用于在腹腔镜中为血流成像的系统技术方案

一种用于为组织的皮下血流成像的腹腔镜设备(100)，该腹腔镜设备(100)包括：光源(140)，其经由光引导件发射白光；激光源(160)，其经由光纤(164)发射激光；以及腹腔镜(130)，其交替地接收从激光源(160)发射的经反射激光和从光源(140)发射的经反射白光。该腹腔镜设备(100)还包括：计算装置(120)，其接收来自腹腔镜(130)的感测结果并且根据光源(140)和激光源(160)的输出状态生成激光散斑衬比图像或者白光图像；以及显示装置(110)，其操作性地与计算装置(120)相关联并且显示激光散斑衬比图像和白光图像中的至少一个，其中，激光散斑衬比图像示出了皮下血流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于为血流成像的系统。更特别地，本公开涉及一种利用大视野为组织的皮下血流成像的系统。
技术介绍
近年来，由于医疗诊断、医师的操作技术、医疗器械以及医疗系统的改进，因此针对内部器官的手术已经大幅增加。因为充足的血流在手术后促进愈合和避免器官泄漏方面至关重要，所以可视地发现和确认手术的准确部位也很重要。与开胸手术相比，腹腔镜手术在皮肤上留下的缝合伤口相对较小，这就导致与开胸手术相比，在恢复时的痛感较轻并且恢复时间更短。为此，越来越多的患者和医师更倾向于选择腹腔镜手术而不是开胸手术。在腹腔镜手术期间，准确的接合位置是在腹腔镜手术之后更加快速和更小损伤地进行恢复的重要因素。然而，医师因由腹腔镜提供的移动范围和观察区域受限而具有非常有限的视野。为此，医师必须花费时间来找到用于进行腹腔镜手术的准确的接合位置。然而，即使医师确定了准确的接合位置，医师对接收充足血流的准确的接合位置的视觉判定也可能不够精确，原因在于，医师的眼睛能够看到血管的尺寸，但是不能看到血管内部的血流情况。用于评估局部血液供应的现行实践方法要么是使用窄频带成像技术来指示血液成分的静态存在，要么就是在使用光纤激光多普勒流量计或者获准用于静脉注射的荧光燃料的时候指示单个位置处的血流情况。然而，这些选择方案中没有任何的选择方案能够提供局部血流动态的量化特性图(quantitativemapping)，以使医师能够快速和准确地评估在治疗的情况下对组织的血液供应情况。
技术实现思路
本公开涉及一种使用激光散斑衬比图像技术的腹腔镜，所述腹腔镜允许医师在大范围的区域中观察局部血流动态的量化特性图，以使医师能够快速和准确地评估在治疗的情况下对某一部分的血液供应情况。在一个实施例中，本公开涉及一种用于为组织的皮下血流成像的腹腔镜设备，所述腹腔镜设备包括：光源，所述光源经由光引导件发射白光；激光源，所述激光源经由光纤发射激光；和腹腔镜，所述腹腔镜交替地接收从激光源发射的经反射激光和从光源发射的经反射白光。所述腹腔镜设备还包括：计算装置，所述计算装置接收来自腹腔镜的感测结果并且根据光源和激光源的输出状态生成激光散斑衬比图像或者白光图像；和显示装置，所述显示装置操作性地与计算装置相关联并且显示激光散斑衬比图像和白光图像中的至少一个，其中，激光散斑衬比图像示出了皮下血流。所述腹腔镜设备还可以包括：腹腔镜轴，所述腹腔镜轴容纳光源和光引导件；和腹腔镜探针，所述腹腔镜探针容纳激光源和光纤。在进一步的实施例中，所述腹腔镜设备包括光传感器，所述光传感器定位在第一腹腔镜轴的远端处并且感测经反射激光和经反射白光，其中，激光的波长处于光传感器的灵敏度范围内。此外，具有光纤的腹腔镜探针可以与具有白光引导件的腹腔镜轴分离开。根据本公开的进一步的实施例，镜头安装在光纤的远端处，从而使激光扩展以形成具有视野的激光束。激光源的视野可以与光源的视野类似。根据一些实施例，镜头是具有曲面以使激光束向目标区域转向的镜子。可选地，镜头是用以使激光束向目标区域转向的棱镜。在进一步的实施例中，所述腹腔镜设备包括：开关，所述开关接通或者切断激光源；和快门，所述快门操作性地连接到开关并且打开光圈和关闭光圈以阻止白光传输到光引导件。当开关切断时，快门打开光圈；当开关接通时，快门关闭光圈。显示装置基于开关和快门的切换状态显示组织的激光散斑衬比图像或者白光图像。具体地，显示装置在开关的切换状态表明开关接通时显示激光散斑衬比图像，在开关的切换状态表明快门打开时显示白光图像。激光的波长可以处于可见光谱之外。例如，激光可以处于近红外范围内。并且根据至少一个实施例，光纤和光引导件被集成到单个腹腔镜轴中。在另一个实施例中，激光散斑衬比图像是以像素集合的散斑强度波动的调制深度为基础。此外，像素集合可以由各个像素的强度的时间序列来限定。此外，可以由显示装置在某一时刻的矩形窗口或者在(x，y，t)空间中的立体窗口限定像素集合，其中，x代表水平轴，y代表竖直轴，并且t代表时间轴。皮下血流可以与激光散斑衬比的平方值成反比，其中，通过用像素周围的像素强度的方差除以像素周围的平均像素强度来计算激光散斑衬比。激光散斑和皮下血流的速度之间的关系式可以是：其中，K是激光散斑，V是皮下血流的速度，并且T是积分时间。在不背离本公开的范围的前提下，本公开的上述方面和上述实施例中的任何一个都可以进行组合。附图说明当参照附图阅读各个实施例的描述时，本公开的系统和方法的目的和特征对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的，在附图中：图1是根据本公开的实施例的用于用于为皮下血流成像的系统的示意图；图2A是示出了使用白光为消化道的一部分成像的示图；图2B示出了根据本公开的一个实施例使用激光散斑成像系统生成的原始数据；并且图2C是示出了如图2A所示的消化道的同一部分并入图2B的数据所得到的皮下血流的LSCI图像。具体实施方式本公开涉及一种用于使用激光散斑衬比成像技术为组织的皮下血流成像的系统。尽管将根据具体的图解实施例来描述本公开，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不背离本公开的精神的前提下完成各种变型方案、重整方案和替代方案。本公开的范围由本文所附的权利要求限定。图1示出了腹腔镜系统100，所述腹腔镜系统能够使用激光为皮下血流成像以及使用白光为患者体内成像。该系统100包括显示装置110、计算装置120、腹腔镜130、白光源140、开关150、以及激光源160。显示装置110接收来自计算装置120的视频信号并且显示视频信号。显示装置110可以是适于显示医疗图像的任意形式。显示装置10可以是监测器或者投影仪。计算装置120连接到白光源150和激光源160。当计算装置120接收来自腹腔镜130的输出时，计算装置120将该输出转换成视频信号并且将对应的视频信号传递到显示装置110，以使得医师能够观察患者体内的情况。在一方面，计算装置120执行图像增强处理例如降噪、伪色彩渲染等。无论使用白光还是使用激光，腹腔镜130接收从组织反射的光并且将从组织反射的光投影到它的图像传感器(例如CCD或CMOS阵列)上并且将感测结果输出到计算装置120。计算装置120处理所接收的光(白光或激光)并且使用标准图像处理技术生成白光图像或者使用激光散斑衬比成像技术生成激光散斑衬比图像。激光散斑衬比图像示出了内部器官的皮下血流。由此，医师能够观察到内部器官的哪些部分具有充足的血液供应，以使得医师能够通过实时地观察LSCI图像而识别内部器官(例如，消化道)上的准确的接合位置。图2A示出了图像200，该图像使用来自图1的腹腔镜系统100的白光示出了内部器官的大范围的区域。由箭头表示图像200的中心的左侧中的血管210。在视觉上，较之周围血管的小分支，所标注的血管210表现为相对较大。通过观察该视觉图像，医师可能会错误地判定所标注的血管210比周围血管的其它小分支供应更多的血液。然而，血管的尺寸并非是它供应到器官的血液量的决定性因素。可以因各种生物生理原因(例如，堵塞的血管或者其它关于血管的疾病)中的任意一种而导致对血流的限制。正如能够理解的那样，非常希望对该血管的血流进行准确的、非侵入性的判定。图2B示出了在图2A所示的内部器官使用激光所得到的原始激光散斑数据220的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为组织的皮下血流成像的腹腔镜设备，所述腹腔镜设备包括：光源，所述光源经由光引导件发射白光；激光源，所述激光源经由光纤发射激光；腹腔镜，所述腹腔镜交替地接收从所述激光源发射的经反射激光和从所述光源发射的经反射白光；计算装置，所述计算装置接收来自所述腹腔镜的感测结果并且根据所述光源和所述激光源的输出状态生成激光散斑衬比图像或者白光图像；以及显示装置，所述显示装置操作性地与所述计算装置相关联并且显示激光散斑衬比图像和白光图像中的至少一个，其中，激光散斑衬比图像示出了皮下血流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于为组织的皮下血流成像的腹腔镜设备，所述腹腔镜设备包括：光源，所述光源经由光引导件发射白光；激光源，所述激光源经由光纤发射激光；腹腔镜，所述腹腔镜交替地接收从所述激光源发射的经反射激光和从所述光源发射的经反射白光；计算装置，所述计算装置接收来自所述腹腔镜的感测结果并且根据所述光源和所述激光源的输出状态生成激光散斑衬比图像或者白光图像；以及显示装置，所述显示装置操作性地与所述计算装置相关联并且显示激光散斑衬比图像和白光图像中的至少一个，其中，激光散斑衬比图像示出了皮下血流。2.根据权利要求1所述的腹腔镜设备，其还包括：腹腔镜轴，所述腹腔镜轴容纳所述光源和所述光引导件；以及腹腔镜探针，所述腹腔镜探针容纳所述激光源和所述光纤。3.根据权利要求2所述的腹腔镜设备，其还包括光传感器，所述光传感器定位在第一腹腔镜轴的远端处并且感测所述经反射激光和所述经反射白光，其中，激光的波长处于所述光传感器的灵敏度范围内。4.根据权利要求2所述的腹腔镜设备，其中，具有所述光纤的所述腹腔镜探针与具有白光引导件的所述腹腔镜轴分离开。5.根据权利要求1所述的成像设备，其还包括镜头，所述镜头安装在所述光纤的远端处，从而使激光扩展以形成具有视野的激光束。6.根据权利要求5所述的腹腔镜设备，其中，所述激光源的视野与所述光源的视野类似。7.根据权利要求5所述的腹腔镜设备，其中，所述镜头是具有曲面以使激光束向目标区域转向的镜子。8.根据权利要求5所述的腹腔镜设备，其中，所述镜头是用以使激光束向目标区域转向的棱镜。9.根据权利要求1所述的腹腔镜设备，其还包括：开关，所述开关接通或者切断所述激光源；以及快门，所述快门操作性地连接到所述开关并且打开光圈和关闭所述光圈以阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忠池，吴新民，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US