具有由選擇性照射光譜組成的背景手術圖像的熒光成像的方法和系統技術方案

在微創手術系統中，手術部位同時由比構成可見白光的所有可見顏色成分更少的成分和來自照射器的熒光激發照射成分照射。圖像捕獲系統采集照射手術部位的每種可見顏色成分的圖像以及熒光圖像，熒光圖像由來自照射器的熒光激發照射成分激發。微創手術系統使用采集的圖像生成手術部位的背景黑白圖像。采集的熒光圖像被疊加在背景黑白圖像上，并且以選擇的顏色（例如綠色）加以突顯。為系統的使用者顯示疊加有被突顯的熒光圖像的背景黑白圖像。被突顯的熒光圖像確定感興趣的臨床組織。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請本申請要求下列優先權和利益：2010年7月2日提交題為“METHOD?AND?SYSTEM?FORFLUORESCENT?IMAGING?WITH?BACKGROUND?SURGICALIMAGE?COMPOSED?OF?SELECTIVE?ILLUMINATION?SPECTRA”專利技術人為Ian?McDowall和Christopher?J.Hasser美國臨時申請No.61/361260，該申請全部內容包含在此以供參考。
該專利技術各方面涉及內窺鏡成像，更具體地涉及混合可見光圖像和可選圖像，以便為外科醫生提供增強的實時視頻顯示。
技術介紹
加利福利亞森尼維爾的直觀外科手術公司（Intuitive?Surgical.Inc.）出售的da手術系統是一種微創遠程操作手術系統，其為患者提供許多好處，比如降低對身體的損傷、加快恢復和縮短住院時間。da手術系統的一個重要組成部分是能夠提供對可見光圖像的雙通道（即左和右）視頻采集和顯示，從而為外科醫生提供立體觀察。這種電子立體成像系統可以向外科醫生輸出高清晰度視頻圖像，并且可允許例如改變焦距/縮放以提供一種“放大”的視圖的特征，該特征允許外科醫生確定特定的組織類型和特性，并且以增加的精確度工作。然而，在典型的外科手術領域中，某些組織類型難以確定，或者感興趣組織至少部分地被其他組織遮掩。通過使用畫中畫（PIP）顯示，可向外科醫生同時顯示手術部位的額外的圖像信息。額外的圖像信息可能對于為外科醫生提高手術效果來說是有用的。然而，PIP顯示中的較小圖畫可能對于示出理想水平的詳細信息而言太小。此外，由于是分離的圖像幀，所以外科醫生憑想象將兩個分離的圖像或者成像模態合并在一起，這會很疲勞。
技術實現思路
在一個方面中，在微創手術系統中，手術部位同時被（i）比組成可見白光（有時被稱為白光）的所有可見顏色照射成分更少的成分，以及（ii）來自照射器的熒光激發照射成分照射。微創手術系統中的圖像捕獲系統采集照射手術部位的每個可見顏色成分的圖像，以及由熒光激發照射成分激發的熒光圖像。微創手術系統使用針對來自照射器的每個可見顏色照射成分的采集的圖像，生成手術部位的背景黑白圖像。該背景黑白圖像被稱為受限帶寬圖像。采集的熒光圖像被疊加在背景黑白圖像上，并且以選擇的顏色（例如綠色）突顯。為系統的使用者顯示帶有疊加的被突顯的熒光圖像的背景黑白圖像，在此被稱為增強顯示。被突顯熒光圖像確定感興趣的臨床組織。在使用微創手術系統執行外科手術中，向外科醫生實時提供具有疊加的被突顯的熒光圖像的受限帶寬圖像。該新穎方法不會帶來時間延遲，該時間延遲與在一個幀內捕獲正常圖像以及在另一個幀內捕獲熒光圖像然后使用在不同時間點取得的兩個幀生成向外科醫生顯示的單個幀有必然聯系。同樣，本文描述的新穎方法不會導致延遲或者組合不同時間點采集的兩個幀的時間不足。增強顯示的處理不會引入任何延遲，并且無需為隨后處理后來的幀存儲幀。因此，相對于利用時間分片將熒光圖像疊加到立體可視圖像上的系統，降低了系統的存儲和處理要求。同樣，圖像的突顯部分始終與背景圖像同步。相比之下，當包括熒光圖像的幀被存儲并且然后與及時與稍后出現的幀配準時，在幀之間可以改變被突顯的組織的位置，所以當被顯示時，被突顯的圖像偏離實際位置。因此，該新穎方法對于顯示移動的組織（例如脈管系統）是優越的，其中包含時間采集失配的方法將導致顯示的運動偽影，這會擾亂外科醫生。在一個示例中，多個可見顏色照射成分組合形成白光。微創手術系統中的照射器同時提供至少兩個照射成分。當照射成分中的一個為熒光激發照射成分時，由照射器提供的其他照射成分包括比多個可見顏色照射成分中的所有可見顏色照射成分更少的成分。在微創手術系統中，攝像機基本同時捕獲第一采集成分圖像和不同于第一采集成分圖像的第二采集成分圖像。控制器被連接至攝像機，以接收采集成分圖像。在此，基本同時表示這樣的同時程度，即該程度能夠考慮攝像機中的元件響應發至攝像機的捕獲觸發信號的時間差異。在一個方面中，控制器生成受限帶寬圖像的第一、第二和第三可見顏色成分。這些可見顏色成分的每個包括或者來自第一采集成分圖像。控制器將第二采集成分圖像添加至受限帶寬圖像的第二可見顏色成分，以便第二可見顏色成分包括第一采集成分圖像和第二采集成分圖像兩者。受限帶寬圖像不包括由多個可見顏色照射成分中的至少一個可見顏色照射成分產生的采集的可見顏色成分圖像。控制器生成包括受限帶寬圖像的圖像，其中受限帶寬圖像被發送至連接至控制器的顯示器。在該方面，顯示器接收來自控制器的第一、第二和第三可見顏色成分。顯示器示出包括受限帶寬圖像的圖像。相對于不包括第二采集成分圖像的圖像部分，突顯包括第二采集成分圖像的圖像部分。在一個方面中，其他照射成分包括第一可見顏色照射成分。第一采集成分圖像是采集的第一可見顏色成分圖像，而第二采集成分圖像是由熒光激發照射成分激發的熒光圖像。在另一個方面中，其他照射成分包括第一可見顏色照射成分和第二可見顏色照射成分。在該方面中，攝像機還捕獲第三采集成分圖像。第一采集成分圖像是采集的第一可見顏色成分圖像。第二采集成分圖像是采集的熒光圖像。第三采集成分圖像是采集的第二可見顏色成分圖像。控制器生成來自采集的第一和第二可見顏色成分圖像的受限帶寬圖像的第一、第二和第三顏色成分。在一個示例中，第一可見顏色成分是藍色成分，以及第二可見顏色成分是綠色成分。在又一個方面中，其他照射成分是第一可見照射成分和第二熒光激發照射成分。此外，在該方面中，攝像機捕獲第三采集成分圖像。第一采集成分是采集的第一可見顏色成分圖像。第二采集成分圖像是采集的第一熒光圖像。第三采集成分圖像是采集的第二熒光圖像。控制器將第三采集圖像添加至受限帶寬圖像的第三可見顏色成分。在一個方面中，照射器包括第一可見顏色照射成分源、第二可見顏色照射成分源以及第三可見顏色照射成分源，其中第二可見顏色照射成分不同于第一可見顏色照射成分，其中第三可見顏色照射成分不同于第二可見顏色照射成分，并且不同于第一可見顏色照射成分。照射器還包括熒光激發照射源。微創手術系統還包括功率水平和電源控制器，其連接至第一、第二和第三可見顏色成分照射源，并且連接至熒光激發照射源。模式改變器被耦合至功率水平和電源控制器。模式改變具有第一狀態和第二狀態。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.02 US 61/361,260;2010.08.13 US 12/855,8641.一種微創手術系統，其包含：
（i）攝像機，其中所述攝像機捕獲第一采集成分圖像和不同于所述第
一采集成分圖像的第二采集成分圖像；
（ii）控制器，其被連接至所述攝像機，
其中所述控制器生成包括所述第一采集成分圖像的受限帶寬圖
像的第一可見顏色成分；
其中所述控制器生成包括所述第一采集成分圖像的所述受限帶
寬圖像的第二可見顏色成分，并且將所述第二采集成分圖像添加至
所述受限帶寬圖像的所述第二可見顏色成分，以便所述受限帶寬圖
像的所述第二可見顏色成分包括所述第一采集成分圖像和所述第二
采集成分圖像二者；
其中所述控制器生成包括所述第一采集成分圖像的所述受限帶
寬圖像的第三可見顏色成分；以及
進一步地，其中所述受限帶寬圖像不包括由白光的一個可見顏色
成分產生的采集的可見顏色成分圖像；以及
（iii）顯示器，其被連接至所述控制器，從而接收所述受限帶寬圖像
的第一、第二和第三成分，其中所述顯示器顯示包括所述受限帶寬圖像
的圖像，并且其中包括所述第二采集成分圖像的圖像部分相對于不包括
所述第二采集成分圖像的圖像部分被突顯。
2.根據權利要求1所述的系統，進一步包含：
照射器，其中所述照射器同時提供至少兩種照射成分，其中當所述照
射成分中的一個是熒光激發照射成分時，其他照射成分包括比白光的所
有可見顏色成分更少的成分。
3.根據權利要求2所述的系統，
其中所述其他照射成分包括第一可見顏色照射成分；以及
其中所述第一采集成分圖像是采集的第一可見顏色成分圖像；并且所

\t述第二采集成分圖像是由所述熒光激發照射成分激發的熒光圖像。
4.根據權利要求2所述的系統，其中所述其他照射成分包括所述第
一可見顏色照射成分和第二可見顏色照射成分。
5.根據權利要求4所述的系統，其中所述攝像機捕獲第三采集成分
圖像，其中所述第一采集成分圖像是采集的第一可見顏色成分圖像；所
述第二采集成分圖像是采集的熒光圖像；并且所述第三采集成分圖像是
采集的第二可見顏色成分圖像。
6.根據權利要求5所述的系統，
其中所述控制器從所述采集的第一和第二可見顏色成分圖像生成所
述受限帶寬圖像的所述第一、第二和第三顏色成分；
7.根據權利要求6所述的系統，
其中所述第一可見顏色成分是藍色成分，以及所述第二可見顏色成分
是綠色成分。
8.根據權利要求6所述的系統，其中所述受限帶寬圖像的所述第二
顏色成分是綠色成分。
9.根據權利要求2所述的系統，其中所述其他照射成分是第一可見
照射成分和第二熒光激發照射成分。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述攝像機捕獲第三采集成分
圖像，其中所述第一采集成分圖像是采集的第一可見顏色成分圖像；所
述第二采集成分圖像是采集的第一熒光圖像；并且所述第三采集成分圖
像是采集的第二熒光圖像。
11.根據權利要求10所述的系統，
其中所述控制器將所述第三采集圖像添加至所述受限帶寬圖像的所

\t述第三可見顏色成分。
12.根據權利要求2所述的系統，其中所述照射器包括：
第一可見顏色照射成分源；
第二可見顏色照射成分源，其中所述第二可見顏色照射成分不同于所
述第一可見顏色照射成分；
第三可見顏色照射成分源，
其中所述第三可見顏色照射成分不同于所述第二可見顏色照射
成分，并且不同于所述第一可見顏色照射成分；以及
熒光激發照射源；并且
進一步地，其中所述系統包含：
功率水平和電源控制器，其被連接至所述第一、第二和第三可見
顏色成分照射源，并且被連接至所述熒光激發照射源；以及
模式改變器，其被耦合至所述功率水平和電源控制器，該模式改
變器具有第一狀態和第二狀態，
其中，當所述模式改變器具有所述第一狀態時，所述功率水
平和電源控制器（a）向所述第一、第二和第三可見顏色照射成
分源提供功率，而不向所述熒光激發源提供功率，以及（b...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·M·麥克道爾，C·J·哈瑟，
申請(專利權)人：直觀外科手術操作公司，
類型：
國別省市：