【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于在至少一個(gè)圖像之內(nèi)自動(dòng)定位特定目標(biāo)組織類型的方法，該圖像利用（特別是醫(yī)學(xué)的）圖像拍攝系統(tǒng)拍攝。這可以例如在利用作為圖像拍攝系統(tǒng)一部分的內(nèi)窺鏡執(zhí)行的內(nèi)窺鏡介入期間發(fā)生。在此，按照本專利技術(shù)的方法應(yīng)該簡(jiǎn)化或總的來(lái)說(shuō)首先允許：以較高的可靠性在圖像之內(nèi)將目標(biāo)組織類型與其它種類的組織區(qū)分并且由此在（正利用圖像拍攝系統(tǒng)觀察的）手術(shù)區(qū)域之內(nèi)定位該目標(biāo)組織類型。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知的是，借助熒光著色劑使特定的要識(shí)別的組織類型（例如腫瘤）可見，從而可以通過(guò)相應(yīng)的顏色標(biāo)記使實(shí)況視頻圖像中的癌變組織對(duì)手術(shù)醫(yī)生來(lái)說(shuō)是可辯認(rèn)的。此外，手術(shù)醫(yī)生還利用癌癥組織的機(jī)械強(qiáng)度與健康組織不同這一事實(shí)，通過(guò)觸摸來(lái)找出和定位癌變組織。然而，在這些方法中，醫(yī)生往往依靠其經(jīng)驗(yàn)和解剖學(xué)知識(shí)，以便借助內(nèi)窺鏡在手術(shù)區(qū)域之內(nèi)定位特定組織類型。
2、神經(jīng)組織屬于人體中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其中，在手術(shù)期間損傷神經(jīng)可能導(dǎo)致不同的后果，包括慢性疼痛，或者甚至不同有機(jī)結(jié)構(gòu)的功能喪失。隨之，對(duì)受影響者來(lái)說(shuō)，生活質(zhì)量往往大打折扣。
3、恰恰在頭頸部區(qū)域中手術(shù)時(shí)，對(duì)神經(jīng)的仔細(xì)識(shí)別是必不可少的，以便避免神經(jīng)損傷。但是目前，由外科醫(yī)生僅根據(jù)解剖學(xué)和外觀識(shí)別神經(jīng)，必要時(shí)結(jié)合肌電圖（emg）識(shí)別，其中，通常在實(shí)際中，手術(shù)完成后發(fā)覺神經(jīng)受損。而且已有科學(xué)出版物，例如由lanhout等人2018年發(fā)表在專業(yè)期刊《laryngoscope?investigative?otolaryngology》中的文章《利用漫反射光譜學(xué)在頭頸外科手術(shù)中的活體神經(jīng)識(shí)別（in
4、因此，為了定位周圍神經(jīng)，當(dāng)前在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)遵循不同的技術(shù)方法：這些方法之一是自發(fā)熒光（af）的方法，其中利用了不同的組織類型在用合適的波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)示出不同強(qiáng)度的熒光這一事實(shí)。在此，自發(fā)熒光的方法基于的事實(shí)是，在人體中存在天然熒光團(tuán)（例如脂肪色素、膠原蛋白或彈性蛋白），這些熒光團(tuán)在用uv光相應(yīng)照明時(shí)能夠被激發(fā)成自發(fā)熒光。然而，這種方法因此不單單僅使神經(jīng)可見，而且使其它示出自發(fā)熒光特性的組織類型、例如韌帶或脂肪組織可見。但是在醫(yī)療應(yīng)用中，必須將神經(jīng)與這些其它組織類型清楚地區(qū)分，以便防止在手術(shù)中損傷神經(jīng)。因此，在自發(fā)熒光的方法中，決定性的缺點(diǎn)在于，不只有神經(jīng)組織，其它組織類型也示出自發(fā)熒光特性，從而它們?cè)谧园l(fā)熒光成像中也是可見的。因此，所描述的自發(fā)熒光的方法不夠特異，無(wú)法專門地和選擇性地檢測(cè)和定位神經(jīng)組織。
5、另一方面，醫(yī)生在神經(jīng)的內(nèi)窺鏡定位中經(jīng)常使用所獲得的圖像印象、經(jīng)驗(yàn)和解剖學(xué)知識(shí)。然而，這些印象全部是主觀的，而且正是解剖學(xué)可以示出不同患者之間的差異。同樣出于這些原因，正在測(cè)試各種技術(shù)，以便能夠在內(nèi)窺鏡介入期間更加可靠地并且能夠更加再現(xiàn)地定位神經(jīng)組織，并由此避免在介入期間對(duì)神經(jīng)的損傷。
6、如所提到的，可以用于神經(jīng)檢測(cè)的另一種可能的方法是漫反射光譜學(xué)（drs）的方法。在這種方法中典型地使用具有例如1nm的較高波長(zhǎng)分辨率的反射光譜，以便根據(jù)其“光譜指紋”將不同的組織類型彼此區(qū)分。不過(guò)，在此將相應(yīng)的測(cè)量探針直接放置到組織上，或者甚至刺入到組織中。因此，在drs中，探針必須與組織直接接觸并且相應(yīng)地也只提供在瞬時(shí)可見范圍中特定位置處的信息。然而，這對(duì)于內(nèi)窺鏡的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是不可行的，特別是在必須檢查更大的手術(shù)區(qū)域的情況下。也就是說(shuō)，利用這種方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)在內(nèi)窺鏡的整個(gè)視野之內(nèi)定位特定組織類型。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、從這種背景出發(fā)，本專利技術(shù)所基于的任務(wù)是，提供一種改進(jìn)的技術(shù)方案，利用該技術(shù)方案能夠在例如正利用內(nèi)窺鏡觀察的手術(shù)區(qū)域之內(nèi)定位特定組織類型、特別是神經(jīng)組織。
2、為了解決該任務(wù)，按照本專利技術(shù)，在一種方法中規(guī)定了權(quán)利要求1的特征。特別地，因此按照本專利技術(shù)，為了解決該任務(wù)，在開頭所述類型的方法中提出，在第一選擇步驟中，借助于第一成像方法，在所述至少一個(gè)圖像之內(nèi)自動(dòng)地識(shí)別和選擇至少一個(gè)第一圖像范圍。在此，除了顯示目標(biāo)組織類型，所述至少第一圖像范圍還顯示至少另一種不同于目標(biāo)組織類型的二級(jí)組織類型。換句話說(shuō)，這種第一次預(yù)選的選擇性還不足以足夠精確地在圖像中定位目標(biāo)組織類型。但是，第一選擇步驟的結(jié)果可以已經(jīng)是具有減少了的信息量的圖像。
3、因此，按照本專利技術(shù)，在第二選擇步驟中，借助于不同于第一成像方法的第二成像方法（其可以如第一成像方法所述，優(yōu)選地分別為光學(xué)的方法），在已經(jīng)預(yù)先選擇的所述至少一個(gè)第一圖像范圍之內(nèi)識(shí)別和選擇至少一個(gè)第二圖像范圍（作為子范圍）。在此，所述至少一個(gè)第二圖像范圍則主要或者甚至唯獨(dú)顯示要確定的目標(biāo)組織類型。換句話說(shuō)，由此可以根據(jù)第二圖像范圍在手術(shù)區(qū)域之內(nèi)足夠選擇性地定位目標(biāo)組織類型。因此，第二選擇步驟的結(jié)果可以是具有又進(jìn)一步減少了的信息量的圖像。因此，這樣獲得的圖像特別是可以是具有期望的信息的光譜圖像，即目標(biāo)組織類型在原始的所述至少一個(gè)圖像之內(nèi)的相對(duì)位置和延伸范圍。
4、因此，所述方法可以包括兩個(gè)在時(shí)間上彼此相繼的圖像處理步驟，即第一選擇步驟和第二選擇步驟。
5、特別是在隨后的第三方法步驟中，則可以在所述至少一個(gè)圖像中或在與之對(duì)應(yīng)的圖像、例如vis圖像（其可以是例如靜止的圖像或者是例如變化的實(shí)況圖像）中，為用戶突出顯示這樣識(shí)別的所述至少一個(gè)第二圖像范圍。這可以通過(guò)特定的假色實(shí)現(xiàn)，或者例如借助所謂的“圖像疊加（image?overlay）”實(shí)現(xiàn)。
6、利用這種方法可以像素精確地并且（在沒有用戶的任何輸入的情況下）自動(dòng)地得出相應(yīng)的像素是否示出了目標(biāo)組織類型的結(jié)論。在具體的應(yīng)用中在此可能的是，所述至少一個(gè)第二圖像范圍比其所基于的、手術(shù)醫(yī)生所觀察的和/或利用圖像拍攝系統(tǒng)正記錄的圖像（其例如可以是vis實(shí)況圖像或ir實(shí)況圖像）示出的分辨率更低。
7、此外，按照本專利技術(shù)的方法原則上不但能夠在開放進(jìn)行的醫(yī)療介入中應(yīng)用，但而且也能夠在身體內(nèi)部進(jìn)行的內(nèi)窺鏡介入中應(yīng)用。在該方法中使用的圖像拍攝系統(tǒng)可以包括例如內(nèi)窺鏡、顯微鏡或宏觀鏡，因?yàn)橐院畏N方式光學(xué)地檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)并不重要。
8、因此，利用按照本專利技術(shù)的方法可以在利用圖像拍攝系統(tǒng)記錄的圖像之內(nèi)、特別是在實(shí)況視頻圖像數(shù)據(jù)流之內(nèi)快速地（特別是實(shí)時(shí)地基于實(shí)況視頻圖像數(shù)據(jù)流）、以較高的可靠性以及位置分辨地辨別特定組織類型。在此，在應(yīng)用中的主要優(yōu)勢(shì)在于改進(jìn)的手術(shù)引導(dǎo)：這樣特別是可以防止損傷神經(jīng)組織，因此可以有效地預(yù)防間接損傷。此外，所述方法可以在手術(shù)期間的特定情況中幫助醫(yī)生做出決策。
9、特別是在內(nèi)窺鏡手術(shù)期間定位外周神經(jīng)時(shí)，手術(shù)醫(yī)生可以因此通過(guò)技術(shù)的使用獲得輔助。在此，按照本專利技術(shù)的方法考慮了在內(nèi)窺鏡介入時(shí)存在的具體邊界條件，特別是無(wú)接觸地辨別要定位的組織類型的必要性。所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.用于在至少一個(gè)圖像（3）之內(nèi)自動(dòng)定位特定目標(biāo)組織類型（6）的方法，該圖像利用圖像拍攝系統(tǒng)（1）拍攝、特別是在利用作為圖像拍攝系統(tǒng)（1）一部分的內(nèi)窺鏡（2）執(zhí)行的內(nèi)窺鏡介入期間拍攝，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，自動(dòng)地由圖像拍攝系統(tǒng)（1）基于對(duì)所述至少一個(gè)圖像（3）的圖像評(píng)估進(jìn)行第一選擇步驟和/或第二選擇步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，連續(xù)地實(shí)時(shí)執(zhí)行第一選擇步驟和第二選擇步驟，并且在實(shí)況視頻圖像數(shù)據(jù)流中在視覺上突出顯示目標(biāo)組織類型（6），特別是以便因此使用戶能夠在利用圖像拍攝系統(tǒng)（1）觀察的區(qū)域之內(nèi)定位所述目標(biāo)組織類型（6）。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，基于在空間上或時(shí)間上從所述至少一個(gè)圖像（3）的整個(gè)光譜信息分離的光譜部分信息來(lái)執(zhí)行第一選擇步驟和/或第二選擇步驟。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，第一選擇步驟減少了在第二選擇步驟中處理的圖像信息量和/或光譜信息量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在第二選擇步驟的框架中，基于圖像拍攝系統(tǒng)（1）的至少兩個(gè)不同
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，目標(biāo)組織類型（6）是神經(jīng)組織，和/或
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，第一成像或測(cè)量方法選自以下方法之一：
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，第二成像或測(cè)量方法選自以下方法之一：
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在第二選擇步驟的框架中，
11.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，
12.醫(yī)學(xué)圖像拍攝系統(tǒng)（1），
...【技術(shù)特征摘要】
1.用于在至少一個(gè)圖像（3）之內(nèi)自動(dòng)定位特定目標(biāo)組織類型（6）的方法，該圖像利用圖像拍攝系統(tǒng)（1）拍攝、特別是在利用作為圖像拍攝系統(tǒng)（1）一部分的內(nèi)窺鏡（2）執(zhí)行的內(nèi)窺鏡介入期間拍攝，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，自動(dòng)地由圖像拍攝系統(tǒng)（1）基于對(duì)所述至少一個(gè)圖像（3）的圖像評(píng)估進(jìn)行第一選擇步驟和/或第二選擇步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，連續(xù)地實(shí)時(shí)執(zhí)行第一選擇步驟和第二選擇步驟，并且在實(shí)況視頻圖像數(shù)據(jù)流中在視覺上突出顯示目標(biāo)組織類型（6），特別是以便因此使用戶能夠在利用圖像拍攝系統(tǒng)（1）觀察的區(qū)域之內(nèi)定位所述目標(biāo)組織類型（6）。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，基于在空間上或時(shí)間上從所述至少一個(gè)圖像（3）的整個(gè)光譜信息分離的光譜部分信息來(lái)執(zhí)行第一選擇步驟和/或第二選擇步驟。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·施韋爾茨勒，M·格恩，C·拉普，M·德巴廷，P·施特里貝爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：雪力光纖有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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