轴平行的方向上。
7.一种用于识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的方法，其特征在于，包括：
将具有选定波长的光在预设波长范围内照射到甲状旁腺手术区域或甲状旁腺；
获取照射光的甲状旁腺手术区域的图像信息；
通过感测从甲状旁腺手术区域获取的所述图像信息中的可见区域的光来获取彩色图像；
从所述图像信息分离出第一红外区域的光和第二红外区域的光；以及
通过分别感测所述第一红外区域的光和所述第二红外区域的光来获取第一图像和第二图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
获取所述彩色图像和所述第一图像彼此重叠的融合图像。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一图像的区域是甲状旁腺手术区域，并且所述第二图像的区域是甲状旁腺区域。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二图像包括甲状旁腺的斑点图案信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述斑点图案信息包括斑点对比度值，并且使用所述斑点对比度值来生成对比度图。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使用时间对比度、空间对比度和时空对比度中的至少一种来生成所述对比度图。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962928510P | 2019-10-31 | 2019-10-31 | |
| US17/070,013 US20210127957A1 (en) | 2019-10-31 | 2020-10-14 | Apparatus for intraoperative identification and viability assessment of tissue and method using the same |
| US17/070,013 | 2020-10-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114343568A true CN114343568A (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=75686643
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110023697.4A Pending CN114343568A (zh) | 2019-10-31 | 2021-01-08 | 识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备及方法 |
| CN202120044776.9U Active CN215305781U (zh) | 2019-10-31 | 2021-01-08 | 识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120044776.9U Active CN215305781U (zh) | 2019-10-31 | 2021-01-08 | 识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210127957A1 (zh) |
| CN (2) | CN114343568A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116385337A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-07-04 | 陕西中科创孚医疗科技有限责任公司 | 一种基于多光融合的甲状旁腺识别装置及方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220133139A1 (en) * | 2020-11-02 | 2022-05-05 | Vanderbilt University | System and method for surgery guidance |
| WO2023273014A1 (zh) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 南京微纳科技研究院有限公司 | 医学成像装置 |
| US20230017411A1 (en) * | 2021-07-14 | 2023-01-19 | Cilag Gmbh International | Endoscope with source and pixel level image modulation for multispectral imaging |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9407838B2 (en) * | 2013-04-23 | 2016-08-02 | Cedars-Sinai Medical Center | Systems and methods for recording simultaneously visible light image and infrared light image from fluorophores |
| US10058256B2 (en) * | 2015-03-20 | 2018-08-28 | East Carolina University | Multi-spectral laser imaging (MSLI) methods and systems for blood flow and perfusion imaging and quantification |
| US10579891B2 (en) * | 2015-08-10 | 2020-03-03 | AI Biomed Corp | Optical overlay device |
| US11589801B2 (en) * | 2016-12-27 | 2023-02-28 | Vanderbilt University | Methods and apparatus for intraoperative assessment of parathyroid gland vascularity using laser speckle contrast imaging and applications of same |
| CN213580626U (zh) * | 2019-04-04 | 2021-06-29 | 济南显微智能科技有限公司 | 一种甲状旁腺识别装置 |
| CA3132350A1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-10-15 | Stephen Tully | Systems and methods for medical imaging |
| CN110693458B (zh) * | 2019-10-24 | 2022-05-27 | 西安交通大学医学院第一附属医院 | 基于近红外自体荧光的术中实时甲状旁腺识别方法 |
-
2020
- 2020-10-14 US US17/070,013 patent/US20210127957A1/en not_active Abandoned
-
2021
- 2021-01-08 CN CN202110023697.4A patent/CN114343568A/zh active Pending
- 2021-01-08 CN CN202120044776.9U patent/CN215305781U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116385337A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-07-04 | 陕西中科创孚医疗科技有限责任公司 | 一种基于多光融合的甲状旁腺识别装置及方法 |
| CN116385337B (zh) * | 2022-12-15 | 2023-10-17 | 西安长空医疗科技服务有限公司 | 一种基于多光融合的甲状旁腺识别装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN215305781U (zh) | 2021-12-28 |
| US20210127957A1 (en) | 2021-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN215305781U (zh) | 识别甲状旁腺位置并评估甲状旁腺存活率的设备 | |
| JP7086121B2 (ja) | 波長帯選択による画像化を用いた尿管検出 | |
| JP4739242B2 (ja) | 埋込構造物の画像化 | |
| US11026763B2 (en) | Projection mapping apparatus | |
| JP5435532B2 (ja) | 画像処理システム | |
| JP4524353B2 (ja) | 検査システムおよび検査システムの作動方法 | |
| US20110295062A1 (en) | Equipment for infrared vision of anatomical structures and signal processing methods thereof | |
| EP2263520A1 (en) | Endoscope system, endoscope, and method for measuring distance and illumination angle | |
| JP6001219B1 (ja) | 内視鏡システム | |
| EP3527123B1 (en) | Image processing method and apparatus using elastic mapping of vascular plexus structures | |
| US10413619B2 (en) | Imaging device | |
| JP2012050618A (ja) | 画像取得表示方法および画像撮像表示装置 | |
| JP2006512126A (ja) | 瞳孔計 | |
| JP2018515159A (ja) | 人間又は動物の体内の関心構造を照射する装置、システム、及び方法 | |
| JP6485275B2 (ja) | イメージング装置 | |
| CN112656369A (zh) | 一种基于ar技术的近红外荧光甲状旁腺的识别增强方法 | |
| CN215305780U (zh) | 评估甲状旁腺存活率的系统 | |
| KR20220098578A (ko) | 조직 식별 및 생체 확인 장치 및 이를 이용한 조직 식별 및 생체 확인 방법 | |
| CN107205638A (zh) | 用于双重玻璃体和视网膜成像的系统和方法 | |
| WO2022038806A1 (ja) | 治療支援システムおよび治療支援装置 | |
| US20220192470A1 (en) | Endoscope system | |
| CN113631076B (zh) | 内窥镜用处理器装置、医疗图像处理装置及其工作方法以及计算机可读介质 | |
| CN112704473A (zh) | 一种甲状旁腺的位置增强设备 | |
| CN112704474A (zh) | 一种用于检测甲状旁腺位置的ar检测眼镜 | |
| US11689689B2 (en) | Infrared imaging system having structural data enhancement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |