表面组织跟踪制造技术

公开了对组织特征的组织表面跟踪。基于处于第一波长的第一和第二时间上隔开的图像来跟踪第一表面成像特征。基于处于第二波长的第一和第二时间上隔开的组织表面图像来跟踪第二表面成像特征。基于所述跟踪步骤来获得跟踪量度。结合所述跟踪步骤，以提供组合跟踪量度。组合跟踪量度被用于组织表面导航应用中。

Surface tissue tracking

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面组织跟踪

总体上涉及表面组织跟踪。具体而言，在跟踪过程中使用表面成像特征。
技术介绍
WO2007072356公开了一种用于患者监测传感器或处置设备的定位系统，所述系统具有用于检测患者皮肤上的纹理或图案以识别传感器位置的成像单元、适于通过存储局部的纹理或图案而学习所需传感器位置的图像处理单元以及用于参考所存储的图案引导用户对所述传感器进行重新定位或者引导用户处于预期位置上的单元。所述纹理或图案可以由自然图案(例如，痣或者变化的皮肤颜色的图案)构成。然而，对痣的最佳跟踪可能需要不同于跟踪变化的颜色的跟踪考虑事项。此外，存在可以跟踪的一系列其他可能的生物学标志，但是遵循现有技术系统可能无法对其进行最佳地监测。因而，希望提供更加稳定的跟踪系统和方法。此外，还希望提供一种跟踪技术，其允许准确并且稳定地跟踪能够用于很多类型的导航应用中的自然组织表面特征。
技术实现思路
因而，有必要提供一种改善的且有益的组织特征跟踪方式。总的来讲，本专利技术的实施例涉及使用多于一种跟踪过程的跟踪生物学标志。通过在相应的跟踪过程中使用受到不同的谱过滤的图像而针对不同种类的生物学标志对每个跟踪过程进行调整。来自每个跟踪过程的跟踪结果被组合到单个跟踪结果中，以便用于基于表面组织的导航应用。本专利技术的所述目的是通过独立权利要求的主题解决的；其中，在从属权利要求中结合了其他实施例。在本公开的一个方面中，提供了一种组织表面跟踪系统。所述系统包括用于接收第一和第二时间上隔开的组织表面图像的数据接收模块，每幅时间上隔开的组织表面图像包括处于第一和第二不同波长的图像数据。所述系统包括第一跟踪模块和第二跟踪模块。所述第一跟踪模块被配置为基于处于所述第一波长的第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第一组织表面成像特征，从而响应性地输出至少一个第一跟踪量度。所述第二跟踪模块被配置为基于处于所述第二波长的第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第二组织表面成像特征，并响应性地输出至少一个第二跟踪量度。组合模块被配置为对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，并且响应性地输出至少一个组合跟踪量度，以供在组织表面导航应用中使用。针对不同种类的生物学标志对所述第一和第二波长进行调整。换言之，第一波长比第二波长更适于检测和跟踪第一种类的生物学标志，而第二波长则比第一波长更适于检测和跟踪第二种类的生物学标志，其中，所述第一种类的生物学标志和第二种类的生物学标志是不同的。通过并行地运行对不同波长进行操作的跟踪模块，有可能关注不同的表面成像特征，以实现更加稳定的跟踪系统。例如，皮肤条件变化可能使一个跟踪模块和单一成像波段难以成功并且准确地跟踪组织特征。不同波长的图像可能更适合不同的表面特征。本申请通过并行运行跟踪模块并且对所输出的跟踪量度进行组合以提供更加可靠的系统，从而解决了这一问题。通过这种方式，能够针对生物学标志种类优化被跟踪模块操作的数据源。组织表面图像可以是皮肤图像。所述第一和第二组织表面图像可以是通过多谱相机获得的。所述组织表面成像特征可以是生物学标志。所述时间上隔开的图像可以包括参考图像和后续图像。所述跟踪量度可以包括时间上隔开的图像之间的空间位移信息，例如，包括位移向量。在实施例中，所述第一跟踪模块被配置为操作针对跟踪第一种类的生物学标志而进行调整的第一跟踪算法，所述第二跟踪模块被配置为操作针对跟踪第二种类的生物学标志而进行调整的第二跟踪算法。优选地，所述第一跟踪算法和第二跟踪算法是不同的。例如，所述跟踪模块可以操作不同的图像滤波器、不同的分割方案和不同的分辨率水平，并且可以被训练为关注不同类型的特征，以便受到优化以允许识别特异性的生物学标志。在另一实施例中，针对特异性的生物学标志对跟踪模块进行调整，并且还对成像波长进行优化，以凸显该种类的生物学标志。在实施例中，所述系统包括至少一个质量评估模块，其被配置为评估针对所述第一跟踪模块的跟踪性能的质量并且响应性地输出至少一个第一加权量度，并且被配置为评估针对所述第二跟踪模块的跟踪性能的质量，并且响应性地输出至少一个第二加权量度。所述组合模块被配置为基于所述至少一个第一加权量度和所述至少一个第二加权量度自适应地对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合。在实施例中，所述组合模块被配置为使用加权算法对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，其中，所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度的相对权重是基于所述至少一个第一加权量度和所述至少一个第二加权量度来确定的。根据这样的特征，根据组织条件调适对跟踪量度的组合。也就是说，某些跟踪模块的性能将取决于位置和对象。通过持续评估跟踪性能，能够向表现出不同性能的跟踪模块分配不同权重，从而使跟踪量度的组合考虑每个模块的相对性能。在实施例中，所述第一跟踪模块被配置为使用基于特征的跟踪和基于强度的跟踪中的至少一个来确定所述至少一个第一跟踪量度，并且所述第二跟踪模块被配置为使用基于特征的跟踪和基于强度的跟踪中的至少一个来确定所述至少一个第二跟踪量度。在实施例中，所述第一跟踪模块和第二跟踪模块分别被配置为跟踪不同种类的生物学标志，其中，第一种类的生物学标志可以是浅表皮肤结构，第二种类的生物学标志可以是亚表面特征。例如，第一种类的生物学标志选自由痣、毛发、雀斑、毛孔、斑点、黑色素、凹坑、表面粗糙构成的组，并且第二种类的生物学标志可以包括静脉或动脉。所述系统可以包括用于捕获处于不同谱带的所述第一和第二时间上隔开的图像的相机。不同谱带的使用允许对不同组织表面特征进行最佳检测。本公开的系统可以用到需要或者能够利用基于所述组合跟踪量度的表面组织导航的很多应用中。例如，一种图像引导手术或医学介入系统可以并入本系统，一种用于配准术中成像数据、术前成像数据或者术中成像数据和术前成像数据的组合的系统同样可以结合本系统。所述系统可以被包含到皮肤监测或者皮肤诊断系统中。例如，所述皮肤监测系统可以监测可能患病的皮肤特征(例如，被识别为可疑的痣)的变化。另一种应用可以是消费电子产品，例如，毛发去除设备、剪发设备、头发梳理设备和刷牙设备。在本公开的另一个方面中，提供了一种用于组织表面跟踪的方法。所述方法包括接收第一和第二时间上隔开的组织表面图像，每幅时间上隔开的组织表面图像包括处于第一和第二不同波长的图像数据。所述方法包括基于处于所述第一波长的第一和第二时间上隔开的图像来跟踪第一表面成像特征，并且响应性地输出至少一个第一跟踪量度。所述方法包括基于处于所述第二波长的第一和第二时间上隔开的组织表面图像来跟踪第二表面成像特征，并且响应性地输出至少一个第二跟踪量度。所述方法包括对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，并响应性地输出至少一个组合跟踪量度。所述方法进一步包括将所述组合跟踪量度用到组织表面导航应用(例如，上文描述的应用中的任何一种)中。在实施例中，所述方法是通过执行计算机可读指令的至少一个处理器由计算机实施的。所述图像可以是通过成像设备(例如，相机)采集的。所述方法包括将所述组合跟踪量度输出至包括计算机实施的组织表面导航应用的系统，该应用将使用所述组合跟踪量度作为导航控制的部分。在实施例中，所述方法包括评估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组织表面跟踪系统，所述系统包括：数据接收模块(12)，其用于接收第一和第二时间上隔开的组织表面图像，每幅时间上隔开的组织表面图像包括处于第一和第二不同波长的图像数据；第一跟踪模块和第二跟踪模块(14)，其中，所述第一跟踪模块被配置为基于处于所述第一波长的所述第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第一组织表面成像特征，从而响应性地输出至少一个第一跟踪量度，并且其中，所述第二跟踪模块被配置为基于处于所述第二波长的所述第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第二组织表面成像特征，并响应性地输出至少一个第二跟踪量度；以及组合模块(16)，其被配置为对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，并响应性地输出至少一个组合跟踪量度，以供在组织表面导航应用中使用，其中，针对不同种类的生物学标志对所述第一波长和所述第二波长进行调制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.08 EP 16202834.41.一种组织表面跟踪系统，所述系统包括：数据接收模块(12)，其用于接收第一和第二时间上隔开的组织表面图像，每幅时间上隔开的组织表面图像包括处于第一和第二不同波长的图像数据；第一跟踪模块和第二跟踪模块(14)，其中，所述第一跟踪模块被配置为基于处于所述第一波长的所述第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第一组织表面成像特征，从而响应性地输出至少一个第一跟踪量度，并且其中，所述第二跟踪模块被配置为基于处于所述第二波长的所述第一和第二时间上隔开的图像在空间上跟踪第二组织表面成像特征，并响应性地输出至少一个第二跟踪量度；以及组合模块(16)，其被配置为对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，并响应性地输出至少一个组合跟踪量度，以供在组织表面导航应用中使用，其中，针对不同种类的生物学标志对所述第一波长和所述第二波长进行调制。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一跟踪模块被配置为操作针对跟踪第一种类的生物学标志进行调整的第一跟踪算法，并且所述第二跟踪模块被配置为操作针对跟踪第二种类的生物学标志进行调整的第二跟踪算法。3.根据权利要求1或2所述的系统，包括至少一个质量评估模块(18)，其被配置为评估针对所述第一跟踪模块的跟踪性能的质量，并响应性地输出至少一个第一加权量度，并且被配置为评估针对所述第二跟踪模块的跟踪性能的质量，并响应性地输出至少一个第二加权量度，其中，所述组合模块被配置为基于所述至少一个第一加权量度和所述至少一个第二加权量度自适应地对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述组合模块被配置为使用加权算法对所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度进行组合，其中，所述至少一个第一跟踪量度和所述至少一个第二跟踪量度的相对权重是基于所述至少一个第一加权量度和所述至少一个第二加权量度来确定的。5.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述第一跟踪模块被配置为使用基于特征的跟踪和基于强度的跟踪中的至少一个来确定所述至少一个第一跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·迪图利奥，F·H·范黑施，单彩峰，
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