CN203915087U - 一种乳腺癌显像投射导航系统 - Google Patents
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Abstract
一种乳腺癌显像投射导航系统，包括：主机箱、系统开光按钮、摄像头、近红外激发光源阵列、长通滤光片、金属软管和底座；所述主机箱内安装有内置安卓系统的微处理器和微型投影模块及锂电池；所述微型投影模块内置于主机箱中，微型投影模块的投影窗口置于主机箱的底端，微型投影模块投影的方向固定且和摄像头的光轴平行；所述的锂电池和微处理器连接，可以在没有电源输入的情况下给系统供电；所述的系统开光按钮可以打开和关闭系统；微处理器和摄像头连接；所述摄像头安装在主机箱的底端；长通滤光片安装在摄像头前；所述金属软管连接于底座和主机箱之间。本实用新型结构紧凑，操作方便，可用于临床手术中，具有良好的实用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种乳腺癌显像投射导航系统，属于医疗影像，医疗器械技术领域。
背景技术
目前，早期乳腺肿瘤需要采用BSC，即Breast-conserving surgery方法进行治疗，但是在乳腺肿瘤的检测和定位技术上，还缺少有效的仪器。现有的医用导航系统通过摄像头拍摄所需医学影像，经过处理后显示在屏幕上，或者通过头戴显示系统实时地显示在医生眼前，以提供给医生相应信息。这种方法虽然能够将所需的信息呈现在显示屏幕上，但是医生看到的却是虚拟的影像，会受到算法和网络通信速度的影响，而且不能在病变部位实时地叠加所需医疗影像信息，会有病灶图像不清晰，移动时有明显的图像滞后等缺点。使得医生在处理病灶的过程中，无法精准地操作，还需要不停地转换视角以获取影像提供的信息，给医生带来极大的不便。
实用新型内容
本实用新型技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种乳腺癌显像投影系统，可以将高光谱相机拍摄的肿瘤影像进行配准后投射到相应病变部位，实时准确地显示病变部位的位置和大小，使得医生在手术切除过程中，可以实时地观测到肿瘤的位置和边界，方便医生进行切除操作。
本实用新型技术解决方案：一种乳腺癌显像投射导航系统，其特征在于包括主机箱，系统开关按钮，摄像头，近红外激发光源阵列，长通滤光片，金属软管，底座。所述的主机箱内安装有微处理器和锂电池。微处理器中内置安卓系统，并且可以和摄像头连接，可存储图像并进行处理。微型投影模块内置于主机箱中，其投影窗口置于主机箱的底端，为保证投影的效果，其投影的方向应固定且和摄像头的光轴平行。所述的摄像头为CCD或者CMOS摄像头，安装在机箱的底端，配合安装在镜头前的800nm长通滤光片，长通滤光片可以滤除背景杂光，从而确保获得清晰地肿瘤组织形状和位置图像。所述的近红外光源阵列由多颗近红外LED组成，环状均与安置在摄像头的边缘，发出的波长为785nm，用于照射摄像头下方的癌变乳腺组织，激发其产生近红外荧光。所述的金属软管用于连接底座和主机箱，保证摄像头和微型投影模块的投影窗口的高度和角度可以调节。摄像头拍摄到荧光图像后，进行平移和缩放后，能和实际的肿瘤位置很好地融合。所述的显像过程由向组织中注射吲哚箐绿ICG实现。ICG作为显影剂也广泛用于先前的导航仪器中，其主要原理为，在生物组织中注入ICG，外部用785nm的激光照射激发，可以拍摄高光谱图像的荧光摄像头便可以捕获组织中含有ICG的组织图像，称之为荧光影像。摄像头前可以配合一个800nm的长通滤光片，可以拍摄到近红外光所成的影像。从而对组织中有一定深度的肿瘤块进行检测。微型投影模块将摄像头拍摄到的并经过微处理器处理过的近红外影像投影到手术操作平面上，可以和实际肉眼无法看到的肿瘤位置及形状有效地配准，实时地指导医生进行切除手术。摄像头通过USB数据线可以直接将图像传输至微处理器中进行处理，利用微型投影模块将处理过的荧光影像投射到组织上，通过大小和位置匹配算法，可以将荧光影像调整至实际大小，并且和实际所在位置重合，从而可以达到增强现实的效果，使得医生在操作过程中能更加真实地对肿瘤组织进行定位和切除。
本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果在于：
(1)利用微型投影模块的导航系统较之前的显示式或头戴式的导航系统能更直接将图像投射到组织上，无需佩戴显示系统或者通过显示屏幕观察，能更直接地显示病变组织的位置和大小，避免了图像模糊，和图像延迟的问题。
(2)采用LED阵列作为光源的近红外激发光源阵列，其覆盖面更广，更均匀，使得光源能够覆盖全部癌症组织，从而得到更加清晰和准确的癌症组织轮廓，避免了因光源不均且照射范围小导致的肿瘤组织边界不清晰，无法获得肿瘤组织外形全貌的问题。
(3)各个模块和部件集成在一个便携式的主机箱内部或者周围，用金属软管支撑连接，可以自由调节投影的高度和角度，方便了操作者进行操作，解决了乳腺癌手术中由于组织结构不平坦造成投影倾斜问题。
附图说明
图1是实用新型的结构示意图。
图1中，1是主机箱，2是系统开关按钮，3是摄像头，4是近红外激发光源阵列，5是长通滤光片，6是金属软管，7是底座。
图2是实用新型的主机箱内部结构示意图。
图2中，11是微型投影模块，12微处理器上的插槽，13微处理器，14是锂电池，15是连接导线。
具体实施方式
如图1所示，在一个实施例中，投射导航系统包括：主机箱1，系统开关按钮2，摄像头3，近红外激发光源阵列4，长通滤光片5，金属软管6，底座7。
参照附图1，主机箱1的侧面有系统开关按钮2，主机箱1下侧的摄像头3通过USB数据线和主机箱1进行图像传输，在一些实施例中，摄像头3采集的图像传输至主机箱中的微处理器中进行处理后并投射出来。摄像头3周围配合安装有一个近红外激发光源阵列4，呈现环状分布在摄像头周围，可以提供785nm的激发光，激发光照射到含有ICG的组织中会激发产生荧光。摄像头3的镜头前安装有一个长通滤光片5，其截止波长为800nm，可以通过的光波长大于800nm的光通过，从而滤掉环境杂光，获取完整清晰的荧光图。主机箱1和金属软管6连接。金属软管安装在铸铁的底座7上。底座7上有四个通孔，便于二次安装。
参照附图2，主机箱1中内置微型投影模块11，同时内置微处理器13和锂电池14。其中微处理器中内置安卓系统；微型投影模块11采用的是数字光处理DLP投影技术，其投影亮度为260lm，最高分辨率可达1920*1080，可以投影的距离在0-3m。微型投影模块11通过微处理器上的插槽12和微处理器13相连，微型投影模块有一个投影窗口。锂电池14和微处理器13利用连接导线15相连接，在系统利用直流电源供电时，锂电池14可以蓄电，在系统没有外接电源时，锂电池14可以为系统供电。
本实用新型的工作方式：病人横躺在手术台上，可以将投影系统固定在手术台上或者其他固定平台上。将微型投影模块的投影窗口对准病灶处，打开系统开关按钮2，调节仪器高度使得近红外激发光源阵列5能够照射到组织上，激发产生的荧光通过长通滤光片5后进入到摄像头3的感光部分后可以被捕捉到并成像后传输至微处理器13中。经过对图像进行一定的仿射变换后，将获取的荧光图像准确地投射到组织上，能和实际的肿瘤块的位置匹配。
在一些实施过程中，图中金属软管6采用鹅颈管，可以方便调节摄像头3和微型投影模块的投影窗口及近红外激发光源阵列5到肿瘤组织的距离。
在一些实施过程中，金属软管6两端有外螺纹，底座7上和主机箱1的后面也有螺纹孔。由此，金属软管6便于连接在底座7和主机箱1上。
在一些实施过程中，主机箱1中内置锂电池14，可以给系统供电，由此，当电池有电时，可以直接使用设备而无需充电。
在一些实施例中，主机箱1上有充电接口，由此，当内置电池电量不够时，可以利用充电接口进行充电并使用。
本实用新型的关键技术：主机箱1中配合安装有微处理器，并且集成了数字光处理芯片DLP微型投影模块11。摄像头3安装在主机箱1下端，并且保证光轴和微型投影模块11的光轴平行。摄像头3前方配合安装了近红外激发光源阵列4和长通滤光片5，长通滤光片5。近红外激发光源阵列4为多颗LED并呈环状分布在摄像头3周围。近红外激发光源阵列4发出785nm的光照射到组织上，激发出近红外荧光。摄像头3用于获取荧光图像，微处理器13用于存储并处理图像。其照射高度和角度均可以调整，以尽量保证投影平面和组织平面平行。图像的仿射变换确保了图像能够和实际的大小和位置相符，提高手术的切除准确性和完全性，不仅可以迅速地找到肿瘤块，而且可以防止二次复发等现象，提高手术的效率。
本实用新型采用了新的影像成像方式对癌症组织进行显影，即实时投影的方式将图像直接投射到癌变组织上，相比于现有的屏幕显示方式，可以更加直观地观测到肿瘤组织的荧光影像，而且具有更好的动态性能。其次，其结构紧凑，操作方便，可用于临床手术中，具有良好的实用前景。
本实用新型采用了新的影像成像方式对癌症组织进行显影，即实时投影的方式将图像直接投射到癌变组织上，相比于现有的屏幕显示方式，可以更加直观地观测到肿瘤组织的荧光影像，而且具有更好的动态性能。其次，其结构紧凑，操作方便，可用于临床手术中，具有良好的实用前景。
Claims (4)
1.一种乳腺癌显像投射导航系统，其特征在于包括：主机箱、系统开光按钮，摄像头、近红外激发光源阵列、长通滤光片、金属软管和底座；所述主机箱中包含微型投影模块，内置安卓系统的微处理器和锂电池；所述微型投影模块内置于主机箱中，微型投影模块的投影窗口置于主机箱的底端，微型投影模块投影的方向固定且和摄像头的光轴平行；所述的锂电池和微处理器连接，可以在没有电源输入的情况下给系统供电；所述的系统开关按钮可以打开和关闭系统；所述摄像头安装在主机箱的底端；微处理器和摄像头连接；长通滤光片安装在摄像头前；所述金属软管连接于底座和主机箱之间。
2.根据权利要求1所述的乳腺癌显像投射导航系统，其特征在于：所述摄像头为CCD或者CMOS摄像头。
3.根据权利要求1所述的乳腺癌显像投射导航系统，其特征在于：所述近红外光源阵列由多颗近红外LED组成，多颗近红外LED环状均匀安置在摄像头的边缘，发出的波长为785nm。
4.根据权利要求1所述的乳腺癌显像投射导航系统，其特征在于：所述长通滤光片为800nm的长通滤光片。
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| CN116549111A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-08-08 | 中国人民解放军总医院第七医学中心 | 一种发育性髋关节脱位骨盆截骨手术的全息影像技术装置 |
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2014
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