利用在对应辅助图像中识别的有限信息区域中处理的冷光图像来辅助医疗程序制造技术

提出了一种辅助医疗程序的解决方案。对应的方法包括基于冷光获取视场(103)的冷光图像(205F)并基于与该冷光不同的辅助光获取视场(103)的辅助图像(205R)；视场(103)包含关注区域，该关注区域包括医疗程序的靶体(包含冷光物质)和一个或多个异物。代表没有异物的关注区域的辅助信息区域(210Ri)根据其内容在辅助图像(205R)中进行识别，并且冷光信息区域(210Fi)根据辅助信息区域(210Ri)在冷光图像(205F)中进行识别。限制于冷光信息区域(210Fi)来处理冷光图像(205F)，以便于其中的靶体的表示的识别。还提出了用于实现该方法的计算机程序和对应的计算机程序产品。此外，提出了一种用于执行该方法的计算设备和包括它的成像系统。进一步提出了基于相同解决方案的医疗程序。医疗程序。医疗程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用在对应辅助图像中识别的有限信息区域中处理的冷光图像来辅助医疗程序


[0001]本公开涉及成像应用。更具体地，本公开涉及用于辅助医疗程序的冷光成像。

技术介绍

[0002]在下文中，通过讨论与本公开的上下文相关的技术来介绍其背景。然而，即使当该讨论涉及文档、动作、人工制品等时，它也不暗示或表示所讨论的技术是现有技术的一部分或是与本公开相关的领域中的公知常识。
[0003]冷光成像，特别是荧光成像，是用于获取提供对象的视觉表示的图像的特定成像技术，即使图像不是直接可见的。冷光成像基于冷光现象，包括冷光物质在受到不同于加热的任何激发时发射光；特别地，在荧光物质(称为荧光团)中发生荧光现象，荧光物质在它们被照明时发射(荧光性)光。
[0004]在医疗设备中通常利用成像技术以检查患者的(内部)身体部位，从而辅助其上的医疗程序。例如，在涉及肿瘤的荧光引导手术(FGS)(也称为荧光引导切除(FGR))中，向患者施加荧光剂(可能适于到达诸如肿瘤的期望靶体的特定分子，然后保持固定在其上)；荧光剂在对应的荧光图像(通常与对应的反射图像重叠)中的可视化便于外科医生的操作，例如识别要切除的肿瘤。
[0005]然而，想象中的视场通常除了实际关注区域外，还包括几个不关注的异物。例如，在(荧光)引导手术中，这可能是由于除了手术腔外还存在手术器械、手、手术工具、周围身体部位(例如，手术腔周围的皮肤或手术腔内无关的器官)和背景材料。除了由累积在医疗程序的靶体(所讨论的示例中的肿瘤)中的荧光剂发射的实际关注的荧光之外，异物还会生成伪光。具体地，伪光可能会增加荧光。例如，这可能是由于散射和吸收现象；此外，这可能是由于荧光剂累积在周围的身体部位(特别是皮肤)，以及由于与它们的(不期望的)亲和力。相反，伪光可能会异常地或人为地减少荧光。
[0006]伪光(除了无信息之外)对肿瘤(或任何其他靶体)的成像是有害的。具体地，伪光会显著偏置荧光图像的(荧光)值的统计分布；这会不利地影响荧光图像的下一处理。例如，一般将荧光值从由荧光的测量给出的(荧光)范围转换成由用于显示荧光图像的监控器的显示动态给出的(显示)范围。因此，伪光对荧光值的统计分布的偏置(当增加荧光时)限制了用于显示关注区域的荧光值的范围。这使得肿瘤在其中的表示不那么显著。此外，通常根据其荧光值与阈值的比较来对荧光图像进行阈值化，以区分肿瘤和荧光图像的其他部分；阈值是根据荧光值自动计算的。在这种情况下，伪光对荧光值的统计分布的偏置(增加或减少荧光)也会影响阈值。这涉及错误分类荧光值的风险。作为结果，可能存在肿瘤的过度检测(假阳性)，尤其是肿瘤的欠不足(假阴性)；此外，这阻碍了对肿瘤病灶的检测。所有上述情况都可能对患者的健康造成严重后果(诸如肿瘤的不完全切除)。
[0007]伪光的贡献难以(如果不是不可能的话)从关注的荧光中去除。实际上，统计技术对于这一目的是非常无效的，因为伪光在统计上不容易区分。光学过滤也是非常无效的，尤
其是当伪光具有与关注的荧光相同的光谱特性时(诸如在荧光剂累积在皮肤中的情况下)。此外，手动调整医疗设备的操作参数以限制伪光的影响(例如，包括用非荧光材料覆盖异物)增加了进一步的工作(可能要求需要特定培训的专门操作员)，并且它是不可重现的；在任何情况下，与医疗设备的交互可能是困难的，尤其是在手术程序期间，因为出于无菌考虑。
[0008]WO
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A
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2013/096766公开了一种用于在诊断应用中对损伤进行成像的技术。痣(mole)边界位于可见光图像中。可见光图像和荧光图像使用两者上的定位器基准对齐。从一幅或两幅图像中提取痣特征。
[0009]WO
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2019/232473公开了一种用于自动检测和表征微对象的技术，诸如位于微流体设备内的细胞或珠子。使用神经网络对照明图像中的像素数据进行处理，以检测微对象。位于诸如荧光图像的非照明图像中的每个检测到的微对象的对应边界内的信号被用于测量微对象的特性。
[0010]WO
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2017/098010公开了一种在DNA/RNA测序中区分活珠子(live
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bead)和空珠子(blank
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bead)的技术。珠子的位置在白光照明图像中确定。根据荧光化合物的电磁辐射的发射对如此确定的它们的位置上的珠子进行分类。

技术实现思路

[0011]为了提供对本公开的基本理解，本文给出本公开的简要概述；然而，本概述的唯一目的是以简要形式介绍本公开的一些概念，作为其下面更详细描述的前奏，并且不应被解释为其关键要素的识别或其范围的界定。
[0012]一般而言，本公开基于处理限制于在辅助图像中识别的信息区域的冷光图像的想法。
[0013]具体地，一方面提供了一种用于辅助医疗程序的方法。该方法包括获取视场的冷光图像(基于冷光)和辅助图像(基于不同于该冷光的辅助光)；该视场包含关注区域，关注区域包括医疗程序的靶体(包含冷光物质)和一个或多个异物。在辅助图像中根据其内容识别代表没有异物的关注区域的辅助信息区域，并且根据辅助信息区域在冷光图像中识别冷光信息区域。限于冷光信息区域对冷光图像进行处理，以便于识别其中的靶体的表示。
[0014]另一方面提供了一种用于实现该方法的计算机程序。
[0015]另一方面提供了一种对应的计算机程序产品。
[0016]另一方面提供了一种用于执行该方法的计算设备。
[0017]另一方面提供了一种包括该计算设备的成像系统。
[0018]另一方面提供了一种对应的医疗程序。
[0019]更具体地，在独立权利要求中阐述了本公开的一个或多个方面，并且在从属权利要求中阐述了其有利特征，所有权利要求的措辞通过引用逐字地并入本文(具有参考任何特定方面提供的任何有利特征，该特定方面经必要的变通适用于每一个其他方面)。
附图说明
[0020]本公开的解决方案以及其另外的特征和优点将参考下面的详细描述来最好地理解，其仅通过非限制性指示给出，将结合附图阅读(其中，为了简单起见，用相同或相似的附
图标记来表示对应的元素，并且不重复它们的解释，并且每个实体的名称一般用于表示其类型和其属性两者，诸如值、内容和表示)。具体地：
[0021]图1示出了可用于实践根据本公开的实施例的解决方案的成像系统的示意性框图，
[0022]图2A
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图2E示出了根据本公开的实施例的解决方案的应用的不同示例，
[0023]图3示出了可用于实现根据本公开的实施例的解决方案的主要软件组件，以及
[0024]图4A
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图4B和图5示出了描述与根据本公开的实施例的解决方案的实现相关的活动流程的不同活动图。
具体实施方式
[0025]具体参考图1，示出了可用于实践根据本公开的实施例的解决方案的成像系统100的示意性框图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于辅助对患者(106)的医疗程序的方法(400)，其中所述方法(400)包括，在计算设备(130)的控制下：由计算设备(130)获取(406)视场(103)的冷光图像(205F)，所述视场(103)包含对患者(106)的医疗程序的关注区域(109)以及与关注区域(109)不同的一个或多个异物(115
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124)，所述关注区域(109)包括所述医疗程序的包含冷光物质的至少一个靶体(112)，所述冷光图像(205F)包括表示由所述冷光物质在所述视场(103)的对应冷光位置处发射的冷光的多个冷光值，由计算设备(130)获取(408)所述视场(103)的辅助图像(205R)，所述辅助图像(205R)包括表示从所述视场(103)的对应辅助位置接收的与所述冷光不同的辅助光的多个辅助值，由计算设备(130)根据所述辅助图像(205R)的内容识别(410
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424)所述辅助图像(205R)的辅助信息区域(210Ri)，所述辅助信息区域(210Ri)表示没有异物(115
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124)的所述关注区域(109)，由计算设备(130)识别(428)所述冷光图像(205F)的与所述辅助信息区域(210Ri)对应的冷光信息区域(210Fi)，由计算设备(130)通过处理限制于所述冷光信息区域(210Fi)的所述冷光图像(205F)来生成(432
‑
466)经处理的冷光图像(220Fi、225Fi)，所述冷光图像(205F)的处理基于所述冷光信息区域(210Fi)的冷光值以便于识别其中的靶体(112)的表示，以及由计算设备(130)基于所述经处理的冷光图像(220Fi、225Fi)输出(468
‑
470)输出图像。2.根据权利要求1所述的方法(400)，其中，所述方法(400)用于辅助对所述患者(106)的手术程序，所述输出(468
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470)输出图像包括：由计算设备(130)利用所述获取(406)冷光图像(205F)，基本上实时地显示(470)所述输出图像。3.根据权利要求2所述的方法(400)，其中，所述关注区域是所述患者(106)的手术腔(109)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(400)，其中，所述异物(115
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124)的至少一部分与所述关注区域(109)重叠。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(400)，其中，所述异物(115
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124)包括一个或多个医疗器械(115)、一只或多只手(118)、一个或多个医疗工具(121)、所述患者(106)的非所述医疗程序关注的一个或多个身体部位(124)和/或背景材料(125)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(400)，其中，所述辅助图像是反射图像(205R)，所述辅助光是可见光，并且所述辅助值表示由白光照明的所述视场(103)的对应辅助位置反射的可见光。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(400)，其中，所述冷光物质是在执行所述方法(400)之前预先施加给所述患者(106)的冷光剂。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(400)，其中，所述识别(410
‑
424)辅助信息区域(210Ri)包括：由计算设备(130)将所述辅助图像(205R)在语义上分割(414
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424)为与所述关注区域
(109)的至少一个关注区域类别对应的辅助信息区域(210Ri)和与所述异物(115
‑
124)的一个或多个异物类别对应的辅助非信息区域(210Rn)。9.根据权利要求8所述的方法(400)，其中，所述分割(410
‑
424)辅助图像(205R)包括：由计算设备(130)利用神经网络在语义上分割(424)所述辅助图像(205R)。10.根据权利要求8所述的方法(400)，其中，所述分割(410
‑
424)辅助图像(205R)包括：由计算设备(130)确定(418)针对所述辅助图像(205R)的对应特征的一个或多个特征图，每个特征图包括所述辅助位置的对应特征值，以及由计算设备(130)通过将分类算法应用于所述特征图的所述特征值来在语义上分割(420
‑
422)所述辅助图像(205R)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法(400)，其中，所述识别(410
‑
424)辅助信息区域(210Ri)包括，当所述辅助图像(205R)包括完全被所述辅助信息区域(210Ri)包围的一个或多个不连通部分时：由所述计算设备(130)将所述不连通部分分配(422)给所述辅助信息区域(210Ri)。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的方法(400)，其中，所述方法(400)包括：响应于所述辅助图像(205R)的亮度指示符被包括在指示所述识别(410
‑
424)辅助信息区域(210Ri)的可行性的暗度阈值和高于暗度阈值的亮度阈值之间，由计算设备(130)在所述识别(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：索高视觉有限公司，
类型：发明
国别省市：