一種病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療手術(shù)輔助裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)外科手術(shù)由于手術(shù)設(shè)備、器械與技術(shù)上的限制，很大程度上依賴于手術(shù)醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)，而不同的醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)是不同的，會(huì)造成手術(shù)精準(zhǔn)度和成功率不同。同時(shí)，進(jìn)行傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)外科手術(shù)時(shí)，手術(shù)醫(yī)師的工作強(qiáng)度和工作負(fù)擔(dān)都很大。
[0003]近幾十年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、圖像處理技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展與革新，外科手術(shù)正在向著精細(xì)、準(zhǔn)確、快速的方向發(fā)展。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)正是在此過(guò)程中發(fā)展出來(lái)的新型手術(shù)輔助設(shè)備，這類設(shè)備的基本原理是將PET、CT、MR1、熒光等醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行相應(yīng)處理(圖像融合、坐標(biāo)變換等)，從而實(shí)現(xiàn)有效地術(shù)前觀察或者手術(shù)過(guò)程中的實(shí)時(shí)引導(dǎo)。這類設(shè)備首先應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)，隨后逐漸推廣用于其他手術(shù)領(lǐng)域，包括骨科、耳鼻喉科和整形外科等。其中，腫瘤切除手術(shù)是手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)新興領(lǐng)域。目前，腫瘤切除是治療癌癥的首選方法，也是最有效的治療方法，該方法通過(guò)將癌癥原發(fā)病灶(癌癥最初發(fā)生的部位)及轉(zhuǎn)移病灶(由原發(fā)性轉(zhuǎn)移的病灶)一并切除，從而使病人獲得治愈機(jī)會(huì)。在腫瘤切除手術(shù)中，醫(yī)生可采用手術(shù)導(dǎo)航裝置作為手術(shù)輔助裝置精確的分辨腫瘤病變部位和良性細(xì)胞部位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤病變部位的精準(zhǔn)切除。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)于手術(shù)定位的精度提高、手術(shù)醫(yī)源性損傷的減少、手術(shù)路徑優(yōu)化及成功率提高上等具有十分重要的意義。
[0004]現(xiàn)有的醫(yī)用導(dǎo)航裝置一般通過(guò)攝像頭拍攝所需醫(yī)學(xué)影像，經(jīng)過(guò)處理后顯示在相應(yīng)屏幕上，提供給醫(yī)生病變部位信息。這種方法雖然能夠?qū)⑹中g(shù)所需的信息呈現(xiàn)在醫(yī)生面前，但是醫(yī)生看到的影像與病人實(shí)際病變部位分開(kāi)顯示，需要醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中不斷切換視野，導(dǎo)致醫(yī)生在切除病灶的過(guò)程中，無(wú)法精準(zhǔn)地操作。同時(shí)，由于醫(yī)生需要不停地轉(zhuǎn)換視角以獲取影像提供的信息，給醫(yī)生手術(shù)過(guò)程帶來(lái)極大的不便。
[0005]也有一些人提出將處理后的醫(yī)學(xué)影像投影到相應(yīng)手術(shù)區(qū)域的方法，但是，這會(huì)造成投影出的影像再次被采集設(shè)備所采集，給下一時(shí)刻的圖像處理增加了困難，引入了不必要的背景圖像和噪聲。從而使采集、投影的影像的準(zhǔn)確性變差，增加了手術(shù)的不確定性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置，能夠采集手術(shù)病人病變部位的圖像并精確投影到病人病變部位，指導(dǎo)手術(shù)醫(yī)生精確的進(jìn)行腫瘤切除手術(shù)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例所采取的技術(shù)方案是:
[0008]包括支架，支架上設(shè)有影像采集部件、投影部件和多個(gè)激發(fā)光源，影像采集部件連接投影部件，投影部件上設(shè)有投影調(diào)制裝置和投影圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)。
[0009]優(yōu)選地，影像采集部件和投影部件之間設(shè)有圖像處理部件。
[0010]優(yōu)選地，影像采集部件上設(shè)有圖像增強(qiáng)部件。
[0011]優(yōu)選地，影像采集部件上設(shè)有濾光部件。
[0012]優(yōu)選地，投影調(diào)制裝置連接投影圖像修正解調(diào)裝置。
[0013]優(yōu)選地，支架包括基體模塊和安裝模塊，基體模塊和安裝模塊可拆卸連接，影像采集部件和投影部件設(shè)置在安裝模塊上。
[0014]優(yōu)選地，基體模塊為支撐式支架或佩戴式支架。
[0015]優(yōu)選地，投影部件上設(shè)有移動(dòng)電源，移動(dòng)電源連接微處理器。
[0016]優(yōu)選地，安裝模塊可以在基體模塊上移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]本病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置產(chǎn)生的有益效果為:
[0018]1.本裝置設(shè)有影像采集部件、投影部件和多個(gè)激發(fā)光源，激發(fā)光源均勻照射到病灶區(qū)域，影像采集部件采集病變部位影像，傳輸?shù)酵队安考?，投影部件上設(shè)有投影調(diào)制裝置和投影圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)；通過(guò)時(shí)段控制，影像采集時(shí)，投影設(shè)備投出的圖像被投影調(diào)制裝置所阻擋，無(wú)法投射到手術(shù)區(qū)域，不會(huì)被圖像采集設(shè)備所采集；當(dāng)激發(fā)光照射間隙時(shí)，投影設(shè)備投出的圖像可以通過(guò)投影調(diào)制裝置和投影圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，將熒光圖像投射到相應(yīng)組織病變區(qū)域，并將投出的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，被醫(yī)生肉眼捕獲。時(shí)段控制頻率的采樣頻率在50Hz以上，達(dá)到實(shí)時(shí)要求。投影出的影像的時(shí)間和所述影像采集部件采集的時(shí)間相互錯(cuò)開(kāi)，從而既可以讓手術(shù)醫(yī)師看到投影出的圖像，又避免投影設(shè)備投出的光被影像采集部件所采集，有效地避免了投影圖像及其他背景光對(duì)熒光圖像的影響，提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和成功率。
[0019]2.影像采集部件和投影部件之間設(shè)有圖像處理部件，將接收到的圖片根據(jù)不同手術(shù)情況要求進(jìn)行處理，例如偽彩增強(qiáng)、圖像分割、圖像銳化、邊緣檢測(cè)或圖像融合等，使需要得到的手術(shù)信息在圖片中更加清晰，將本不可見(jiàn)的手術(shù)信息，如腫瘤熒光、骨骼形狀或血管分布等可視化，并且與背景部分對(duì)比強(qiáng)烈，能從背景部分中突出顯示出來(lái)，可以在投影出以后，方便醫(yī)生更準(zhǔn)確的識(shí)別出病變區(qū)域與正常組織區(qū)域位置，輔助醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前觀察和手術(shù)定位。
[0020]3.影像采集部件上設(shè)有濾光部件，濾光部件安裝在影像采集部件前端前，用于濾除其他背景雜光，從而清晰地采集到病變部位的影像信息。
[0021]4.支架包括基體模塊和安裝模塊，基體模塊和安裝模塊可拆卸連接，有助于裝置的安裝與運(yùn)輸；根據(jù)所選設(shè)備規(guī)格，可以自由選擇為支架式或者佩戴式，使用在不同的手術(shù)區(qū)域和手術(shù)環(huán)境。
[0022]5.投影調(diào)制裝置連接投影圖像修正解調(diào)裝置，用以將調(diào)制后的圖像進(jìn)行處理，從而使圖像更加清晰，使相應(yīng)手術(shù)信息更加明顯，易于辨別。
[0023]6.投影部件上設(shè)有移動(dòng)電源，移動(dòng)電源連接微處理器，可以在沒(méi)有電源輸入的情況下給系統(tǒng)供電，裝置使用更加方便。
[0024]7.安裝模塊可以在基體模塊上移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，可以根據(jù)手術(shù)的需要，自由的調(diào)整安裝模塊的角度和方向。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1所示為本實(shí)用新型的病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0027]參考圖1，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，病變部位顯像投影導(dǎo)航裝置包括支架，支架上設(shè)有影像采集部件5、投影部件3和多個(gè)激發(fā)光源8，影像采集部件5連接投影部件3，投影部件上設(shè)有投影調(diào)制裝置4和投影圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)。
[0028]影像采集部件5可以是CCD、CMOS攝像頭或者其他影像采集部件。
[0029]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，選擇近紅外感光能力強(qiáng)的CXD相機(jī)作為影像采集部件，用以采集熒光信息。
[0030]投影部件8投出的光既可以作為背景光又可以投出增強(qiáng)后的病灶醫(yī)學(xué)圖像，使肉眼可以觀察到病灶位置。
[0031]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，采用微型投影儀作為投影設(shè)備，微型投影投影儀采用的是數(shù)字光處理DLP投影技術(shù)，其投影亮度為260 lm，最高分辨率可達(dá)1920*1080，可以投影的距離在0-3m。
[0032]在導(dǎo)航裝置的安裝過(guò)程要確保CCD相機(jī)鏡頭采集位置和微型投影儀投出位置相對(duì)固定。
[0033]激發(fā)光源8用于產(chǎn)生一定強(qiáng)度的激發(fā)光，以超過(guò)人眼分辨極限的某一特定頻率照射到已注入熒光顯像劑的病變組織上，其照射時(shí)段與圖像采集時(shí)段一致?？梢愿鶕?jù)手術(shù)需求，選定數(shù)目和位置，安裝在合適位置使其可以照射在手術(shù)區(qū)域相應(yīng)位置。
[0034]激發(fā)光源8可根據(jù)使用場(chǎng)合不同，選用不同尺寸、波長(zhǎng)、形狀的足夠功率的光源，其可以按照一定的頻率對(duì)手術(shù)腫瘤區(qū)域進(jìn)行激發(fā)，與投影部件3的投影圖像時(shí)間相錯(cuò)開(kāi)，即在投影圖像未投影到手術(shù)區(qū)域，而影像采集部件5采集圖像時(shí)進(jìn)行激發(fā)，也可以根據(jù)環(huán)境選擇常殼激發(fā)。
[0035]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，激發(fā)光源8可采用LED、LD或其他功率足夠的光源，固定于手術(shù)臺(tái)或者安裝在支架上，均勻的照射在手術(shù)區(qū)域上。
[0036]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，選擇690nm的手持LED陣列作為激發(fā)光源，用以激發(fā)熒光造影劑從而產(chǎn)生熒光。
[0037]投影調(diào)制裝置4控制投影部件3投出圖像的頻率，使其與影像采集部件5同步:即在圖像采集時(shí)去除投影出的光，只對(duì)激發(fā)出的熒光進(jìn)行采集；投出圖像的頻率控制到人眼辨別范圍以上，從而使手術(shù)醫(yī)生可以清楚地看到不閃爍的投影圖像。
[0038]影像采集部件5采集到的圖像由投影部件3經(jīng)投影調(diào)制裝置4控制投出，并將投出的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，能與組織中的腫瘤部分相重疊。
[0039]投影調(diào)制裝置4可以對(duì)投影光進(jìn)行頻率，相位，幅值的改變或者混合不同類型的光源，對(duì)出射圖案進(jìn)行各種變換，使用點(diǎn)掃描或線掃描光源等其他改變光源信息的方法，使得投影出的圖片符合相應(yīng)的需求，便于分辨和觀察。
[0040]投影調(diào)制裝置4可以根據(jù)不同需求，采用