專利名稱：光動(dòng)力跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療儀器，特別是涉及ー種光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)。背景技木在傳統(tǒng)的光動(dòng)カ治療中，手持或者機(jī)械夾持激光光路對(duì)病人病灶區(qū)域中的病變組織進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間激光照射，醫(yī)生通過肉眼觀察并判斷病灶區(qū)域的位置來控制整個(gè)治療的過程。然而，由于需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的激光照射，在通過機(jī)械夾持的方式進(jìn)行光動(dòng)カ治療時(shí)，病人因疲勞而發(fā)生移位的現(xiàn)象常常發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致照射位置偏離病變區(qū)域損傷正常組織。通過手持激光光路的方式進(jìn)行光動(dòng)カ治療時(shí)，對(duì)于手持激光光路的醫(yī)生而言也會(huì)發(fā)生移動(dòng)導(dǎo)致正常組織的損傷。因此，無論是通過機(jī)械夾持的方式還是手持的方式進(jìn)行光動(dòng)カ 治療都存在著照射位置不準(zhǔn)確的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種能提高照射位置準(zhǔn)確度的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)。一種光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng),至少包括發(fā)射激光對(duì)病灶區(qū)域進(jìn)行光照的照射裝置；采集腔鏡圖像的圖像采集裝置；分別與所述照射裝置和圖像采集裝置電氣相連，井根據(jù)所述腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)所述照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域的控制器。優(yōu)選地，所述照射裝置包括激光光纖以及與所述激光光纖連接的腔鏡。優(yōu)選地，所述照射裝置還包括夾持所述腔鏡，受所述控制器驅(qū)動(dòng)跟隨移動(dòng)的病灶區(qū)域調(diào)整位姿的機(jī)械臂。優(yōu)選地，所述控制器為計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，所述控制器包括從病灶區(qū)域的腔鏡圖像中提取參考圖像的提取模塊，與所述提取模塊電氣相連，將所述參考圖像與當(dāng)前腔鏡圖像進(jìn)行匹配得到所述機(jī)械臂調(diào)整的位姿的跟蹤模塊。優(yōu)選地，所述圖像采集裝置為攝像頭。優(yōu)選地，所述攝像頭為CXD攝像頭。上述光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)中，圖像采集裝置采集腔鏡圖像，控制器根據(jù)腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域，從而避免了病灶區(qū)域エ移動(dòng)而造成的照射位置偏離，使得照射裝置所發(fā)射出的激光準(zhǔn)確地照射在病灶區(qū)域，極大地提高了照射位置的準(zhǔn)確度以及光動(dòng)カ治療的成效。

圖I為ー個(gè)實(shí)施例中光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用不意圖；[0022]圖3為圖I中控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式圖I示出了一個(gè)實(shí)施例中光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，至少包括照射裝置10、圖像采集裝置30以及控制器50。照射裝置10用來發(fā)射激光對(duì)病灶區(qū)域進(jìn)行光照；圖像采集裝置30用來采集腔鏡圖像；控制器50分別與照射裝置10和圖像采集裝置30電氣相連，并根據(jù)腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)照射裝置10跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域。如圖2所示，照射裝置10包括了激光光纖101以及與激光光纖101連接的腔鏡 103。本實(shí)施例中，激光光纖101與腔鏡103集成在一起形成了光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)中的光路， 腔鏡103置于病人的病灶區(qū)域之上，與激光光纖101相互作用進(jìn)行足夠劑量的照射。另ー實(shí)施例中，照射裝置10還包括了夾持腔鏡103，受控制器50驅(qū)動(dòng)跟隨移動(dòng)的病灶區(qū)域調(diào)整位姿的機(jī)械臂105。本實(shí)施例中，為降低光動(dòng)カ治療過程中對(duì)醫(yī)生損傷技能的依賴，機(jī)械臂105的自由端115通過夾持腔鏡103實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶區(qū)域的照射。在光動(dòng)カ治療的過程中，通過調(diào)整機(jī)械臂105的位置和姿態(tài)來移動(dòng)激光照射的位置。圖像采集裝置30可以是攝像頭。本實(shí)施例中，圖像采集裝置30首先以病灶區(qū)域?yàn)槌跏嘉恢眠M(jìn)行腔鏡圖像的采集。在得到病灶區(qū)域的腔鏡圖像之后圖像采集裝置30繼續(xù)采集腔鏡圖像，以獲取病灶區(qū)域的實(shí)時(shí)移動(dòng)狀態(tài)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，圖像采集裝置為CCD 攝像頭。圖3示出了一個(gè)實(shí)施例中的控制器，控制器50為計(jì)算機(jī)，包括了提取模塊501以跟蹤模塊503。提取模塊301從腔鏡圖像中提取病灶區(qū)域圖像，跟蹤模塊503用來與提取模塊501 電氣相連，將病灶區(qū)域圖像與腔鏡圖像的生成的圖像進(jìn)行匹配得到機(jī)械臂105調(diào)整的位姿。提取模塊501用于從腔鏡圖像中提取參考圖像。本實(shí)施例中，提取模塊501中對(duì)采集到的腔鏡圖像進(jìn)行預(yù)處理以增強(qiáng)腔鏡圖像的清晰度。對(duì)腔鏡圖像所進(jìn)行的預(yù)處理主要包括圖像去噪、光照增強(qiáng)、反光去除、紋理增強(qiáng)以及超分辨率增強(qiáng)等。由于圖像采集裝置首先對(duì)病人的病灶區(qū)域進(jìn)行圖像采集，因此對(duì)病人的病灶區(qū)域所采集到的腔鏡圖像進(jìn)行提取以得到參考圖。具體地，提取得到參考圖像的過程是根據(jù)經(jīng)過預(yù)處理的腔鏡圖像中每個(gè)像素的三通道顔色值計(jì)算得到拉普拉斯矩陣，并計(jì)算拉普拉斯矩陣的多個(gè)特征向量；然后在限制條件下將計(jì)算得到的特征向量進(jìn)行線性結(jié)合得到摳圖拉普拉斯構(gòu)件；最后將這些摳圖拉普拉斯構(gòu)件結(jié)合起來即可得到表明病灶區(qū)域的參考圖像。跟蹤模塊303對(duì)采集到的腔鏡圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以準(zhǔn)確獲知正在進(jìn)行激光照射的病灶區(qū)域是否發(fā)生了移動(dòng)，若病灶區(qū)域發(fā)生了移動(dòng)，則跟蹤模塊303通過當(dāng)前所采集到的腔鏡圖像與參考圖像的匹配過程可以了解當(dāng)前病灶區(qū)域的移動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前病灶區(qū)域的移動(dòng)狀態(tài)得到機(jī)械臂105所需要調(diào)整的位姿，以驅(qū)動(dòng)照射裝置10跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域，實(shí)現(xiàn)照射區(qū)域與病灶區(qū)域的重合。具體地，跟蹤模塊303計(jì)算參考圖像與當(dāng)前腔鏡圖像之間的匹配程度以得到機(jī)械臂的105的運(yùn)動(dòng)矢量，該運(yùn)動(dòng)矢量表征了機(jī)械臂105所需要調(diào)整的位姿，跟蹤模塊303通過運(yùn)動(dòng)矢量驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂105進(jìn)行位置與姿態(tài)的調(diào)整，糾正由于病人移動(dòng)而造成的激光照射位置與病灶區(qū)域的偏離。上述光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)中，圖像采集裝置采集腔鏡圖像，控制器根據(jù)腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域，從而避免了病灶區(qū)域エ移動(dòng)而造成的照射位置偏離，使得照射裝置所發(fā)射出的激光準(zhǔn)確地照射在病灶區(qū)域，極大地提高了照射位置的準(zhǔn)確度以及光動(dòng)カ治療的成效。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.ー種光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，至少包括發(fā)射激光對(duì)病灶區(qū)域進(jìn)行光照的照射裝置；采集腔鏡圖像的圖像采集裝置；分別與所述照射裝置和圖像采集裝置電氣相連，井根據(jù)所述腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)所述照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述照射裝置包括激光光纖以及與所述激光光纖連接的腔鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述照射裝置還包括夾持所述腔鏡，受所述控制器驅(qū)動(dòng)跟隨移動(dòng)的病灶區(qū)域調(diào)整位姿的機(jī)械臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所核心的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括從病灶區(qū)域的腔鏡圖像中提取參考圖像的提取模塊，與所述提取模塊電氣相連，將所述參考圖像與當(dāng)前腔鏡圖像進(jìn)行匹配得到所述機(jī)械臂調(diào)整的位姿的跟蹤模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置為攝像頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光動(dòng)カ跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭為CCD攝像頭。
專利摘要一種光動(dòng)力跟蹤系統(tǒng)，至少包括發(fā)射激光對(duì)病灶區(qū)域進(jìn)行光照的照射裝置；采集腔鏡圖像的圖像采集裝置分別與所述照射裝置和圖像采集裝置電氣相連，并根據(jù)所述腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)所述照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域的控制器。上述光動(dòng)力跟蹤系統(tǒng)中，圖像采集裝置采集腔鏡圖像，控制器根據(jù)腔鏡圖像驅(qū)動(dòng)照射裝置跟蹤移動(dòng)的病灶區(qū)域，從而避免了病灶區(qū)域工移動(dòng)而造成的照射位置偏離，使得照射裝置所發(fā)射出的激光準(zhǔn)確地照射在病灶區(qū)域，極大地提高了照射位置的準(zhǔn)確度以及光動(dòng)力治療的成效。
文檔編號(hào)A61B18/20GK202342178SQ20112033337
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者張子倩, 溫鐵祥, 王磊, 辜嘉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院