时间和/或空间调制的伪彩色图案的医学观察设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种医学观察设备(1)，诸如显微镜或内窥镜。另外，本发明专利技术涉及一种用于处理医学图像的方法。输入图像数据(52)由可见光相机(28)生成，并覆盖有辅助输入数据(58)，诸如从辅助输入数据(58)，例如荧光相机(32)或超声传感器(40，42)，生成的荧光图像数据(65)。根据辅助输入数据(58)，由图像处理器(80)生成伪彩色图像数据(86)的序列集合(84)。伪彩色图像(84)与输入图像数据(52)合并，以获得输出图像数据(94)。取决于图像输入数据(52)和辅助输入数据(58)中的至少一个的内容，生成包括时间和/或空间调制的图案(87)中的至少一个的伪彩色图案字段(88)。

【技术实现步骤摘要】
时间和/或空间调制的伪彩色图案的医学观察设备和方法本申请是申请人为徕卡仪器(新加坡)有限公司、申请日为2017年05月19日、申请号为201780032076.4、专利技术名称为“时间和/或空间调制的伪彩色图案的医学观察设备和方法”的分案申请。
本专利技术涉及医学观察设备和方法。用于实现本专利技术的典型医学观察设备是显微镜或内窥镜。
技术介绍
在现有技术中已知将荧光团注射到通过诸如显微镜或内窥镜之类的光学成像设备观察的组织中。荧光团被配置为仅标记特定组织。例如，荧光团可以适于仅在观察时间期间保留在血流中，使得仅血管被荧光团标记。另一种荧光团可以以前体材料的形式提供，其仅与肿瘤细胞反应以产生仅标记癌症的荧光团。因此，荧光成像可以提供有用的诊断信息。但是，荧光通常不提供解剖学信息，即，组织颜色外观。相反，可见光图像提供解剖学信息但不提供荧光诊断信息。伪彩色是在单个图像中呈现这两种不同图像类型(可见光和荧光)的信息的便利方式。在现有技术中已知将可见光图像和荧光图像叠加或合并。这种图像叠加设备和方法的使用极大地促进诊断和外科手术。但是，需要进一步改进该技术，以进一步促进诊断和外科手术。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供进一步改进现有设备和方法的设备和方法。对于医学观察设备，根据本专利技术实现这个目标，其中医学观察设备包括输入接口、图像处理器和输出接口，输入接口被配置为接收输入图像数据的序列集合和辅助输入数据的序列集合，输出接口被配置为以输出数据速率输出输出图像数据的序列集合(subsequentset)，图像处理器连接到输入接口以便接收输入图像数据和辅助输入数据的集合并且连接到输出接口以便输出输出图像数据，图像处理器还被配置为取决于辅助输入数据和输入图像数据中的至少一个的内容而生成的伪彩色图像数据的序列集合并且取决于输入图像数据、辅助输入数据和伪彩色图像数据中的至少一个的内容而生成伪彩色图像数据内的至少一个合成的伪彩色图案字段，该伪彩色图案字段包括时间和空间变化图案中的至少一个，并且图像处理器被配置为合并伪彩色图像数据与输入图像数据的至少一个部分以生成包含伪彩色图案字段的输出图像数据。本专利技术的目的还通过用于显示医学图像的方法来实现，该方法包括以下步骤：接收输入图像数据的序列集合，接收辅助输入数据的序列集合，取决于辅助输入数据和输入图像数据中的至少一个的内容而生成伪彩色图像数据的序列集合，取决于输入图像数据、辅助输入数据和伪色图像数据中的至少一个的内容而生成伪彩色图像数据内的至少一个相干图案字段，该图案字段具有空间和时间调制中的至少一个，将伪彩色图像数据与输入图像数据合并以获得输出图像数据，并且显示具有伪彩色图案字段的输出图像数据。使用时间和/或空间调制的伪彩色图案允许将特别表示附加数据源的另外的数据合并到输出图像。另外，伪彩色图案的使用允许可视化输出图像数据中的数据，否则在伪彩色图像中将难以察觉。由于图案字段既是伪彩色又是合成的，因此它立即与输入图像不同，输入图像优选地用作输出图像数据中的背景并且基于可见光图像数据。在本专利技术的上下文中，图案表示可辨别的规律性，其中元素以可预测的方式重复。规律性和可预测性意味着该图案不依赖人类认知过程。相反，可以使用图案识别算法自动识别和发现图案。伪彩色是在那样的背景下不会自然发生的颜色，诸如生物组织中的霓虹颜色。在本公开的上下文中的颜色被标记为光的波长的特定组合并且因此独立于人类认知过程。在下文中，描述本专利技术的其它方面。以下描述的每个其它方面具有其自身的优点和技术效果，因此可以与任何其它方面任意组合。例如，图案字段可以用空间图案(诸如阴影线)或者用模板的时间和/或空间中的规律重复填充。在具有空间调制的图案中，模板可以由诸如点、瓦片、符号和/或图片之类的几何形状组成。在具有时间调制的图案中，图案由不同图像的集合在一段时间内的规律重复组成。这种图案的典型示例是阴影线或简单几何形状(诸如圆形、多边形和/或波形)的位图模板。在具有时间和空间调制两者的图案中，重复地显示具有空间调制的不同图案。时间调制的图案中的序列图案可以彼此相似，例如，在空间上相对于彼此移位但在其它方面完全相同，以表示运动的方向。例如，在变化速率的一个周期内的时间调制的图案的序列阴影可以全部相对于彼此以几何方式移位相同的量。这可以用于产生指示运动方向的时间调制的图案。传播波图案可以例如用于指示流体流(诸如血液或淋巴流)的方向。伪彩色图案优选地在伪彩色图像数据的至少一个相干或连续部分上延伸，从而形成伪彩色图案字段。在伪彩色图案字段内，图像输入数据和辅助输入数据中的至少一个的内容优选地满足相同的条件。例如，如果辅助输入数据和/或伪彩色图像数据的内容超过上阈值，那么这可以表示数据中的饱和。然后，这些数据可以由图案字段表示，以便将它们标记为不可靠。可以结合下阈值使用相同的方法，下阈值可以表示低于灵敏度阈值的数据并且因此可以被认为是不可靠的。时间调制的图案的示例可以是伪彩色图像或其相干部分，其被用伪彩色填充并且其中伪彩色被打开和关闭，或者根据变化速率改变亮度、色调和饱和度中的至少一个。时间调制的图案可以具有变化速率，其中发生交替图案的循环重复。为了清楚地可见，变化速率应当小于闪烁融合速率，即，特别地小于25Hz。图像处理器可以被配置为取决于输入图像数据和辅助输入数据中的至少一个的内容来确定变化速率。变化速率可以随时间由图像处理器自动改变。特别地，随时间的变化可以取决于输入图像数据、辅助输入数据和伪彩色图像数据中的至少一个的内容。例如，如果辅助数据是超声数据，那么变化速率可以取决于瞬时流速，或取决于速度改变的频率和/或振幅(例如，由血流中的脉冲造成的)。如果伪彩色图案字段是时间图案，其中图像处理器被配置为生成具有变化速率的时间图案，那么有利的是输出数据速率大于变化速率。因此，可以平滑地显示图案的时间变化。输出数据速率通常与帧速率对应，因此应当高于闪烁融合速率以便产生平滑的图像序列。相反，变化速率被配置为产生可感知的运动。伪彩色图像数据还可以包括符号，诸如箭头、字母和数字。根据本专利技术的另一方面，输入接口可以包括输入部分，该输入部分被配置为接收超声数据和荧光图像数据中的至少一个作为辅助输入数据。超声数据可以是由超声麦克风的记录生成的一维数据字段。超声数据可以附加地或替代地是多维的，诸如由超声传感器头或扫描仪产生的。特别地，超声数据可以是二维或三维的(在空间维度上)并且在表示空间位置的每个数据点处包含附加数据，诸如流或移动的速度和方向。图像处理器可以包括空间对准模块，该空间对准模块适于在空间上对准输入图像数据和任何辅助输入图像数据，使得两个数据中的空间特征在空间上是一致的。例如，如果输入图像数据是从可见光相机接收的图像数据并且辅助输入数据是从荧光相机接收的荧光图像数据，其中可见光相机和荧光相机都具有重叠的视场，那么空间对准模块对其中至少一个图像进行矫正(rectify)，使得空间特征在两个图像数据中具有相同的尺寸和朝向。这允许输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显微镜，包括输入接口(48)和输出接口(91)，/n输入接口(48)被配置为接收输入图像数据(52)的序列集合(50)和辅助输入数据(58)，/n输出接口(91)被配置为以输出数据速率输出输出图像数据(94)的序列集合(92)，/n所述显微镜还包括图像处理器(80)，/n其中图像处理器连接到输入接口(48)以接收输入图像数据(52)的序列集合(50)和辅助输入数据(58)，并且连接到输出接口(91)以输出输出图像数据(94)的序列集合(92)，/n图像处理器还被配置为取决于辅助输入数据(58)和输入图像数据(52)中的至少一个的内容而实时生成伪彩色图像数据(86)的序列集合(84)，/n其中输出图像数据(94)是三维的，以及/n其中图像处理器(80)被配置为取决于辅助输入数据(58)的内容而在三维输出图像数据的不同深度层处生成伪彩色图像数据(86)。/n

【技术特征摘要】
20160523 EP 16170769.01.一种显微镜，包括输入接口(48)和输出接口(91)，
输入接口(48)被配置为接收输入图像数据(52)的序列集合(50)和辅助输入数据(58)，
输出接口(91)被配置为以输出数据速率输出输出图像数据(94)的序列集合(92)，
所述显微镜还包括图像处理器(80)，
其中图像处理器连接到输入接口(48)以接收输入图像数据(52)的序列集合(50)和辅助输入数据(58)，并且连接到输出接口(91)以输出输出图像数据(94)的序列集合(92)，
图像处理器还被配置为取决于辅助输入数据(58)和输入图像数据(52)中的至少一个的内容而实时生成伪彩色图像数据(86)的序列集合(84)，
其中输出图像数据(94)是三维的，以及
其中图像处理器(80)被配置为取决于辅助输入数据(58)的内容而在三维输出图像数据的不同深度层处生成伪彩色图像数据(86)。


2.如权利要求1所述的显微镜，其中，图像处理器(80)被配置为取决于输入图像数据(52)、辅助输入数据(58)和伪彩色图像数据(86)中的至少一个的内容而生成伪彩色图像数据(86)内的合成的伪彩色图案字段(88)，伪彩色图案字段(88)包括时间和/或空间改变的伪彩色图案(87，87'，87”，87”')中的至少一个，并且图像处理器被配置为合并伪彩色图像数据(86)与输入图像数据(52)的至少一个部分，以生成包含伪彩色图案字段(88)的输出图像数据(94)。


3.如权利要求2所述的显微镜，其中伪彩色图案字段(88)包括具有变化速率的时间调制的图案(87”，87”')，其中图像处理器被配置为取决于输入图像数据(52)和辅助输入数据(58)中的至少一个的内容来计算时间调制的图案(87)的变化速率。


4.如权利要求3所述的显微镜，其中输出图像数据(52)的序列集合(50)包括伪彩色图案字段(88)，并且其中时间调制的图案包括其速度、方向和波长中的至少一个取决于辅助输入数据(58)的内容的传播波图案(87b)。


5.如权利要求2至4中任一项所述的显微镜，其中输出图像数据(52)在辅助输入数据(58)的内容为低于阈值和高于阈值中的至少一个的区域中包含伪彩色图案字段(88)。


6.如权利要求2至5中任一项所述的显微镜，其中辅助输入数据(58)包括三维辅助输入数据(66)，并且其中图像处理器(80)适于取决于三维辅助输入数据(67)的内容而生成伪彩色图案字段(88)。


7.如权利要求6所述的显微镜，其中图像处理器适于取决于检测到用于切换伪彩色图案字段(88)的预定条件的深度而生成伪彩色图案字段(88)。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·茨梅利斯，迈克尔·格萨特，
申请(专利权)人：徕卡仪器新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG