CN116671994A - 病灶定位系统及其数据处理方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种病灶定位系统及其数据处理方法、电子设备。该系统包括:发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元、共聚焦显微成像单元和定位单元,发光单元用于发射激光;转向单元用于转向激光至待测组织,并透射待测组织产生的荧光;分光单元用于使用反射镜组或者半反半透组件将荧光分为两路信号;荧光成像单元用于生成待测组织的荧光成像图像;共聚焦显微成像单元用于根据局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像;定位单元用于根据荧光成像图像定位病灶所在位置区域,以及根据共聚焦显微成像图像识别病灶的位置边界。解决了相关技术中病灶定位准确率较低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及医疗辅助领域,具体而言,涉及一种病灶定位系统及其数据处理方法、电子设备。
背景技术
组织活检是在超声或钼钯立体定位引导下,通过计算机控制的真空辅助高速旋切乳房治疗性诊断设备,用于乳腺肿块(肿瘤)的微创治疗或活检。由于它能够在影像引导下实施乳腺的微创切除治疗,从而能够切除临床无法触及或手术难以切除的乳腺异常,大大提高了早期乳腺癌的诊断准确性。
但是现有技术中的影像引导,需要依赖于传统的医学成像,例如,超声成像、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)等成像方式,一方面依赖于外部的成本高昂的大型成像设备,另一方面由于成像的范围较大,往往存在精确度较低的问题。现有技术中也存在将镜头伸入体内,实现内部影像采集,但是这种方式成像受限于镜头的成像质量,也存在成像准确率较低的问题。
针对相关技术中病灶定位准确率较低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种病灶定位系统及其数据处理方法、电子设备,以解决相关技术中病灶定位准确率较低的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种病灶定位系统,包括发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元、共聚焦显微成像单元和定位单元,其中:所述发光单元,用于发射激光;所述转向单元,与所述发光单元相连,用于转向所述激光至待测组织,并透射所述待测组织产生的荧光;所述分光单元,与所述转向单元相连,使用反射镜组或者半反半透组件将所述荧光分为两路信号;所述荧光成像单元,与所述分光单元相连,用于接收所述两路信号之一,生成待测组织的荧光成像图像;所述共聚焦显微成像单元,与所述分光单元相连,用于接收所述两路信号之另一,并根据局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像;所述定位单元,与所述荧光成像单元和所述共聚焦显微成像单元分别相连,用于根据所述荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据所述位置区域生成所述局部放大指示信号,以及根据所述共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或所述待测组织中是否存在所述病灶的切除残留。
可选的,所述系统还包括第一滤光单元和第二滤光单元,其中:所述第一滤光单元设置在所述分光单元和所述荧光成像单元之间,允许第一波长的荧光通过;所述第二滤光单元设置在所述分光单元和所述共聚焦显微成像单元之间,允许第二波长的荧光通过;所述第一波长和所述第二波长不同。
可选的,还包括显示处理单元和显示器,其中:所述显示处理单元,与所述荧光成像单元和所述共聚焦显微成像单元分别相连,用于分别接收所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像,并按照设置的位置和/或显示比例控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像。
可选的,所述显示处理单元,还与所述定位单元相连,根据定位单元识别结果控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像并进行标识。
可选的,所述显示处理单元,还在按照设置的位置和/或显示比例控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像时,适应性调整显示模式,包括:对菜单和历史信息部分显示或者不显示,以及对时间和控制按钮进行缩小和/或调整显示位置。
可选的,所述系统还包括手持式吸引管结构和真空泵,所述手持式吸引管结构包括废液吸引管道、气压调节管道以及光学探测管道,其中:所述废液吸引管道和所述气压调节管道经一切换阀芯与所述真空泵相连;所述光学探测管道的远端直径设置为允许光学探头通过,所述光学探头集成有发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元和共聚焦显微成像单元;所述光学探测管道的近端设置有用于固定软光纤的固定部件,光学探头经软光纤与位于系统后端的所述定位单元相连。
可选的,所述光学探测管道的远端与所述废液吸引管道的远端相距第一距离;所述光学探测管道的近端与所述废液吸引管道的近端相距第二距离;所述第二距离大于所述第一距离。
可选的,所述废液吸引管道、所述气压调节管道和所述光学探测管道部分相通;所述废液吸引管道至所述部分相通位置的接口部位设置有橡胶套或抗逆流阀。
为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种病灶定位系统的数据处理方法,所述方法包括:通过发光单元发出激光,并通过转向单元将所述激光转向至待测组织;通过所述转向单元透射所述待测组织产生的荧光;通过分光单元将所述荧光分为两路信号,一路传输给荧光成像单元生成荧光图像,一路传输给共聚焦显微成像单元;通过荧光成像单元接收所述两路信号之一,生成荧光成像图像,根据所述荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据所述位置区域生成局部放大指示信号;通过共聚焦显微成像单元接收所述两路信号之另一,根据所述局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像,根据所述共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或所述待测组织中是否存在所述病灶的切除残留。
为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质用于存储程序,其中,所述程序执行上述中任意一项所述的病灶定位系统的数据处理方法。
为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种电子设备,包括一个或多个处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序,其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现上述中任意一项所述的病灶定位系统的数据处理方法。
本申请通过发光单元发射激光,转向单元转向激光至待测组织,并透射待测组织产生的荧光,分光单元使用反射镜组或者半反半透组件将荧光分为两路信号分别生成荧光成像图像和共聚焦显微成像图像,根据荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据位置区域生成局部放大指示信号,根据共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。达到了结合荧光成像和共聚焦成像,对待测组织进行精准定位,进而实现了提高待测组织定位的准确性,进而解决了相关技术中病灶定位准确率较低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例提供的一种病灶定位系统的示意图;
图2是根据本申请实施例提供的一种病灶定位系统的数据处理方法的流程图;
图3是根据本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本申请实施例提供的一种病灶定位系统的示意图,如图1所示,为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种病灶定位系统,包括发光单元11、转向单元12、分光单元13、荧光成像单元14、共聚焦显微成像单元15和定位单元16,
发光单元11,用于发射激光;转向单元12,与发光单元11相连,用于转向激光至待测组织,并透射待测组织产生的荧光;分光单元13,与转向单元12相连,使用反射镜组或者半反半透组件将荧光分为两路信号;荧光成像单元14,与分光单元13相连,用于接收两路信号之一,生成待测组织的荧光成像图像;共聚焦显微成像单元15,与分光单元13相连,用于接收两路信号之另一,并根据局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像;定位单元16,与荧光成像单元14和共聚焦显微成像单元15分别相连,用于根据荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据位置区域生成局部放大指示信号,以及根据共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。
上述病灶定位系统,通过发光单元发射激光,转向单元转向激光至待测组织,并透射待测组织产生的荧光,分光单元使用反射镜组或者半反半透组件将荧光分为两路信号分别生成荧光成像图像和共聚焦显微成像图像,根据荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据位置区域生成局部放大指示信号,根据共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。达到了结合荧光成像和共聚焦显微成像,对待测组织中的病灶部位进行精准定位,解决了相关技术中病灶定位准确率较低的问题。
上述发光单元可以为激光器,上述激光器用于发出激发光线,来激发待测组织中预先充入的含有荧光物质的组织液发出荧光。上述荧光物质可以为ICG,也即是吲哚菁绿,是一种感光染料。荧光物质还可以为荧光素钠,通过不同的荧光物质进行荧光成像,其目的都是为了在激发光线照射下,通过荧光物质显现出组织轮廓,进而实现对待测组织的形状和位置区域进行确定。
上述荧光成像单元可以为荧光内窥镜,荧光内窥镜也即是用来进行荧光成像的镜头,也可以是摄像头或者可视探头。用来在激光器发出激发光线后,通过采集荧光物质反射的荧光光线,来采集含有荧光物质的组织液的形态,也即是上述造影图像和/或白光图像,进而根据组织液的形态识别待测组织的形态和位置区域。
上述共聚焦显微成像单元可以为共聚焦显微镜头,可以针对待测组织中局部区域进行共聚焦显微成像,从而得到该局部区域较高精度的共聚焦显微成像图像。
相关技术中,通常只采用荧光成像镜头,采集待测组织产生的荧光时,也只需要一路。但是荧光成像镜头精度差,无法观察较为细致和精细的细节。本实施例中采用荧光成像单元和共聚焦显微成像单元,同时进行荧光成像和共聚焦显微成像,根据荧光成像技术的大视野优势来快速定位病灶所在位置区域,根据定位出的病灶所在位置区域生成局部放大指示信号,指示对所述病灶位置区域进行共聚焦显微成像,随后利用共聚焦显微成像技术的高分辨率显微成像优势,对所述病灶位置区域进行共聚焦显微成像,从而实现精确识别所述病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。
需要说明的是,对于荧光成像单元和共聚焦显微成像单元,可以采用分光单元,将转向单元透射的同一荧光信号分成两路信号,分别发送给荧光成像单元进行荧光成像和共聚焦显微成像单元进行共聚焦显微成像,从而确保检测对象的一致性。
上述系统还可以包括外部控制终端,外部控制终端可以与上述激光器,荧光内窥镜,以及共聚焦显微镜相连,用来控制上述激光器,荧光内窥镜,以及共聚焦显微镜的工作启停,或者接收荧光内窥镜,以及共聚焦显微镜采集的图像数据。
另一些实施例中,荧光内窥镜可以利用白光成像组件采集目标组织的白光图像。造影图像和白光图像可以一起采集,采集数据作为后续的判断依据,也可以单独采集,各自作为后续的判断依据。
在一实施例中,荧光成像单元和共聚焦显微成像单元可以通过ICG或荧光素钠成像。其中采用ICG时,光纤通过波长范围为:400nm–700nm;其中采用荧光素钠时,光纤通过波长范围为:700nm–950nm。
较佳地,还可以令荧光成像单元和共聚焦显微成像单元其中之一对ICG成像,其中另一对荧光素钠成像。由于此场景下,荧光成像单元的光线波长与共聚焦显微成像单元的光线波长不同,可以在荧光成像单元与分光单元设置一个第一滤光单元,允许第一波长的荧光通过;在共聚焦显微成像单元和分光单元设置一个第二滤光单元,允许第二波长的荧光通过。第一波长和第二波长不同,对应各自需要通过的波长范围。由于ICG和荧光素钠的代谢路径不同,在不同组织中敏感程度及表征特性不同,可以获得更为丰富的信息,在多种不同的手术场景下能够根据需要设置,有助于进一步提高检测准确度,提高手术成功率。
本发明此处实施例仅以ICG或荧光素钠为例说明,但并不限定于ICG或荧光素钠。
得到的荧光成像可以用来识别待测组织的形态,确定待测组织的位置区域,还可以识别待测组织在切除后的切缘,同时解决定位和切缘问题。
需要说明的是,荧光成像一般都是大视野成像,来确定待测组织与其他组织器官之间的位置关系,也可以确定待测组织的整体的外观形状。但是,大视野成像存在精度低的问题。
本实施例中荧光成像得到的白光图像和/或造影图像,为第一精度,第一精度也即是大视野成像的精度,通常在厘米级或毫米级,这通常只能满足宏观的观察需求,在进行待测组织的切除后,往往难以满足待测组织的切缘观察需求,切缘观察可以确定待测组织是否切除干净,精度较低的图像,难以观察清楚,若未切除干净,导致误以为切除干净,则会导致较高的复发率。
因此,本实施例在荧光成像的第一精度的白光图像和/或造影图像的基础上,确定出待测组织的所在的位置区域,在该位置区域中通过共聚焦显微成像,获取位置区域中组织的第二精度的共聚焦显微成像图像,进而根据共聚焦显微成像图像确定待测组织第二精度的轮廓和位置。
根据造影图像和/或白光图像确定目标组织中待测组织的轮廓和位置区域包括:将造影图像和/或白光图像输入第一识别模型,其中,第一识别模型为机器学习模型,由多组第一训练数据训练而成,每组第一训练数据包括输入的造影图像和/或白光图像以及输出的第一属性信息;以及,根据第一识别模型的输出,对目标组织进行图像识别,确定目标组织中待测组织的第一属性信息,其中,第一属性信息包括待测组织的轮廓和位置区域。
根据共聚焦图像确定待测组织的位置和边界包括:将共聚焦图像输入第二识别模型,其中,第二识别模型为机器学习模型,由多组第二训练数据训练而成,每组第二训练数据包括输入的共聚焦图像和输出的第二属待测组织的第二属性信息,其中,第二属性信息包括待测组织的详细位置和边界。以及,根据第二识别模型的输出,对待测组织进行图像识别,确定待测组织的位置和边界,和/或目标组织中是否存在待测组织的切除残留。其中,第二精度高于第一精度。
通过人工智能的方式,利用第一识别模型识别造影图像中的位置区域等第一属性信息,利用第二识别模型识别共聚焦图形中的第二属性信息,不仅准确率高,而且方便快捷,随着使用,准确率会更高。
共聚焦成像的精度比较高,也即是上述第二精度高于上述第一精度,共聚焦成像的精度可以达到微米级或纳米级。可以更为精准的分辨待测组织的切缘,以及在待测组织未切除干净时,提供更加精准的定位。
需要说明的是,上述外部控制终端可以与上述激光器,荧光内窥镜,以及共聚焦显微镜之间的连线需要通过一个吸引管进行导引,达到待测组织附近才能进行荧光成像和共聚焦成像。
可选的,还包括显示处理单元和显示器,其中:显示处理单元,与荧光成像单元和共聚焦显微成像单元分别相连,用于分别接收荧光成像图像和共聚焦显微成像图像,并按照设置的位置和/或显示比例控制显示器显示荧光成像图像和共聚焦显微成像图像。
显示处理单元可以为具有数据处理能力的处理器,控制器或者服务器,可以同时对荧光成像图像和共聚焦显微成像图像进行处理,在显示器上的预定位置按照预定显示比例进行显示。
可选的,显示处理单元,还与定位单元相连,根据定位单元识别结果控制显示器显示荧光成像图像和共聚焦显微成像图像进行标识。
显示处理单元还与定位单元相连,定位单元可以确定病灶的位置区域,还可以根据共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,还可以确定待测组织中是否存在病灶的切除残留。上述定位单元的识别结果,也可以为上述位置区域的坐标,位置和边界,是否存在切除残留等。
根据定位单元的识别结果,在显示器显示的荧光成像图像和共聚焦显微成像图像进行标识。包括对上述病灶的位置区域进行框选或者高亮标识。对病灶的位置和边界进行标记。在存在切除残留的情况下,对残留的病灶进行框选或者标识。
可选的,显示处理单元,还在按照设置的位置和/或显示比例控制显示器显示荧光成像图像和共聚焦显微成像图像时,适应性调整显示模式,包括:对菜单和历史信息部分显示或者不显示,以及对时间和控制按钮进行缩小和/或调整显示位置。
上述适应性调整模式包括了对显示菜单和历史信息部分进行显示或者不显示,菜单可以显示时间,尺寸,属性等信息,在正常的显示模式下,分区域显示荧光成像图和共聚焦显微成像图像,可以分别显示各自的显示菜单,在菜单显示的区域超过图像显示的一定比例的情况下,可以控制菜单自动缩小为一个空间,或者自动隐藏。
对于荧光成像图像和共聚焦显微成像图像的显示区域还可以根据控制按钮进行缩小或者调整位置。上述控制按钮可以为虚拟按钮的控制控件,还可以为真实的物理控制按钮。
可选的,系统还包括手持式吸引管结构和真空泵,手持式吸引管结构包括废液吸引管道、气压调节管道以及光学探测管道,其中:废液吸引管道和气压调节管道经一切换阀芯与真空泵相连;光学探测管道的远端直径设置为允许光学探头通过,光学探头集成有发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元和共聚焦显微成像单元;光学探测管道的近端设置有用于固定软光纤的固定部件,光学探头经软光纤与位于系统后端的定位单元相连。
本发明实施例光学探头集成有荧光成像功能和共聚焦显微成像功能,操作者通过移动上述手持式吸引管结构,利用光学探测管道支撑将所述探头移动至待测组织处,向待测组织发射激光,以激发目标组织产生荧光,所述荧光被分光为两路,一路荧光给所述光学探头中的荧光成像单元进行荧光成像,生成荧光成像图像,利用荧光图像大视野优势定位病灶位置,另一路荧光给所述光学探头中的共聚焦显微成像单元,由共聚焦显微成像单元针对定位出的病灶位置进一步进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像,利用共聚焦显微成像的高分辨率显微成像优势,病灶位置进行大倍数高清成像,从而实现精确识别所述病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。
在另一实施例中,光学探头功能也可以是由独立的荧光内窥镜、激光器、共聚焦显微镜来实现,具体如下:
可以通过荧光内窥镜采集目标组织第一精度的造影图像和/或通过白光成像组件采集目标组织第一精度的白光图像。具体可以通过移动上述手持式吸引管结构,利用光学探测管道将激光器置于待测组织一侧,向待测组织发射激光,以激发目标组织产生荧光,其中,激光器的线路设置在吸引管内部,激光器设置在吸引管的近端端部;通过移动吸引管,将荧光内窥镜置于待测组织一侧,采集造影图像,其中,荧光内窥镜的线路设置在吸引管内部,荧光内窥镜设置在吸引管的近端端部。所述激光器,荧光内窥镜,都设置在吸引管的近端端部,也即是靠近待测组织一端的端部,吸引管的远端在体外,可以由人员手持操作,也可以由手术机器人进行操作,从吸引管引出的激光器与荧光内窥镜的连接线都与上述外部控制终端相连。在使用时通过移动吸引管,将激光器和荧光内窥镜置于待测组织一方,打开激光器,使得荧光物质激发,并控制荧光内窥镜配合采集白光图像和/或造影图像。
上述待测组织的一侧,可以为待测组织的上侧,下侧,前侧,后侧,左侧,右侧,主要是靠近待测组织使得待测组织处于有效的成像范围内,对待测组织进行有效成像。
在位置区域中通过共聚焦显微镜获取所述待测组织位置区域第二精度的共聚焦图像包括:通过移动吸引管,将共聚焦显微镜置于待测组织的位置区域,采集共聚焦图像,其中,共聚焦显微镜的线路设置在吸引管内部,共聚焦显微镜设置在吸引管的近端端部,与荧光内窥镜互相独立。
上述共聚焦显微镜也设置在吸引管的近端端部,也即是靠近待测组织一端的端部,吸引管的远端在体外,可以由人员手持操作,也可以由手术机器人进行操作,其吸引管引出的激光器于荧光内窥镜的连接线都于上述外部控制终端相连。
在使用时通过移动吸引管,将共聚焦显微镜置于待测组织一侧,打开共聚焦显微镜采集白光图像和/或造影图像。
在待测组织位置区域存在废液,影响共聚焦显微镜采集共聚焦图像的情况下,通过移动吸引管,利用上述吸引管上的废液吸引管道,吸引废液,其中,吸引管的近端端部还设置有废液吸引管道的入口。
上述吸引管保留其本身的废液吸引功能,在待测组织受刺激,或者待测组织进行切割,采样等操作后,待测组织附近可能会产生影响观察的组织废液,此时就需要利用吸引泵通过吸引管的废液吸引管道将组织废液吸引干净,以保证成像的准确性和有效性,进一步提高了成像的准确率。
上述气压调节管道用于在检测到待测组织位置区域的压力超出预设压力范围的情况下,通过气压调节管道上的气孔,进行排气或吸气,以调整压力处于预设压力范围之内。
上述吸引管上还可以设置有传感器,以及调压气孔,来检测组织内部的压力,并通过调压气孔进行压力调节。
上述废液吸引管道、气压调节管道以及光学探测管道分别为独立通道,独立工作互不干扰。
可选的,光学探测管道的远端与废液吸引管道的远端相距第一距离;光学探测管道的近端与废液吸引管道的近端相距第二距离;第二距离大于第一距离。一方面便于握持,另一方面有足够空间方便操作者操作光学探头或者废液吸引。
为了避免废液吸引管道在工作时,引起废液喷溅,导致污染光学探测管道道口,进而导致无法有效采集图像的问题。可选的,废液吸引管道、气压调节管道和光学探测管道部分相通;废液吸引管道至部分相通位置的接口部位设置有橡胶套或抗逆流阀。
为了节省空间,缩小吸引管尺寸,也可以将废液吸引管道、气压调节管道和光学探测管道部分相通,废液吸引管道的废液吸引口至部分相通位置的接口部位设置有橡胶套或抗逆流阀,来避免废液吸引管到的废液流入共用管道部分,进而导致影响气压调节管道或者光学探测管道的元器件及其工作运行。
下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明,图2是根据本申请实施例提供的一种病灶定位系统的数据处理方法的流程图,如图2所示,该方法包括如下步骤:
步骤S201,通过发光单元发出激光,并通过转向单元将激光转向至待测组织;
步骤S202,通过转向单元透射待测组织产生的荧光;
步骤S203,通过分光单元将荧光分为两路信号,一路传输给荧光成像单元生成荧光图像,一路传输给共聚焦显微成像单元;
步骤S204,通过荧光成像单元接收所述两路信号之一,生成荧光成像图像,根据所述荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据所述位置区域生成局部放大指示信号;
步骤S205,通过共聚焦显微成像单元接收所述两路信号之另一,根据所述局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像,根据所述共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或所述待测组织中是否存在所述病灶的切除残留。
上述步骤通过发光单元发射激光,转向单元转向激光至待测组织,并透射待测组织产生的荧光,分光单元使用反射镜组或者半反半透组件将荧光分为两路信号分别生成荧光成像图像和共聚焦显微成像图像,利用荧光成像大视野优势定位病灶所在位置区域,并根据位置区域生成局部放大指示信号,指示对所述位置区域进行共聚焦显微成像,利用共聚焦显微成像的高分辨率高精度优势进一步精确识别病灶的位置和边界,和/或待测组织中是否存在病灶的切除残留。达到了结合荧光成像技术和共聚焦显微成像技术,对待测组织进行精准定位,进而实现了提高待测组织定位的准确性,进而解决了相关技术中病灶定位准确率较低的问题。
上述步骤的执行主体可以为外部控制终端,该外部控制终端可以包括处理器、计算器或控制器等数据处理设备进行数据处理,来执行上述步骤中的数据处理操作,例如步骤S201-步骤S205。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
需要说明的是,本申请还提供了一种可选的实施方式,下面对该实施方式进行详细说明。
本实施方式还提供了一种待测组织定位系统,综合荧光成像系统和共聚焦系统,兼容吸引管并形成易于操作的支撑结构,以此实现实时定位、活检操作、切缘判断,从而辅助指导开放性手术。
a)镜头结合:为了操作更加简便,可以设计一个特殊的探头,具体包括以下结构:
一个成像探头负责进行ICG大视野成像;一个成像探头负责进行显微成像;视野>2um,分辨力不低于200nm;合并吸引管,兼容吸引器;可以通过ICG和/或荧光素钠成像;其中采用ICG时,光纤通光波长范围为:400nm–700nm;其中采用荧光素钠时,光纤通光波长范围为:700nm–950nm;可选的组合为:两个探头可以均针对ICG进行成像;两个探头也可以均针对荧光素钠进行成像;还可以是一个探头对ICG进行成像,另一个探头对荧光素钠进行成像。
b)吸引管、吸引器结合:开放式手术的情况下:问题在于难以进行肿瘤的准确定位,切除后难以确认是否完全切除。方案可以是通过荧光内窥镜进行肿瘤整体定位,通过共聚焦显微内窥镜进行肿瘤实时活检和切缘判断;操作时通过ICG和/或荧光素钠进行造影增强;手术前后或手术中需要活检,特别是肿瘤手术,大多需要在术中就进行活检确认,指导手术切除;常规情况下,上述术中活检大多通过冷冻电镜进行,需要数十分钟甚至数小时,影响手术效率和病人健康。
为了解决上述问题,将共聚焦显微成像系统引入手术应用;应用场景为2种:一种是在体情况,即可进行实时活检;另一种是离体情况,取出后进行实时活检。
上述第一种情况,除了进行诊断、切除位置确认,还可以进行切缘判断:即恶变部位是否切除干净;
上述第二种情况,主要是进行诊断,判断切下来的组织的特性,例如是否含有恶变细胞或组织;
对于上述第一种情况:为了使操作自由、方便,共聚焦显微成像通过软光纤配合显微物镜操作;手术过程中,主要操作的大夫主要一手持吸引管,一手持手术刀,一边进行操作,一边进行血水清理或冲洗用的生理盐水的清理;因此,很难进行术中的显微成像操作;
为了解决上述问题,本实施方式设计一个特殊的吸引管装置;上述吸引管装置可兼容传统的吸引管系统;保留传统的废液吸引功能和气压调控(通过气孔)功能;另附一个并行的管道系统,和废液吸引的吸引管远端平行,近端和废液吸引管有距离(>5mm),避免影响气压调控气孔的操作,并且便于手持;上述管道系统可以支持共聚焦显微成像系统的远端探头通过,直径大于远端探头直径;上述管道系统的近端包含固定装置,可以固定住软光纤,避免其在操作过程中发生移动;上述管道系统还可以通过三通管结构和废液吸引管相通,此时接口部位需设置橡胶套或抗逆流阀,防止废液进入上述管道系统。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现所述病灶定位系统的数据处理方法。
本发明实施例提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行所述病灶定位系统的数据处理方法。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来解决了相关技术中非电容屏原配的电容笔在使用时,用户无法确定是否适配的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
图3是根据本申请实施例提供的一种电子设备的示意图,如图3所示,本申请实施例提供了一种电子设备30,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现上述病灶定位系统的数据处理方法的步骤:
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在病灶定位系统的数据处理设备上执行时,适于执行初始化有上述任一方法步骤的程序。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程病灶定位系统的数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程病灶定位系统的数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程病灶定位系统的数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程病灶定位系统的数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种病灶定位系统,其特征在于,包括发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元、共聚焦显微成像单元和定位单元,其中:
所述发光单元,用于发射激光;
所述转向单元,与所述发光单元相连,用于转向所述激光至待测组织,并透射所述待测组织产生的荧光;
所述分光单元,与所述转向单元相连,使用反射镜组或者半反半透组件将所述荧光分为两路信号;
所述荧光成像单元,与所述分光单元相连,用于接收所述两路信号之一,生成待测组织的荧光成像图像;
所述共聚焦显微成像单元,与所述分光单元相连,用于接收所述两路信号之另一,并根据局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像;
所述定位单元,与所述荧光成像单元和所述共聚焦显微成像单元分别相连,用于根据所述荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据所述位置区域生成所述局部放大指示信号,以及根据所述共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或所述待测组织中是否存在所述病灶的切除残留。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括第一滤光单元和第二滤光单元,其中:
所述第一滤光单元设置在所述分光单元和所述荧光成像单元之间,允许第一波长的荧光通过;
所述第二滤光单元设置在所述分光单元和所述共聚焦显微成像单元之间,允许第二波长的荧光通过;
所述第一波长和所述第二波长不同。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括显示处理单元和显示器,其中:
所述显示处理单元,与所述荧光成像单元和所述共聚焦显微成像单元分别相连,用于分别接收所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像,并按照设置的位置和/或显示比例控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于:
所述显示处理单元,还与所述定位单元相连,根据定位单元识别结果控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像并进行标识。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于:
所述显示处理单元,还在按照设置的位置和/或显示比例控制所述显示器显示所述荧光成像图像和所述共聚焦显微成像图像时,适应性调整显示模式,包括:
对菜单和历史信息部分显示或者不显示,以及对时间和控制按钮进行缩小和/或调整显示位置。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括手持式吸引管结构和真空泵,所述手持式吸引管结构包括废液吸引管道、气压调节管道以及光学探测管道,其中:
所述废液吸引管道和所述气压调节管道经一切换阀芯与所述真空泵相连;
所述光学探测管道的远端直径设置为允许光学探头通过,所述光学探头集成有发光单元、转向单元、分光单元、荧光成像单元和共聚焦显微成像单元;
所述光学探测管道的近端设置有用于固定软光纤的固定部件,光学探头经软光纤与位于系统后端的所述定位单元相连。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:
所述光学探测管道的远端与所述废液吸引管道的远端相距第一距离;
所述光学探测管道的近端与所述废液吸引管道的近端相距第二距离;
所述第二距离大于所述第一距离。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:
所述废液吸引管道、所述气压调节管道和所述光学探测管道部分相通;
所述废液吸引管道至所述部分相通位置的接口部位设置有橡胶套或抗逆流阀。
9.一种病灶定位系统的数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:
通过发光单元发出激光,并通过转向单元将所述激光转向至待测组织;
通过所述转向单元透射所述待测组织产生的荧光;
通过分光单元将所述荧光分为两路信号,一路传输给荧光成像单元,一路传输给共聚焦显微成像单元;
通过荧光成像单元接收所述两路信号之一,生成荧光成像图像,根据所述荧光成像图像定位病灶所在位置区域,根据所述位置区域生成局部放大指示信号;
通过共聚焦显微成像单元接收所述两路信号之另一,根据所述局部放大指示信号在对应的待测组织局部位置进行共聚焦显微成像,生成共聚焦显微成像图像,根据所述共聚焦显微成像图像识别病灶的位置和边界,和/或所述待测组织中是否存在所述病灶的切除残留。
10.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序,其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现权利要求9所述的病灶定位系统的数据处理方法。
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