JP6778807B2 - 臨床画像上に強調された画像化データを表示するための方法および装置 - Google Patents
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Description
(項目1)
低侵襲手術システムのための方法であって、
該方法は、
患者内の手術部位から可視電磁(EM)スペクトルで捕捉された組織の可視色画像を、彩度を減じた画像へと不飽和化することと、
色を強調した画像を形成するために、該可視電磁(EM)スペクトル外の該手術部位から捕捉されたデータを表す強調画像を可視色で着色することと
表示デバイス上での表示のための該手術部位の混合画像を形成するように、該色を強調した画像および該彩度を減じた画像を一緒に組み合わせることと
を含む、方法。
(項目2)
前記可視電磁(EM)スペクトル外の電磁放射線によって励起され得るバイオマーカを前記患者内に導入することと、
該患者内の手術部位を、該可視電磁(EM)スペクトル内の可視光で照射することと、
該可視光に応答して、該患者内の手術部位の可視色画像を捕捉することと、
該患者内への該バイオマーカの導入に応答して、該手術部位からデータを捕捉することと
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
データを捕捉することの前に、前記バイオマーカを励起するために、前記患者内の手術部位を前記可視電磁(EM)スペクトル外の電磁放射線に曝露することをさらに含み、
該データが、該バイオマーカの励起にさらに応答して、該手術部位から捕捉される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記患者内に導入される前記バイオマーカが、インドシアニングリーンであり、
前記可視電磁(EM)スペクトル外の前記電磁放射線が近赤外線(NIR)であることにより、該インドシアニングリーンを励起して、蛍光を発し、電磁放射線を放出する、項目3に記載の方法。
(項目5)
組み合わせことの前に、前記色を強調した画像と前記彩度を減じた画像との間の第1の相対輝度を設定することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記相対輝度が所定のレベルであり、
前記可視色画像の不飽和化が、所定のレベルの不飽和化である、項目4に記載の方法。
(項目7)
前記色を強調した画像と前記彩度を減じた画像との間の相対輝度の設定を、前記混合画像内の情報内容を変化させるために、第2の相対輝度まで変化させることをさらに含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記彩度を減じた画像内の情報内容を変化させるために、前記不飽和化のレベルを、前記手術部位の可視色画像を不飽和化するように変化させることをさらに含む、項目6に記載の方法。
(項目9)
前記手術部位の前記可視色画像が、全ての色を除去するように完全に不飽和化され、該不飽和化された画像が白黒画像である、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記強調画像が、近赤外線(NIR)蛍光画像、可視光蛍光画像、または空間的変動を伴う臨床情報を含む前記手術部位のスペクトル特性のラスター走査のうちの1つである、項目1に記載の方法。
(項目11)
前記強調画像が、測定可能な組織パラメータの点測定から形成される、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記測定可能な組織パラメータが、組織インピーダンス、癌細胞の点検出、または所定の細胞型の点検出である、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記色を強調した画像と前記不飽和化された画像とを組み合わせることが、該色を強調した画像と該不飽和化された画像との時間的位置合わせおよび空間的位置合わせを含む、項目1に記載の方法。
(項目14)
表示デバイスを含む装置であって、
該表示デバイスは、
体腔から、該可視電磁(EM)スペクトル内で捕捉される組織の不飽和化された画像と、
該不飽和化された画像と組み合わされた第1の色を強調した画像であって、該第1の色を強調した画像は、該可視電磁スペクトル外の該体腔から捕捉された第1のデータを表す、第1の色を強調した画像と
を表示し、
該不飽和化された画像と該第1の色を強調した画像との間の相対輝度が、改良された情報内容を提供するように、該可視電磁(EM)スペクトル内で捕捉された該組織に対して該第1のデータを強調するように設定される、装置。
(項目15)
前記表示デバイスが、
前記第1の色を強調した画像および前記不飽和化された画像と組み合わされた第2の色を強調した画像をさらに表示し、該第2の色を強調した画像は、前記可視電磁スペクトル外の前記体腔から捕捉された第2のデータを表し、該第2の色を強調した画像は、該第1の色を強調した画像と異なる色を有し、
該不飽和化された画像と該第2の色を強調した画像との間の相対輝度が、該可視電磁(EM)スペクトル内で捕捉された組織よりも該第2のデータを強調するように設定される、項目14に記載の装置。
(項目16)
前記表示デバイス上に表示される、前記不飽和化された画像と前記第1の色を強調した画像との間の相対輝度を調整するユーザが選択可能なデバイスを含むユーザインターフェースをさらに含む、項目14に記載の装置。
(項目17)
前記表示デバイス上に表示された前記不飽和化された画像の輝度を調整する第1のユーザが選択可能なデバイスと、該表示デバイス上に表示された第2の疑似色画像の輝度を調整する第2のユーザが選択可能なデバイスとを含むユーザインターフェースをさらに備えている、項目14に記載の装置。
(項目18)
前記組織の不飽和化された画像が、前記可視電磁スペクトル内の波長の範囲に敏感なセンサで捕捉され、
前記第1の色を強調した画像によって表されるデータが、該可視電磁スペクトル外の波長の範囲に敏感なセンサで捕捉される、項目14に記載の装置。
(項目19)
前記不飽和化された画像の一部分が、前記体腔内の手術道具の不飽和化された画像を含む、項目14に記載の装置。
(項目20)
前記第1の色を強調した画像によって表されるデータが、組織内へ導入されるバイオマーカに応答して捕捉される、項目14に記載の装置。
(項目21)
前記バイオマーカがインドシアニングリーン(ICG)である、項目20に記載の装置。
(項目22)
前記第1の色を強調した画像によって表されるデータが、表面組織下の骨組織のX線で捕捉される、項目14に記載の装置。
(項目23)
機械によって実行されると該機械に動作を実行させる命令を記憶した機械読み取り可能媒体であって、該動作は、
不飽和化された画像を形成するために、患者内の可視電磁(EM)スペクトル内の手術部位内の組織の捕捉された色画像において色を低減することと、
色を強調した画像において可視である該手術部位内で捕捉された非可視特徴的な組織特徴を形成することと、
該色を強調した画像と該不飽和化された画像とを一緒に組み合わせて、少なくとも1つの表示デバイス上の表示のための組み合わせ画像を形成することと
を含む、機械読み取り可能媒体。
(項目23)
前記手術部位の非可視特徴的な組織特徴が、前記可視電磁(EM)スペクトル外で捕捉される、項目22に記載の機械読み取り可能媒体。
(項目24)
前記手術部位の非可視特徴的な組織特徴が、疑似色によって、不飽和化された画像内に捕捉された前記組織の上で可視化される、項目22に記載の機械読み取り可能媒体。
(項目25)
可視光で照明された手術部位の可視色画像を取得することと、
該手術部位の可視色画像を、可視濃淡画像へと不飽和化することと、
該手術部位内の蛍光を発する組織の蛍光画像を取得することであって、該蛍光を発する組織が可視色で現れる、ことと、
該可視蛍光画像と該可視濃淡画像との組み合わせを含む表示可能な画像を生成することと
を含む、方法。
(項目26)
前記不飽和化することが、
前記可視濃淡画像を形成するために、前記可視色画像から全ての色を実質的に除去することを含む、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記蛍光画像の取得が、
前記手術部位を、前記可視電磁スペクトル外の電磁放射線に曝露することを含む、項目25に記載の方法。
(項目28)
前記蛍光画像内の蛍光を発する組織を前記可視色で着色することをさらに含む、項目25に記載の方法。
(項目29)
表示デバイス上に前記表示可能な画像を表示することと、
前記可視濃淡画像および前記蛍光画像のうちの1つまたは両方の輝度のレベルを調整することと
をさらに含む、項目25に記載の方法。
(項目30)
表示デバイス上に前記表示可能な画像を表示することと、
前記可視色画像の不飽和化のレベルを調整することと
をさらに含む、項目25に記載の方法。
本発明の実施形態は、以下の特許請求の範囲によって要約される。
この詳細な説明は、本発明の実例である代表的な実施について述べており、したがって説明的であり限定的でない。本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。図中において、本発明の実施形態をより鮮明に示すために、幾つかの要素は省略されている。
本発明の実施形態は、組織の反射白色光画像と、別々にまたは同時に取得された同じ手術部位内の組織の強調された画像との、同時表示の臨床的有用性を改良することを目的とする。該組織の強調された画像は、近赤外線(NIR)蛍光、可視光蛍光、マルチスペクトル画像、蛍光寿命測定、または空間的変動を伴う臨床情報を含む非可視光特性のラスター走査等の、しかしそれらに限定されない、技術によって捕捉され得る。加えて、該強調された画像は、組織インピーダンス、癌の点検出、または該臨床白色光画像上の特定の細胞型といった測定可能な組織パラメータの異なる型の点測定を重ね合わせることによって構築された画像であり得る。
次に図1を参照すると、低侵襲手術に対する画像化システム100のブロック図が示されている。画像化システム100は、内視鏡カメラ101、視覚制御カート(vision control cart)102、および図示されるよう一緒に結合された外科医療用操作コンソール(surgeon console)104を含む。
次に図2を参照すると、本発明の実施形態の態様の絵図が示されている。内視鏡101は、手術部位210内へと可視光(VL)および非可視電磁放射線(NVE)を送り、放射するために、1つ以上の光ファイバー201A〜201Bを含むことができる。内視鏡101は、例えばカメラといった、可視スペクトルの電磁放射線を捕捉するためのセンサ202Aを含むことができる。センサ202Aは、可視立体色画像を捕捉するために立体カラーカメラであることができる。内視鏡101はさらに、非可視スペクトルの電磁放射線、または通常は肉眼では視認できない他の型の情報(例、超音波)を捕捉するために、別のセンサ202Bを含んでもよい。例えば、センサ202Bは、手術部位のNIR強調画像を捕捉するための近赤外線(NIR)検出器であることができる。代替的に、内視鏡101は、患者の体外の外部センサ/カメラへと可視光および非可視スペクトルデータを送り返すための電線管であり得る。
次に図3を参照すると、フローチャートは強調表示方式における画像化方法の要素を示す。異なる型の捕捉された強調画像で、図3に示された1つ以上の要素は、画像化方法の実行において任意である。処理は、処理ブロック300から開始し処理ブロック302へ進む。
前述のように、ソフトウェアおよび/または物理的なユーザインターフェースは、彩度を減じた画像と色を強調した画像とを一緒に組み合わせ表示するための強調表示方式を支持するために、使用され得る。
本開示された方法は、ユーザが手術道具と組織との不慮の接触を避けることができるように、該白色光画像の十分な臨床的詳細を提供し、該強調画像化情報を該白色画像内の詳細から区別することを容易にする方法で、該強調画像内で得られる情報の詳細を提供し、外科医が解剖学的構造において迷うことを防ぐために十分なランドマークを提供する。
Claims (12)
- 画像プロセッサ[114]を備えている画像化システム[100]であって、
前記画像プロセッサ[114]は、
プログラム命令を記憶しているメモリ[122]と、
プロセッサ[120]と
を備え、
前記プロセッサ[120]は、前記プログラム命令を実行することにより、
画像化デバイスによって捕捉された可視色画像[212]から、低減された色画像[212’]を提供することと、
第1の捕捉されたデータ[213]を表す第1の画像を第1の可視色で着色することにより第1の強調色画像[213’]を形成することであって、前記低減された色画像は、彩度が低減された画像である、ことと、
前記低減された色画像と前記第1の強調色画像とを表示デバイスに提供することと
を実行するように構成され、
前記表示デバイスは、前記低減された色画像と前記第1の強調色画像との組み合わせを表示するように構成される、画像化システム。 - 前記プロセッサは、
第2の捕捉されたデータを表す第2の画像を第2の可視色で着色することにより第2の強調色画像を形成することであって、前記第1の捕捉されたデータは、前記第2の捕捉されたデータとは異なり、前記第1の可視色は、前記第2の可視色とは異なる、ことと、
前記第2の強調色画像を前記表示デバイスに提供することと
を実行するようにさらに構成され、
前記表示デバイスは、前記低減された色画像と前記第1の強調色画像と前記第2の強調色画像との組み合わせを表示するようにさらに構成される、請求項1に記載の画像化システム。 - 外科医療用操作コンソールをさらに備え、
前記外科医療用操作コンソールは、前記表示デバイス上に表示される前記低減された色画像と前記第1の強調色画像との間の相対輝度を調整するユーザが選択可能なデバイスを含むユーザインターフェースを備えている、請求項1に記載の画像化システム。 - 外科医療用操作コンソールをさらに備え、
前記外科医療用操作コンソールは、前記表示デバイス上に表示された前記低減された色画像の輝度を調整する第1のユーザが選択可能なデバイスと、前記表示デバイス上に表示された第2の強調色画像の輝度を調整する第2のユーザが選択可能なデバイスとを含むユーザインターフェースを備えている、請求項1に記載の画像化システム。 - 前記画像化デバイスは、内視鏡カメラを備え、前記内視鏡カメラは、前記画像プロセッサに結合されたカメラユニットを備えており、前記カメラユニットは、
可視電磁スペクトル内の波長の範囲に敏感な第1のセンサと、
前記可視電磁スペクトル外の波長の範囲に敏感な第2のセンサと
を備えている、請求項1に記載の画像化システム。 - 前記低減された色画像の一部分が、手術道具の低減された色画像を含む、請求項1に記載の画像化システム。
- 前記画像化デバイスに結合された視覚制御カートをさらに備え、
前記視覚制御カートは、バイオマーカを励起する照明を提供するように構成された照明源を備えており、前記第1の捕捉されたデータは、前記励起されたバイオマーカからのものである、請求項1に記載の画像化システム。 - 前記バイオマーカは、インドシアニングリーンを含む、請求項7に記載の画像化システム。
- 前記第1の捕捉されたデータは、表面組織下の骨組織のX線から捕捉されたデータである、請求項1に記載の画像化システム。
- 前記第1の捕捉されたデータは、近赤外線蛍光画像または可視光蛍光画像のうちの1つである、請求項1に記載の画像化システム。
- 外科医療用操作コンソールをさらに備え、
前記外科医療用操作コンソールは、異なる相対輝度へと前記第1の強調色画像と前記低減された色画像との間の相対輝度を変更させるように構成されたユーザインターフェースを含む、請求項1に記載の画像化システム。 - 外科医療用操作コンソールをさらに備え、
前記外科医療用操作コンソールは、前記可視色画像の不飽和化のレベルを変化させるように構成されたユーザインターフェースを含む、請求項1に記載の画像化システム。
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