用于检测表面下的血液的系统和方法技术方案

一种用于在手术程序期间检测关注区域中的表面下的血液的系统包含：捕获所述关注区域的图像流的图像捕获装置，和照射所述关注区域的光源。控制器将至少一个图像处理滤波器应用到所述图像流，所述滤波器将所述图像流分解成多个色彩空间频带，从所述多个色彩空间频带生成多个经滤色频带，将所述多个色彩空间频带中的每一频带加到所述多个经滤色频带中的对应频带以生成多个经扩增频带，以及从所述多个经扩增频带生成所述经扩增图像流的重建滤波器，在所述手术程序期间将所述经扩增图像流显示给用户。

System and method for detecting the blood under the surface

A system for detecting the blood under a surface in an area of concern during an operation procedure includes an image capture device that captures the image flow of the concerned area of concern, and a light source that illuminate the area of concern described. The controller applies at least one image processing filter to the image stream, which decomposes the image stream into a plurality of color space bands, generates a plurality of filter bands from the plurality of color space bands, and adds each of the plurality of color space bands to the plurality of filter bands. A frequency band is used to generate a plurality of amplified bands, and a reconstruction filter that generates the amplified image stream from the plurality of amplified bands, and the amplified image stream is displayed to the user during the procedure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测表面下的血液的系统和方法相关申请的交叉引用本申请主张2015年11月5日提交的第62/251,203号美国临时专利申请的权益和优先权，所述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
微创手术涉及使用多个小切口而非一个较大开口或切口来执行手术程序。小切口减少了患者的不适且改进了恢复时间。小切口也限制了内脏、组织和其它物质的可见度。已使用内窥镜并将其插入一个或多个切口中，以使临床医生能在手术期间更容易地看到体内的内脏、组织和其它物质。这些内窥镜包含联接到显示器的相机，所述显示器示出如由相机所捕获的体内的器官、组织和物质的视图。在知道组织是否被灌注很重要的程序的部分期间，将例如荧光染料(例如，靛氰绿)的标记物注入到血流中，且接着用强激光照射关注区域，以使得在相机中可见表面下的血液的相对存在。然而，使用标记物需要使用特殊类型的相机以查看表面下的血液。此外，必须在外部放置激光源，以减轻所生成且接着经由光纤输送到手术部位的热量。需要能在无需特殊相机或强激光的情况下为临床医生提供表面下的血液的视图的系统。
技术实现思路
本公开涉及微创手术，且更特定来说涉及准许临床医生在不使用标记物或强激光的情况下查看表面下的血液的图像处理技术。在本公开的一方面中，提供一种用于在手术程序期间检测关注区域中的表面下的血液的系统。所述系统包含被配置成插入到患者体中，并在手术程序期间捕获患者体内的关注区域的图像流的图像捕获装置，和被配置成照射关注区域的光源。控制器接收图像流，并将至少一个图像处理滤波器应用到图像流以生成经扩增图像流。图像处理滤波器包含：被配置成将图像分解成多个色彩空间频带的色彩空间分解滤波器，经配置成应用到多个色彩空间频带以生成多个经滤色频带的滤色器，被配置成将多个色彩空间频带中的每一频带加到多个经滤色频带中的对应频带以生成多个经扩增频带的加法器，以及被配置成通过折叠多个经扩增频带生成经扩增图像流的重建滤波器。所述系统还包含被配置成在手术程序期间将经扩增图像流显示给用户的显示器。在一些实施例中，图像流包含多个图像帧，且控制器将至少一个图像处理滤波器应用到图像流的每一图像帧。在实施例中，滤色器包含带通滤波器，其中带通滤波器的带通频率对应于关注色彩，例如用于动脉血的偏向红色的色彩和用于静脉血的蓝红色。滤色器将至少一个色彩空间频带与多个色彩空间频带隔离，以生成多个经滤色频带。在将多个色彩空间频带中的每一频带加到多个经滤色频带中的对应频带，以生成多个经扩增频带之前，由放大器放大多个经滤色频带。在一些实施例中，光源发射波长在约600与750nm之间的光。在其它实施例中，光源发射波长在约850与1000nm之间的光。在其它实施例中，光源发射可见光。在又其它实施例中，光源依序发射具有第一波长和第二波长的光，其中第一波长范围在600与750nm之间且第二波长范围在850与1000nm之间。在本公开的另一方面中，提供一种用于在手术程序期间检测关注区域中的表面下的血液的方法。所述方法包含用光源照射关注区域并使用图像捕获装置捕获关注区域的图像流。所述方法还包含：分解图像流以生成多个色彩空间频带，将滤色器应用到多个色彩空间频带以生成多个经滤色频带，将多个色彩空间频带中的每一频带加到多个经滤色频带中的对应频带以生成多个经扩增频带，以及折叠多个经扩增频带以生成经扩增图像流。在显示器上显示经扩增图像流。在实施例中，滤色器包含带通滤波器，其中带通滤波器的带通频率被设置成对应于关注色彩的频率，所述关注色彩例如用于动脉血的偏向红色的色彩和用于静脉血的蓝红色。在实施例中，将至少一个色彩空间频带与多个色彩空间频带隔离，以生成多个经滤色频带。在将多个色彩空间频带中的每一频带加到多个经滤色频带中的对应频带，以生成多个经扩增频带之前，由放大器放大多个经滤色频带。在一些实施例中，光源发射波长在约600与750nm之间的光。在其它实施例中，光源发射波长在约850与1000nm之间的光。在其它实施例中，光源发射可见光。在又其它实施例中，光源依序发射具有第一波长和第二波长的光，其中第一波长范围在600与750nm之间且第二波长范围在850与1000nm之间。附图说明根据以下结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它方面、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中：图1是根据本公开的实施例的用于扩增手术部位的图像流的系统的框图；图2是图1的控制器的系统框图；图3是根据本公开的另一实施例的用于扩增图像流的系统的框图；以及图4是根据本公开的实施例的机器人手术系统的系统框图。具体实施方式可以分析手术程序期间从内窥镜捕获的图像数据，以检测内窥镜的视野内的色彩改变。可以对此图像数据应用各种图像处理技术，以识别并放大色彩改变的原因。举例来说，欧拉(Eulerian)图像放大技术可以用于识别捕获图像的不同部分中的光的波长或“色彩”改变。欧拉图像放大技术可以包含为成像系统的部分。这些技术可以使成像系统能够提供内窥镜的视野内的特定位置的经扩增图像。这些技术中的一个或多个可以包含为手术机器人系统中的成像系统的部分，以为临床医生提供内窥镜的视野内的额外信息。这样可以使临床医生在手术期间能够快速地识别、避免和/或纠正不当情况和状况。本公开涉及用于在手术程序期间将经扩增图像实时地提供到临床医生的系统和方法。本文中所描述的系统和方法对所捕获的图像流应用图像处理滤波器，以识别表面下的血液。实时或近实时地处理所捕获的图像流，且接着将其作为经扩增图像流显示给临床医生。将图像处理滤波器应用到所捕获的图像流的每一帧。将经扩增图像或图像流提供给临床医生能为临床医生提供表面下的血液的位置。转向图1，根据本公开的实施例的用于扩增手术环境的图像和/或视频的系统大体上示出为100。系统100包含控制器102，所述控制器具有处理器104和存储器106。系统100还包含记录图像流的图像捕获装置108，例如相机。图像捕获装置108可以并入到内窥镜、立体内窥镜或任何其它用于微创手术的手术工具中。系统100还包含光源109。例如发光二极管(LED)或任何其它能够发光的装置的光源109可以并入到图像捕获装置108中，或可以提供为用以照射手术部位的单独装置。在一些实施例中，光源109可以安置在患者和光学地运输到手术部位的光纤外部。光源109被配置成发射不同波长的光。举例来说，光源109依序发射具有两个不同波长的光，其中第一波长范围在约850与1000nm之间且第二波长范围在约600与750nm之间。因此，在临床医生想要看到表面下的动脉血时，动脉血往往会更多地吸收波长范围在约850与1000nm之间的光，而波长范围在约600与750nm之间的光往往会被动脉血反射离开。替代地，在临床医生想要看到表面下的静脉血时，静脉血往往会更多地吸收波长范围在约600与750nm之间的光，而波长范围在约850与1000nm之间的光往往会被静脉血反射离开。光源109可以由光源109、图像捕获装置108或控制器102上的合适输入进行控制。显示器110在手术程序期间将经扩增图像显示给临床医生。显示器110可以是监视器、投影仪或临床医生佩戴的一副眼镜。在一些实施例中，控制器102可以经由无线或有线连接与中央服务器(未示出)通信。中央服务器可以存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在手术程序期间检测关注区域中的表面下的血液的系统，所述系统包括：图像捕获装置，被配置成插入到患者体中，并在所述手术程序期间捕获所述患者体内的所述关注区域的图像流；光源，被配置成照射所述关注区域；控制器，被配置成接收所述图像流，并将至少一个图像处理滤波器应用到所述图像以生成经扩增图像流，所述图像处理滤波器包含：色彩空间分解滤波器，被配置成将所述图像分解成多个色彩空间频带；滤色器，被配置成应用到所述多个色彩空间频带以生成多个经滤色频带；加法器，被配置成将所述多个色彩空间频带中的每一频带加到所述多个经滤色频带中的对应频带，以生成多个经扩增频带；以及重建滤波器，被配置成通过折叠所述多个经扩增频带生成所述经扩增图像流；以及显示器，被配置成在所述手术程序期间将所述经扩增图像流显示给用户。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 US 62/251,2031.一种用于在手术程序期间检测关注区域中的表面下的血液的系统，所述系统包括：图像捕获装置，被配置成插入到患者体中，并在所述手术程序期间捕获所述患者体内的所述关注区域的图像流；光源，被配置成照射所述关注区域；控制器，被配置成接收所述图像流，并将至少一个图像处理滤波器应用到所述图像以生成经扩增图像流，所述图像处理滤波器包含：色彩空间分解滤波器，被配置成将所述图像分解成多个色彩空间频带；滤色器，被配置成应用到所述多个色彩空间频带以生成多个经滤色频带；加法器，被配置成将所述多个色彩空间频带中的每一频带加到所述多个经滤色频带中的对应频带，以生成多个经扩增频带；以及重建滤波器，被配置成通过折叠所述多个经扩增频带生成所述经扩增图像流；以及显示器，被配置成在所述手术程序期间将所述经扩增图像流显示给用户。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像流包含多个图像帧，且所述控制器将所述至少一个图像处理滤波器应用到所述多个图像帧的每一图像帧。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤色器包含带通滤波器。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述带通滤波器的带通频率对应于指定色彩。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤色器将至少一个色彩空间频带与所述多个色彩空间频带隔离，以生成所述多个经滤色频带。6.根据权利要求1所述的系统，其中在将所述多个色彩空间频带中的每一频带加到所述多个经滤色频带中的所述对应频带，以生成所述多个经扩增频带之前，由放大器放大所述多个经滤色频带。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源发射波长在约600与750nm之间的光。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：德怀特·梅格兰，迈尔·罗森贝格，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国,US