一種基于光動力治療系統的治療方法及光動力治療系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于光動力治療系統的治療方法及光動力治療系統，該方法包括：獲取待治療組織上光敏劑被照射時生成的熒光圖像；根據熒光圖像處理算法對熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量；根據熒光圖像各點所需的激發光劑量生成治療光強進行治療。通過實施本發明專利技術，可以將標記了過曝區域和曝光不足區域的熒光圖像輸入到預設卷積神經網絡模型中，由預設卷積神經網絡模型的輸出即可確定獲得最佳熒光圖像時各點所需的激發光參數。實現了用最少的曝光次數來獲得最優成像。減少了光敏劑因曝光次數過多引起的熒光漂白。

【技術實現步驟摘要】
一種基于光動力治療系統的治療方法及光動力治療系統
本專利技術涉及光動力診療設備
，具體涉及一種基于光動力治療系統的治療方法及光動力治療系統。
技術介紹
光動力治療需要利用光來激發光敏劑，通過光敏劑產生的光敏化效應來實現對病變組織的殺傷。由于光本身在照射的強度、時間和區域上可控，加之光敏劑對非照射區域的影響小，使得光動力治療成為一種理想的精準治療方法。同時，光敏劑又可以用于熒光成像，因此利用光敏劑熒光成像所獲得的光敏劑分布等信息來引導光動力照射，實現精準的光動力治療是一項非常具有臨床應用前景的技術。目前，在利用光敏劑進行的熒光成像中，由于光敏劑分布的區域不同以及各生物組織自身性質的不同，當使用照射功率均一的光源進行光敏劑熒光成像時，往往會出現一些區域曝光過度，而另外一些區域曝光不足，極大的降低了成像信息的獲取。而采用多次曝光疊加的方式，往往會造成光敏劑熒光的漂白，無法獲得理想的成像效果。因此，如何能根據光敏劑濃度分布區域的不同，實時調整各區域內光源照射功率，利用最少的曝光次數來獲得最優的成像效果，在光動力療法的臨床診療一體化上具有重要意義。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術實施例提供了一種基于光動力治療系統的治療方法及光動力治療系統，以解決現有技術中采用光動力治療系統進行治療時采用多次曝光疊加的方式，往往會造成光敏劑熒光的漂白，無法獲得理想的成像效果的問題。本專利技術提出的技術方案如下：本專利技術實施例第一方面提供一種基于光動力治療系統的治療方法，該治療方法包括：獲取待治療組織上光敏劑被照射時生成的熒光圖像；根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量；根據熒光圖像各點所需的激發光劑量生成治療光強進行治療。進一步地，根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域，包括：根據二維紋理映射算法對所述熒光圖像進行處理，實現所述熒光圖像上各點進行數字重構；根據自適應負反饋算法和偽彩色重建算法對所述處理后的熒光圖像進行計算，確定過曝區域和曝光不足區域。進一步地，根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量，包括：根據預設卷積神經網絡模型增加熒光圖像上曝光不足區域對應的激發光劑量，減少熒光圖像上過曝區域對應的激發光劑量，得到熒光圖像各點所需的激發光劑量。本專利技術實施例第二方面提供一種光動力治療系統，該系統包括：光源、采集裝置、調制裝置及微處理器，所述光源照射在待治療組織的光敏劑上生成熒光圖像；所述采集裝置采集所述熒光圖像輸入至所述微處理器；所述微處理器包括計算模塊和分析模塊，所述計算模塊用于根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；所述分析模塊用于根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量；所述調制裝置根據所述熒光圖像各點所需的激發光劑量對光源輸出光束進行調制生成治療光強進行治療。進一步地，所述計算模塊包括：圖像處理模塊，用于根據二維紋理映射算法對所述熒光圖像進行處理，實現所述熒光圖像上各點進行數字重構；曝光確定模塊，用于根據自適應負反饋算法和偽彩色重建算法對所述處理后的熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域。進一步地，所述分析模塊包括：參數調整模塊，用于根據預設卷積神經網絡模型增加熒光圖像上曝光不足區域對應的激發光劑量，減少熒光圖像上過曝區域對應的激發光劑量，得到熒光圖像各點所需的激發光劑量。進一步地，所述調制裝置包括空間光調制器。進一步地，該光動力治療系統還包括：內窺鏡單元，所述內窺鏡單元用于獲取待治療組織的成像信息。本專利技術實施例第三方面提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使所述計算機執行如本專利技術實施例第一方面及第一方面任一項所述的基于光動力治療系統的治療方法。本專利技術實施例第四方面提供一種電子設備，包括：存儲器和處理器，所述存儲器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲器存儲有計算機指令，所述處理器通過執行所述計算機指令，從而執行如本專利技術實施例第一方面及第一方面任一項所述的基于光動力治療系統的治療方法。本專利技術提供的技術方案，具有如下效果：本專利技術實施例提供的光動力治療系統將熒光成像系統和照射系統整合到一套光路系統中，并通過整合內窺鏡系統進一步拓展系統的臨床應用范圍，使其即能應用于體表光動力治療，也能應用于借助內窺鏡所能達到的體內治療區域。其中，光源發出的光束通過調制裝置照射在光敏劑上生成熒光圖像，并由采集裝置采集后輸入到微處理器獲得光敏劑分布的區域以及各區域所含濃度的信息，再利用這些信息計算獲得照射所需參數，將所獲得參數輸入調制裝置，利用調制裝置對光源的照射區域和各照射點的功率密度進行分配，使得光敏劑不同區域接收到相應的光照劑量，從而通過成像引導實現對光動力治療過程的精準調控。本專利技術實施例提供的光動力治療系統，預先訓練了卷積神經網絡模型，在確定熒光圖像各點所需的光劑量時，可以將標記了過曝區域和曝光不足區域的熒光圖像輸入到預設卷積神經網絡模型中，通過對該預設卷積神經網絡模型的機器學習訓練即可快速確定獲得最優熒光成像結果時各點所需的激發光劑量。相比現有技術中直接采用負反饋算法不斷根據每次曝光的熒光圖像改變光源輸出光強，需要多次曝光的方式，該光動力治療系統采用預設卷積神經網絡模型精準確定熒光圖像各點所需的光劑量的方式可以大幅減少曝光次數，實現了用最少的曝光次數來實現最優成像。減少光敏劑因曝光次數過多引起的熒光漂白。本專利技術實施例提供的光動力治療系統，可以先采用光強均勻的激發光照射含光敏劑的待治療區域生成熒光圖像，通過微處理器接收采集裝置采集的該熒光圖像，可以由熒光圖像處理算法以及預設卷積神經網絡模塊確定光敏劑各區域所需的較為準確的光劑量，采用該光劑量照射光敏劑再次曝光，可以基本達到所需要求，即使有部分光敏劑需要再次照射，可以將再次采集的熒光圖像通過微處理器確定所需的光劑量并再次調制光源輸出光束，從而達到病灶各區域所需的光強要求。由此，本專利技術實施例提供的光動力治療系統，最多僅需三次短時曝光即可獲得最優的成像質量，實現了用最少的曝光次數來實現最優成像。本專利技術實施例提供的基于光動力治療系統的治療方法，通過獲取光束照射在光敏劑上生成的熒光圖像，由熒光圖像處理算法以及預設卷積神經網絡模塊確定光敏劑各區域所需的較為準確的激發光劑量，采用該激發光劑量照射光敏劑再次曝光，可以基本達到所需要求，即使有部分光敏劑需要再次照射，可以將再次采集的熒光圖像通過微處理器確定所需的光劑量再次調制光源輸出激發光束，從而達到病灶各區域所需的光強要求。由此，本專利技術實施例提供的基于光動力治療系統的治療方法，最多僅需三次短時曝光即可獲得最優的成像質量，實現了用最少的曝光次數來實現最優本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于光動力治療系統的治療方法，其特征在于，包括：/n獲取待治療組織上光敏劑被照射時生成的熒光圖像；/n根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；/n根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量；/n根據熒光圖像各點所需的激發光劑量生成治療光強進行治療。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于光動力治療系統的治療方法，其特征在于，包括：
獲取待治療組織上光敏劑被照射時生成的熒光圖像；
根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；
根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量；
根據熒光圖像各點所需的激發光劑量生成治療光強進行治療。


2.根據權利要求1所述的基于光動力治療系統的治療方法，其特征在于，根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域，包括：
根據二維紋理映射算法對所述熒光圖像進行處理，實現所述熒光圖像上各點進行數字重構；
根據自適應負反饋算法和偽彩色重建算法對所述處理后的熒光圖像進行計算，確定過曝區域和曝光不足區域。


3.根據權利要求1所述的基于光動力治療系統的治療方法，其特征在于，根據預設卷積神經網絡模型對熒光圖像過曝區域和曝光不足區域進行分析，確定熒光圖像各點所需的激發光劑量，包括：
根據預設卷積神經網絡模型增加熒光圖像上曝光不足區域對應的激發光劑量，減少熒光圖像上過曝區域對應的激發光劑量，得到熒光圖像各點所需的激發光劑量。


4.一種光動力治療系統，其特征在于，包括：光源、采集裝置、調制裝置及微處理器，
所述光源照射在待治療組織的光敏劑上生成熒光圖像；
所述采集裝置采集所述熒光圖像輸入至所述微處理器；
所述微處理器包括計算模塊和分析模塊，
所述計算模塊用于根據熒光圖像處理算法對所述熒光圖像進行計算，確定熒光圖像的過曝區域和曝光不足區域；
所述分析模塊用于根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：屈軍樂，許皓，黃燕霞，泰梅石，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44