使用内窥镜图像上的光体积描记对通畅性的评估制造技术

一种用于评估通畅性的系统，所述系统包括：光传感器(128)，其能相对于血管定位，以接收来自所述血管的光并且将所述光转换成图像信号；光体积描记(PPG)解读模块(115)，其被配置为接收所述图像信号，并且输出图像中表示PPG信息的像素值；图像生成模块(148)，其被耦合到所述PPG解读模块，以接收所述像素值并且生成PPG图，所述PPG图要被输出到显示器以用于分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用内窥镜图像上的光体积描记对通畅性的评估
本公开涉及医疗器械和流程，并且更具体地涉及使用光体积描记(PPG)信息来监测组织中的流体流动。
技术介绍
在心脏搭桥外科手术期间，外科医生使用来自身体的一根或多根血管来为冠状动脉变窄的动脉粥样硬化患者进行搭桥。执行该操作的意图是增大冠状动脉中的血流量，所述冠状动脉为心脏的心肌组织供血。在微创(MI)心脏搭桥外科手术期间，细长的器械被插入到患者的胸部中的小切口中，并且内窥镜提供可视化。在机器人引导的MI心脏搭桥外科手术中，器械中的一个或多个(或内窥镜)由机器人设备控制。能够在患者使用心肺转流术并且心脏处于心脏停搏的情况下，或者在心脏跳动的情况下执行心脏搭桥外科手术。术中使用X射线血管造影或超声，或者术后使用体积成像(计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI))来证实在搭桥之后的移植物通畅性。两种术中技术均证实在移植物中和在移植物下游的冠状动脉中的流动。然而，对动脉的成功的血管重建可能不一定造成心肌的成功灌注，这是由于较小血管中的流动(其在常规成像中不可见)也可能够被阻塞。额外地，这些成像模态常常是外科医生不能获得的。
技术实现思路
根据本专利技术的示范性实施例，描述了一种用于评估通畅性的系统，所述系统包括：光传感器，其能相对于血管定位，以接收来自所述血管的光并且将所述光转换成图像信号；光体积描记(PPG)解读模块，其被配置为接收图像信号并且输出图像中表示PPG信息的像素值；图像生成模块，其被耦合到所述PPG解读模块，以接收所述像素值并且生成PPG图，所述PPG图要被输出到显示器以用于分析。例如，光传感器能够包括照相机，所述照相机被安装在内窥镜上和/或在开放切口之上，以允许光从血管到达照相机。能够使用机器人来定位能相对于血管定位的光传感器。所述光传感器能够在第一时间相对于血管定位，并且在第二时间被定位在相同的位置，使得能够比较PPG信号以确定血管中的PPG变化。所述系统还能够包括机器人，所述机器人被配置为允许在不同的时间对光传感器进行可重复定位。图像生成模块能够生成在不同的时间的PPG信号的减影图像也是可能的。所述减影图像能够被叠加在由光传感器收集的图像上。PPG图能够被叠加在由光传感器收集的诸如X射线图像的图像上也是可能的。而且，血管能够包括搭桥移植物，并且PPG图能够指示在不同的时间通过移植物的血流量。根据本专利技术的另一示范性实施例，描述了一种用于评估通畅性的系统，所述系统包括：包括照相机的内窥镜，所述内窥镜能相对于血管定位在身体内部，以接收来自所述血管的光并且将所述光转换成图像信号；光体积描记(PPG)解读模块，其能够被配置为接收所述图像信号，从所述图像信号译解PPG信息，并且输出图像中表示PPG信息的像素值；图像生成模块，其能够被耦合到所述PPG解读模块，以接收所述像素值并且生成对应于多个时间的PPG图；使得所述PPG图的差异表示通过所述血管的血流量的差异。例如，血管能够包括搭桥移植物，并且内窥镜能够在血管重建之前和之后定位在相同的位置，以允许使用PPG图对血流量进行比较。所述系统还能够包括被配置为允许在不同的时间对内窥镜进行可重复定位的机器人。图像生成模块能够生成在不同的时间的PPG信息的减影图像也是可能的。所述减影图像能够被叠加在由照相机收集的图像上。PPG图能够被叠加在由照相机收集的诸如X射线图像的图像上。而且，血管能够包括搭桥移植物，并且PPG图能够指示在不同的时间通过移植物的血流量。根据本专利技术的又另一示范性实施例，描述了一种用于评估通畅性的方法，所述方法包括：将光传感器相对于血管定位，以接收来自所述血管的光；将所述光转换成图像信号；解读所述图像信号，以确定光体积描记(PPG)信号并且输出图像中表示PPG信号的像素值；生成PPG图，所述PPG图要被输出到显示器以用于根据所述像素值进行分析；以及分析至少一个PPG图，以确定所述血管的通畅性。例如，所述光传感器能够包括被安装在内窥镜上和/或在开放切口之上的照相机。定位光传感器能够包括在不同的时间将光传感器定位在相同的位置处，使得能够比较PPG信号以确定血管中的PPG变化。定位光传感器能够包括采用机器人以允许在不同的时间对光传感器进行可重复定位也是可能的。所述方法还能够包括根据在不同的时间的PPG图生成减影图像。由光传感器。血管包括搭桥移植物并且PPG图指示在不同的时间通过移植物的血流量也是可能的。所述方法还能够包括考虑血管中的运动以配准PPG图。所述考虑能够包括例如提供被叠加在血管的图像信号上的网格，在所述网格处，所述网格的每个部分均包括要跟随的跟踪点，以确定血管的运动。所述考虑包括提供心电图(ECG)信号，并且在沿着ECG图表的对应位置处触发PPG测量，以考虑血管的运动也是可能的。附图说明根据以下对其示例性实施例的详细描述，本公开的这些和其他目标、特征以及优点将变得明显，所述详细描述要联系附图进行阅读。本公开将参考以下附图详细呈现对优选实施例的以下描述，在所述附图中：图1是根据一个实施例的示出用于确定针对组织通畅性的光体积描记(PPG)信号的系统的方框/流程图；图2是根据另一实施例的示出用于使用机器人引导的内窥镜来确定针对血管通畅性的PPG信号的另一系统设置的图表；图3是根据另一实施例的示出心脏的内窥镜图像，在所述内窥镜图像上叠加有PPG的减影图像；图4是根据另一实施例的示出心脏的内窥镜图像，在所述内窥镜图像上叠加有网格图像以评估点移动；图5是根据另一实施例的示出用于测量PPG信号的触发点的心电图(ECG)；图6是根据另一实施例的示出心脏的X射线图像(血管造影图)，在所述X射线图像上叠加有PPG图像/PPG图；并且图7是根据示例性实施例的用于通畅性评估的方法的流程图。具体实施方式根据本专利技术的原理，提供使用从组织发射或反射的光来确定感兴趣区域中的流体流动的系统和方法。在一个实施例中，采用光体积描记(PPG)来评估组织中的血流量。PPG使用光反射或透射来检测经过身体的心血管脉搏波。PPG基于以下原理，即：血液比周围组织吸收更多的光，因此血容量的变化相应地影响透射或反射。PPG信号可以用于仅使用CCD照相机和环境光照明来检测呼吸率和心率。本文中描述的系统和方法可以从基于CCD照相机的图像上的感兴趣区域提取例如绿色和蓝色像素强度，并且然后测量它们随时间推移的变化。也可以提取并监测其他信息。较高幅度的信号对应于较高的反射率以及因此在被成像的像素的位置处的较小的血容量。能够通过标绘在每个像素处的PPG信号来生成PPG图。PPG的使用使得能够从视频提取关于心率和呼吸率的信息。在心跳循环期间的不同相位处，PPG图上的信号或像素的强度与血容量成比例。PPG可以用于使用常规的基于CCD的照相机以完全无创且廉价的方式从对象提取生命体征。能够利用该技术(PPG)测量的生命体征包括心率、心率变化性、呼吸率、动脉血氧饱和度(SpO2)。PPG也可以提供有价值的生理信息，例如，能够提供体积描记波形的形状和PPG信号(在解剖结构位置之上)的空间分布(即，PPG成像)。可以从所述波形提取诸如脱水的生理信息，所述生理信息在外科手术期间改变PPG信号上的呼吸深度的调制。在一个实施例中，本原理提供一种量度和一种可视化方法，所述量度用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评估通畅性的系统，包括：光传感器(128)，其能相对于血管定位，以接收来自所述血管的光并且将所述光转换成图像信号；光体积描记(PPG)解读模块(115)，其被配置为接收所述图像信号并且输出图像中表示PPG信息的像素值；以及图像生成模块(148)，其被耦合到所述PPG解读模块，以接收所述像素值并且生成PPG图，所述PPG图要被输出到显示器以用于分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.28 US 61/665,3351.一种用于评估通畅性的系统，包括：光传感器(128)，其被定位在内窥镜上并且能相对于血管定位，所述光传感器被配置为接收来自所述血管的光，并且将所述光转换成图像信号；光体积描记(PPG)解读模块(115)，其被配置为接收所述图像信号并且输出图像中表示PPG信息的像素值；以及图像生成模块(148)，其被耦合到所述光体积描记(PPG)解读模块，并且被配置为接收所述像素值并且生成PPG图，所述PPG图要被输出到显示器以用于分析。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述光传感器(128)包括照相机。3.如权利要求1所述的系统，还包括机器人(124)，所述机器人被配置为相对于所述血管定位所述光传感器。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述光传感器(128)被配置为在第一时间相对于所述血管被定位在一位置处以获得第一PPG图，并且还被配置为在第二时间被定位在相同的位置以获得第二PPG图，使得能够比较所述第一PPG图与所述第二PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·埃尔哈瓦林，A·波波维奇，W·韦尔克鲁杰塞，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL