对限于其分析区域的发光图像的分割验证制造技术

提出了一种用于对包括含有发光物质的目标(115)的视场(103)进行成像的方案。对应的方法(500)包括将分析区域(225；260)设置(512

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对限于其分析区域的发光图像的分割验证


[0001]本公开涉及成像应用。更具体地，本公开涉及发光成像。

技术介绍

[0002]本公开的背景在下文中通过与其上下文相关的技术讨论来介绍。然而，即使当本讨论涉及文档、行为、人工制品等时，其也不暗示或表示所讨论的技术是现有技术的一部分或者是与本公开相关的领域中的公知常识。
[0003]发光成像，尤其是荧光成像，是一种特定的成像技术，用于获取提供物体视觉表示的图像，即使它们不是直接可见。本技术基于一种发光现象，该现象包含当受到不同于加热的任何激发时发光物质会发射光；特别是，在荧光物质(称为荧光团)中发生的荧光现象，当它们被照射时会发射(荧光)光。为此目的，通常显示荧光图像以表示从物体的不同位置发出的荧光，然后是其中存在的荧光团。
[0004]荧光成像通常在医疗设备中用于检查患者的(内部的)身体部位。在这种情况下，荧光剂(可能适合于到达所期望的目标(例如肿瘤等病变)的特定分子，然后在荧光分子成像(FMI)应用中保持固定在其上)通常被施用于患者。荧光图像中(固定的)荧光剂的表示有助于目标的识别(和量化)。该信息可用于多种医疗应用，例如，在外科应用中用于识别要切除的病变的边缘，在诊断应用中用于发现或监测病变，以及在治疗应用中用于描绘要治疗的病变。
[0005]然而，正确识别病变仍然相当具有挑战性，因为它受到若干阻碍因素的不利影响。例如，由于病变组织的生物学和灌注上的差异，病变可能会发出不同量的荧光。此外，与病变不同的视场的其他部分可能发出因其类型而异的干扰荧光；例如，干扰光可能是由于手术器械、手、手术工具、周围的身体部位(例如手术腔周围的皮肤或其中不相关的器官)和背景材料造成的。
[0006]特别是，荧光图像经常被分割成具有基本同质特征的部分(分区)，以将荧光团(然后是对应的目标)与视场的其余部分区分开来；特别参考医疗应用，荧光图像的分割可用于将病变与健康组织区分开来。为此目的，通过将每个荧光图像的对应(荧光)值与分割阈值进行比较，将身体部位的位置分类为病变的分区或健康组织的分区。分割阈值通常是根据荧光值的统计分布自动计算出来的。然而，干扰光会使荧光值的统计分布偏离，然后使分割阈值偏离(使其增加或减少)。这涉及对身体部位的位置进行错误分类的风险。
[0007]例如，在外科应用中，这会导致对病变边缘的精确识别的不确定性(存在不完全切除病变或过度移除健康组织的风险)。在诊断应用中，这会对病变的识别和/或量化产生不利影响，这可能会导致误解(存在假阳性/假阴性和错误跟进的风险)。在治疗应用中，这会对待治疗病变的描绘产生不利影响(存在降低治疗效果或损害健康组织的风险)。
[0008]US
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A
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2019/030371公开了一种用于分割3D医疗图像的技术。为此目的，工作在2D或2.5D上的第一神经网络被用于产生在大型3D结构内较小的关注区域的快速估计；然后，工作在3D上的第二神经网络被用于得到对此类关注区域的更精确的分割。

技术实现思路

[0009]在本文中呈现了本公开的简化的
技术实现思路
以便提供对它的基本理解；然而，本
技术实现思路
的唯一目的是以简化的形式介绍本公开的一些概念，作为本公开的以下更详细描述的前奏，而不应将其解释为对其关键要素的标识或对其范围的描述。
[0010]一般而言，本公开是基于在限制于分析区域时验证分割的思想。
[0011]特别地，一个方面提供了一种方法，用于对包括含有发光物质的目标的视场进行成像。该方法包括将分析区域设置为发光图像的围绕目标的可疑表示的一部分，并将该分析区域分割成发光剂的检测分区和非检测分区；然后显示发光图像，其中检测分区根据基于分割质量的验证指标而被突出显示。
[0012]另一方面提供了一种用于实现该方法的计算机程序。
[0013]另一方面提供了一种对应的计算机程序产品。
[0014]另一方面提供了一种用于实现该方法的系统。
[0015]另一方面提供了一种对应的手术方法。
[0016]另一方面提供了一种对应的诊断方法。
[0017]另一方面提供了一种对应的治疗方法。
[0018]更具体地，利用通过引用逐字并入本文的所有权利要求的措辞，本公开的一个或多个方面在独立权利要求中阐述并且其有利特征在从属权利要求中阐述(其中参考任何特定方面提供的任何有利特征经过适当的修改后适用于每一个其他方面)。
附图说明
[0019]本公开的技术方案及其进一步的特征和优点将通过参考以下仅以非限制性指示给出的具体实施方式并结合附图进行阅读而得到最好的理解(其中，为简单起见，对应的元素用相同或相似的标号表示，对其解释不再赘述，并且每个实体的名称通常用于表示其类型和属性，例如值、内容和表示)。特别地：
[0020]图1示出了可用于实施根据本公开实施例的技术方案的成像系统的示意框图，
[0021]图2A至图2C和图3A至图3D示出了根据本公开实施例的技术方案的应用的不同示例，
[0022]图4示出了可用于实现根据本公开实施例的技术方案的主要软件组件，并且
[0023]图5A至图5C示出了描述与根据本公开实施例的技术方案的实现有关的活动的流程的活动图。
具体实施方式
[0024]特别地参照图1，示出了可用于实施根据本公开实施例的技术方案的成像系统100的示意框图。
[0025]成像系统100允许对相应视场103(由成像系统100对其敏感的立体角内的领域的一部分限定)的场景进行成像。例如，成像系统100用于在外科应用(通常称为荧光引导手术(FGS)，特别是在与肿瘤相关时的荧光引导切除术(FGR))中协助外科医生。在该特定情况下，视场103涉及正在接受外科手术的患者106，已向该患者施用(例如，适于在肿瘤中积聚的)荧光剂。视场103包含患者106的身体部位109，其中手术腔112(例如，微创手术中的小皮
肤切口)已被打开以暴露待切除的肿瘤115。视场103还可以包含一种或多种不同于手术腔112的外来物(图中未示出)，例如手术器械、手、手术工具、周围的身体部位、背景材料等(围绕手术腔112或者与手术腔112重叠)。
[0026]成像系统100具有用于获取视场103的图像的成像探头118和用于控制其操作的中央单元121。
[0027]从成像探头118开始，它具有照明单元(用于照明视场103)和获取单元(用于获取视场103的图像)，其包括以下组件。在照明单元中，激发光源124和白色光源127分别产生激发光和白光。激发光具有适合于激发(例如，近红外类型或NIR类型的)荧光剂的荧光团的波长和能量，而白光在人眼看来基本上是无色的(例如，以相同强度包含对人眼可见的光谱的所有波长)。对应的传送光学器件130和传送光学器件133分别将激发光和白光传送到(同一)视场103。在获取单元中，收集光学器件136收集来自视场103的光(以落射式照明几何)。收集的光包括由存在于视场中的(由激发光照射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对视场(103)进行成像的方法(500)，该视场(103)包括含有发光物质的目标(115)，其中，所述方法(500)包括：向计算设备(100)提供(508)视场(103)的发光图像(205；205F)，发光图像(205；205F)包括多个发光值，这些发光值表示由发光物质从视场(103)的相应位置发射的发光光，通过计算设备(100)将分析区域(225；260)设置(512
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552)为发光图像(205；205F)的围绕目标(115)的可疑表示的一部分，通过计算设备(100)仅根据分析区域(225；260)的发光值将分析区域(225；260)分割(554
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556)成分别表示检测到发光剂和未检测到发光剂的检测分区(230d；265d)和非检测分区(230n；265n)，通过计算设备(100)基于所述分割(554
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556)分析区域(225；260)的质量指标来确定(558
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574)验证指标，以及通过计算设备(100)显示(576
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586)发光图像(205；205F)，其中检测分区(230d；265d)根据验证指标而被突出显示。2.根据权利要求1所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)显示(578
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582，586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)根据验证指标而被选择性地突出显示。3.根据权利要求2所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)显示(578
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582，586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)根据验证指标与验证阈值的比较而被突出显示或不突出显示。4.根据权利要求2或3所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)以黑白色显示(578
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582，586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)分别通过以彩色或黑白色显示来突出显示或不突出显示。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)显示(584
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586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)根据验证指标而按突出显示强度渐进地突出显示。6.根据权利要求5所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)显示(584
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586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)按与验证指标成比例的突出显示强度突出显示。7.根据权利要求5或6所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)以黑白色显示(584
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586)发光图像(205，250F)，其中检测分区(230d；265d)通过根据验证指标以具有视觉提示的颜色显示来突出显示。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)根据检测分区(230d；265d)的内容与非检测分区(230n；265n)的内容之间的比较来确定(560
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564)质量指标。9.根据权利要求8所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)，根据检测分区(230d；265d)的发光值计算(560
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562)检测值，并且根据非检测分区(230n；265n)的发光值计算(560
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562)非检测值，以及通过计算设备(100)根据检测值与非检测值之间的比较来计算(564)质量指标。10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：
通过计算设备(100)仅根据检测分区(230d；265d)的内容确定(566)质量指标。11.根据权利要求10所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)根据检测分区(230d；265d)的连续性计算(566)质量指标。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通过计算设备(100)将分析区域(225；260)初始化(514)为与发光图像(205；205F)相等的背景空间的一部分。13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法(500)，其中，视场(103)包含用于成像的关注区域(112)和不同于关注区域(1123)的一个或多个外来物(210
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220；235
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245)，所述方法(500)包括：向计算设备(100)提供(508)视场(103)的辅助图像(205R)，该辅助图像(205R)包括表示辅助光的多个辅助值，该辅助光不同于发光光，是从视场的相应辅助位置接收到的，通过计算设备(100)根据辅助图像(205R)的内容识别(516)辅助图像(205R)的辅助信息区域(250Ri)，辅助信息区域(250Ri)表示没有外来物(210
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220；235
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245)的关注区域(112)，通过计算设备(100)识别(518)发光图像(205F)的与辅助信息区域(250Ri)对应的发光信息区域(250Fi)，以及通过计算设备(100)将分析区域(225；260)初始化(520)为背景空间的根据发光信息区域(250Fi)限定的一部分。14.根据权利要求13所述的方法(500)，其中，辅助图像是反射图像(205R)，辅助光是可见光，并且辅助值表示由白光照射的视场(103)的相应辅助位置所反射的可见光。15.根据权利要求13或14所述的方法(500)，其中，识别(516)辅助信息区域的步骤包括：通过计算设备(100)将辅助图像(205R)在语义上分割(516)成对应于关注区域(112)的至少一个关注区域类别的辅助信息区域(250Ri)以及对应于外来物(210
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220；235
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245)的一个或多个外来物类别的辅助非信息区域(250Rn)。16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法(500)，其中，所述方法(500)包括：通...

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