用于對患者的內部結構進行成像中的眩光減少的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種用于對患者的內部結構進行成像的系統(tǒng)(100)，包括：-多個光源(120)，其用于從多個不同的位置照射所述患者的內部結構的感興趣區(qū)域；-光控制器(140)，其用于控制所述多個光源(120)中的個體光源，以使得能夠利用光源子集(122-128)照射所述感興趣區(qū)域；-圖像傳感器(160)，其用于采集所述感興趣區(qū)域的圖像(162-168)；以及-處理器(180)，其用于i)檢測所述圖像中的眩光(302-308)，ii)將所述眩光歸因為來自所述光源子集(122-128)的一個或多個光源，并且iii)基于所述歸因，生成用于向所述光控制器(140)發(fā)出指令以調節(jié)所述光源子集的控制數(shù)據(jù)，以便減少在所述感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的所述眩光。
【專利說明】用于對患者的內部結構進行成像中的眩光減少的系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于對患者的內部結構進行成像中的眩光減少的系統(tǒng)和方法，涉及包括所述系統(tǒng)的工作站和成像系統(tǒng)，并且涉及用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行所述方法的計算機程序
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[0002]醫(yī)學診斷頻繁地涉及對患者的內部結構進行成像。例如，在宮頸癌的檢測中，臨床醫(yī)生可以使用陰道鏡(即，允許臨床醫(yī)生對癌癥前期和早期浸潤性宮頸癌病變進行分級并且識別位置以執(zhí)行活檢的設備)檢查患者的宮頸。陰道鏡通常包括圖像傳感器，所述圖像傳感器用于采集患者的內部結構(例如，宮頸或其部分)的感興趣區(qū)域的圖像。此外，陰道鏡通常包括光源，所述光源用于在采集圖像的同時照射感興趣區(qū)域。結果，臨床醫(yī)生被提供具有被照射的感興趣區(qū)域的圖像。
[0003]光源可以引起眩光顯現(xiàn)在圖像中。這里，術語眩光指的是在圖像之內顯現(xiàn)的明亮的區(qū)域，所述明亮的區(qū)域阻礙對圖像的內容(例如，感興趣區(qū)域)的查看。這樣的眩光可以由以非漫射方式從患者的內部結構反射的光引起。具體地，眩光可以是由來自患者的內部結構之內的潮濕的、有光澤的且不規(guī)則的組織表面的光的反射引起的。這樣的反射也被稱為鏡面反射，其本質上類似于涉及直接反射光的像鏡子一樣的反射，而不是用作照射感興趣區(qū)域的反射，所述鏡面反射應與漫反射一起發(fā)生。眩光可以混淆對臨床醫(yī)生可以是相關的底層圖像的細節(jié)。不利地，眩光可以阻礙臨床醫(yī)生獲得正確的醫(yī)學診斷。

【背景技術】
[0004]美國專利6088612描述了一種用于在宮頸的數(shù)字成像中的眩光去除的裝置。該裝置包括:數(shù)字照相機，其能用于創(chuàng)建實質上具有相同視場的第一數(shù)字圖像和第二數(shù)字圖像；與所述照相機相關聯(lián)的光，所述光用于利用從兩個位置發(fā)射的光脈沖照射所述宮頸；以及數(shù)字處理器。所述光脈沖是同步的，因此利用用于第一圖像的創(chuàng)建的第一脈沖來照射所述宮頸，并且利用用于第二圖像的創(chuàng)建的第二脈沖來照射所述宮頸。第一眩光區(qū)域和第一非眩光區(qū)域由所述第一圖像中的所述第一脈沖創(chuàng)建，并且第二眩光區(qū)域和第二非眩光區(qū)域由所述第二圖像中的所述第二脈沖創(chuàng)建。通過利用對應的來自所述第二圖像的所述非眩光區(qū)域的數(shù)字元素來替換所述第一圖像的所述眩光區(qū)域的數(shù)字元素，所述處理器創(chuàng)建無眩光的數(shù)字復合圖像。
[0005]前述裝置的問題在于應用在宮頸眩光的數(shù)字成像中的眩光減少不是足夠有效。


【發(fā)明內容】

[0006]具有當對患者的內部結構進行成像時提供更加有效的眩光減少的系統(tǒng)或方法將是有利的。
[0007]為了更好地解決該關心的問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于對患者的內部結構進行成像的系統(tǒng)，包括:
[0008]-多個光源，其用于從多個不同的位置照射所述患者的內部結構中的感興趣區(qū)域；
[0009]-光控制器，其用于控制多個光源中的個體光源，以使得能夠利用光源子集照射所述感興趣區(qū)域；
[0010]-圖像傳感器，其用于采集所述感興趣區(qū)域的圖像；以及
[0011]-處理器，其用于i)檢測所述圖像中的眩光，ii)將所述眩光歸因為來自所述光源子集的一個或多個光源，并且iii)基于所述歸因，生成用于向所述光控制器發(fā)出指令以調節(jié)所述光源子集的控制數(shù)據(jù)，以便減少在所述感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
[0012]在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種包括所提出的系統(tǒng)的工作站和成像裝置。
[0013]在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種用于對患者的內部結構進行成像的方法，包括:
[0014]-使用多個光源從多個不同的位置照射所述患者的內部結構中的感興趣區(qū)域；
[0015]-采集所述感興趣區(qū)域的圖像；
[0016]所述方法還包括:
[0017]-控制所述多個光源中的個體光源，以使得能夠利用光源子集照射所述感興趣區(qū)域；并且
[0018]-1)檢測所述圖像中的眩光，ii)將所述眩光歸因為來自所述光源子集的一個或多個光源，并且iii)基于所述歸因，生成控制數(shù)據(jù)來調節(jié)所述光源子集，以便減少在所述感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
[0019]在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種包括用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行所提出的方法的指令的計算機程序產品。
[0020]以上措施提供多個光源，所述多個光源相對于感興趣區(qū)域被不同地定位，以便從不同的位置照射感興趣區(qū)域。術語感興趣區(qū)域指的是被示出在圖像中的患者的內部結構的部分。所述區(qū)域是感興趣區(qū)域，這是因為所述區(qū)域是成像的對象，并且因此指示來自系統(tǒng)的用戶的興趣。多個光源照射感興趣區(qū)域，以便使感興趣區(qū)域在圖像中可見。
[0021]光控制器獨立地控制多個光源中的每個。結果，光控制器能夠利用一組獨立的光源(即，在多個光源之中的特定選擇)影響感興趣區(qū)域的照射。因此當被光源子集照射時，感興趣區(qū)域不是或者實質上不是由不被包括在所述子集中的多個光源中的其他光源照射的。所述光源子集因此是有源光源，而多個光源中的其他光源是(至少實質上是)非有源光源。
[0022]圖像傳感器采集感興趣區(qū)域的圖像，這是因為圖像傳感器捕獲來自感興趣區(qū)域的反射光，并且基于此生成數(shù)字圖像。所述圖像可以是或不是圖像序列的部分，即，圖像傳感器可以被布置為提供患者的內部結構中的感興趣區(qū)域的實時視圖。
[0023]所述處理器分析圖像以檢測眩光。如果眩光被檢測到，則處理器確定眩光與多個光源有關的程度，并且具體地，識別是用于照射圖像中的感興趣區(qū)域的光源子集中的哪個引起和/或歸因為圖像中的眩光。因此，圖像中的眩光被歸因為光源子集之中的一個或多個光源。
[0024]基于所識別的一個或多個光源，處理器生成用于光控制器的控制數(shù)據(jù)，其中，所述控制數(shù)據(jù)向光控制器發(fā)出指令以調節(jié)用于照射感興趣區(qū)域的光源子集。這里，由處理器確定調節(jié)方式，其中，光控制器基于從處理器接收的控制數(shù)據(jù)來影響調節(jié)。處理器確立調節(jié)的方式以便減少眩光。結果，當由圖像傳感器采集后續(xù)圖像時，眩光被減少?？傮w上，由于例如反射的數(shù)目和/或強度被減少、從而反射被重新定位以便減少后續(xù)圖像中眩光的感知等，因此眩光可以被減少。
[0025]以上措施具有提供反饋機制的影響，所述反饋機制通過分析圖像并且基于分析的結果調節(jié)感興趣區(qū)域的照射來減少感興趣區(qū)域圖像中的眩光。有利地，臨床醫(yī)生被提供具有圖像細節(jié)，所述圖像細節(jié)否則可以被眩光所混淆。有利地，獲得不正確的醫(yī)學診斷的可能性被降低。
[0026]任選地，處理器被布置為向光控制器發(fā)出指令，以通過利用來自多個光源的一個或多個其他光源替換來自光源子集的一個或多個光源來調節(jié)光源子集，以用于確立新的光源子集。通過去除圖像中的眩光被歸因為的一個或多個光源來調節(jié)光源子集。因此，所述一個或多個光源不再用于照射感興趣區(qū)域。作為替代，使用一個或多個其他光源。有效地，通過調節(jié)光源子集，獲得新的光源子集，所述新的光源子集可以具有與先前的子集共同的光源，但也可以是不具有與其有共同的光源的等同的子集。由于一個或多個其他光源被不同地定位，因此它們令反射出現(xiàn)在圖像的不同部分中。有利地，處理器確立新的光源子集，以便減少反射的數(shù)目和/或強度，和/或在后續(xù)圖像中重新定位反射。
[0027]任選地，多個光源中的個體光源在位置和/或方向上是可調節(jié)的，并且處理器被布置為向光控制器發(fā)出指令，以通過調節(jié)來自光源子集的一個或多個光源的位置和/或取向來調節(jié)光源子集。通過物理地重新定位或重新定向圖像中的眩光被歸因為的一個或多個光源來調節(jié)光源子集，以便減少在后續(xù)圖像中的眩光。因此，不需要從光源子集去除所述光源。
[0028]任選地，光控制器被布置為通過在不同的光源子集之間進行交替來可變化地照射感興趣區(qū)域；圖像傳感器被布置為在所述在不同的光源子集之間進行交替期間采集感興趣區(qū)域的圖像序列；處理器被布置為基于圖像序列生成復合圖像，在所述復合圖像中，眩光被減少；并且處理器被布置為，基于對圖像序列中眩光的檢測，生成控制數(shù)據(jù)來確立不同的光源子集。通過在不同的光源子集之間進行時間上的交替，以便在整個圖像序列上空間移位反射(這允許通過基于圖像序列生成復合圖像來減少眩光)眩光因此被減少。另外，通過基于檢測圖像序列中的眩光適當?shù)卮_立不同的光源子集來減少眩光。因此，不同的光源子集由處理器特定地確立，以便減少在圖像序列的復合圖像中的眩光。有利地，通過對基于在圖像序列中檢測出的眩光來確立不同的光源子集和在不同的光源子集之間進行時間上的交替進行組合，很好地減少了復合圖像中的眩光。
[0029]任選的，處理器被布置為基于對圖像序列中的眩光的檢測來確立不同的光源子集中的每個的照射持續(xù)時間。因此基于在圖像序列中檢測到的眩光來確立在不同的光源子集中的每個用于照射感興趣區(qū)域期間的持續(xù)時間。有利地，如果通過檢測圖像序列中的眩光，確定光源子集中的一個引起低量的眩光，則可以將所述光源子集在感興趣區(qū)域的照射中的持續(xù)時間增加超過被確定為引起高量的眩光的另一光源子集。有利地，很好地減少了復合圖像中的眩光。
[0030]任選地，處理器被布置為基于圖像中的眩光的位置來將眩光歸因為一個或多個光源。多個光源通常具有相對于圖像傳感器的相對固定的位置和/或取向。圖像中的眩光的位置因此指示光源子集中的哪個最有可能已經引起和/或歸因為圖像中的眩光。
[0031]任選地，處理器被布置為使用機器學習來將眩光歸因為一個或多個光源，控制數(shù)據(jù)指示光源子集，并且機器學習基于眩光在圖像中的位置和控制數(shù)據(jù)。機器學習非常適合于將眩光歸因為一個或多個光源。有利地，通過使機器學習基于圖像中的眩光的位置和指示哪個光源子集用于照射感興趣區(qū)域的控制數(shù)據(jù)，能夠確立多個光源中的每個的個體光源的眩光貢獻，從而使光源子集能夠被調節(jié)，以便最佳地減少感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
[0032]任選地，光控制器被布置為通過在不同的光源子集之間進行交替來可變化地照射感興趣區(qū)域；圖像傳感器被布置為在不同的光源子集之間進行交替期間采集感興趣區(qū)域的圖像序列；并且處理器被布置為基于眩光在圖像序列中的位置和控制數(shù)據(jù)來學習分類器。機器學習因此用于動態(tài)地調節(jié)對感興趣區(qū)域的照射。
[0033]任選地，多個光源是多個發(fā)光二極管。發(fā)光二極管非常適合作為對患者的內部結構進行成像時的光源，這是因為它們的尺寸小、功率要求低、接通/切斷速度快等。
[0034]任選地，多個光源中的個體光源被布置在圍繞圖像傳感器的圓形形狀中。圓形形狀非常適合，這是因為其在確立光源子集相對于圖像傳感器的位置中提供顯著的靈活性，這繼而允許圖像中空間移位光的反射?？臻g移位圖像中的眩光是有利的，這是因為患者的內部結構的特定部分可以引起較少的鏡面反射，因此引起較少的眩光。類似地，特定部分可以對于臨床醫(yī)生是具有較少的相關性，這引起臨床醫(yī)生沒有察覺或在較小的程度上察覺作為眩光的圖像的所述部分中的明亮區(qū)域。
[0035]任選地，光源子集由以下的組中之一形成:在圓形形狀中鄰近布置的兩個光源，和在圓形形狀中相對布置的兩個光源。
[0036]任選地，所述系統(tǒng)還包括為以下的組中的一個的窺鏡:陰道鏡、腹腔鏡以及視網膜鏡，所述窺鏡包括多個光源和圖像傳感器。
[0037]本領域技術人員應當理解，本發(fā)明的上述多個實施例、實施方式和/或方面中的兩個或更多個可以以任何被認為是有用的方式進行組合。
[0038]本領域技術人員在本說明書的基礎上能夠實施對應于所描述的所述系統(tǒng)的修改和變形的工作站、成像裝置、方法和/或計算機程序產品的修改和變型。
[0039]在獨立權利要求中定義本發(fā)明。在從屬權利要求中定義有利的實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些方面和其他方面將是明顯的并且得到闡明。在附圖中，
[0041]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)；
[0042]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0043]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的計算機程序產品；
[0044]圖4示出了安裝在圓形載體上并且圍繞圖像傳感器布置的多個光源，其中，光源子集被激活；
[0045]圖5a示出了感興趣區(qū)域的圖像，所述圖像包括作為被光源子集照射的感興趣區(qū)域的結果的眩光；
[0046]圖5b示出了在圖像中檢測到的眩光；
[0047]圖5c示出了被確立的眩光的位置；
[0048]圖6a示出了來自圖像序列的第一圖像，所述圖像示出了被不同的光源子集中的第一個照射的感興趣區(qū)域；
[0049]圖6b，圖6c以及圖6d示出了第二圖像、第三圖像以及第四圖像，所述第二圖像、所述第三圖像以及所述第四圖像示出了被不同的光源子集中的第二個、第三個以及第四個照射的感興趣區(qū)域；
[0050]圖7示出了基于眩光在其中被減少的第一圖像、第二圖像、第三圖像以及第四圖像而生成的復合圖像；
[0051]圖8a示出了包括多個光源和圖像傳感器的窺鏡，所述多個光源被安裝在圓形載體上；并且
[0052]圖8b示出了被重新定向的多個光源。

【具體實施方式】
[0053]圖1示意性地示出了用于對患者的內部結構進行成像的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括多個光源120，所述多個光源120用于從多個不同的位置照射患者的內部結構中的感興趣區(qū)域。系統(tǒng)100還包括光控制器140，所述光控制器140用于控制多個光源120中的個體光源，以使得能夠利用光源子集照射感興趣區(qū)域。為此目的，光控制器140被示為經由電連接142電連接到多個光源120。系統(tǒng)100還包括圖像傳感器160，所述圖像傳感器160用于采集感興趣區(qū)域的圖像162。系統(tǒng)100被示為連接到顯示器400，以使得能夠向用戶(例如，臨床醫(yī)生)顯示圖像162。然而，應當注意，系統(tǒng)100不需要被連接到顯示器400。相反，圖像162可以例如被發(fā)送到不同的系統(tǒng)，被存儲在存儲介質上等。
[0054]系統(tǒng)100還包括處理器180，所述處理器180用于檢測圖像162中的眩光。為此目的，處理器180被示為從圖像傳感器160接收圖像162。處理器180還被布置為將眩光歸因為來自光源子集的一個或多個光源，并且基于所述歸因，生成用于向光控制器140發(fā)出指令以調節(jié)光源子集的控制數(shù)據(jù)182，以便減少在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
[0055]能夠看出，圖像傳感器160、處理器180、光控制器140以及多個光源120的組合有效地形成反饋系統(tǒng)，這是因為:多個光源120照射感興趣區(qū)域；圖像傳感器160采集感興趣區(qū)域的圖像162 ;處理器180檢測圖像中的眩光，并且基于此生成用于光控制器140的控制數(shù)據(jù)182 ;并且光控制器基于控制數(shù)據(jù)182來控制多個光源120，以減少由圖像傳感器160采集的在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
[0056]圖1示意性地示出了被布置在窺鏡110之內的多個光源120、光控制器140以及圖像傳感器160。窺鏡110可以用于進入患者的內部結構。窺鏡110可以是例如陰道鏡、腹腔鏡或視網膜鏡。然而，這并不是限制。例如，多個光源120和圖像傳感器160可以是單獨的部件，所述部件相對于患者的內部結構是可獨立定位的。另外，光控制器140可以是外部部件，即，不用于進入患者的內部結構。
[0057]圖2示出了用于對患者的內部結構進行成像的方法200。方法200可以對應于系統(tǒng)100的操作。然而，方法200還可以與系統(tǒng)100分開執(zhí)行，例如，使用不同的系統(tǒng)或設備。
[0058]方法200包括:在標題為“使用多個光源照射感興趣區(qū)域”的步驟中，使用多個光源從多個不同的位置照射210患者的內部結構中的感興趣區(qū)域。方法200還包括:在標題為“采集感興趣區(qū)域的圖像”的步驟中，采集220感興趣區(qū)域的圖像。方法200還包括:在標題為“控制多個光源”的步驟中，控制260多個光源中的個體光源，以使得能夠利用光源子集照射感興趣區(qū)域。方法200還包括:在標題為“檢測圖像中的眩光”的步驟中，檢測230圖像中的眩光。方法200還包括:在標題為“將眩光歸因為多個光源”的步驟中，將眩光歸因240為來自光源子集的一個或多個光源。方法200還包括:在標題為“生成控制數(shù)據(jù)”的步驟中，基于所述歸因240，生成250控制數(shù)據(jù)來調節(jié)光源子集，以便減少在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。應當理解，如圖2所指示的，利用形成循環(huán)的方法200的步驟，方法200可以以迭代的方式執(zhí)行。然而，這并不是限制，即，可以非迭代地執(zhí)行方法200。
[0059]圖3示出了包括用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的指令的計算機程序產品290。計算機程序產品290可以被包括在計算機可讀介質280上，例如作為一系列機器可讀物理標記和/或作為具有例如不同的電學、磁性或光學屬性或值的一系列元件。
[0060]圖4以范例的方式示出了為多個發(fā)光二極管(LED)的多個光源120。圖4從正面示出了多個光源120，S卩，面向光源的發(fā)光端。多個光源120被布置在圍繞圖像傳感器160的圓形形狀中。為了支承圓形形狀中的多個光源120，多個光源120被示為安裝在圓形載體130上。圓形載體130可以是例如印刷電路板(PCB)，所述印刷電路板可以被進一步封裝，以便允許進入患者的內部結構。圖4還示出了被激活的多個光源120的子集122。這由包圍所述光源120的星形輪廓指示。這里，光源子集122包括兩個光源，所述兩個光源在圓形形狀中被鄰近布置，即，當從正面查看時，多個光源120的右邊的一個和右下方的一個。多個光源中的其他光源未被激活，由不存在星形的輪廓指示。
[0061]系統(tǒng)100的操作還可以參考圖5a_5c進行說明。圖5a示出了感興趣區(qū)域的圖像162。為了圖示的目的，圖像162中示出的感興趣區(qū)域是蘋果的外部結構的部分。然而，應當指出，感興趣區(qū)域通常構成在患者的內部結構之內的感興趣區(qū)域，例如，宮頸或其部分。圖像162示出了如圖4中所示的由多個光源120照射的感興趣區(qū)域。因此，兩個鄰近的光源的子集122用于照射感興趣區(qū)域。作為蘋果的外部結構的表面是光滑的結果，發(fā)生鏡面反射，這導致在圖像162中可見的明亮的區(qū)域。所述明亮的區(qū)域構成眩光302，這是因為它們使圖像細節(jié)混淆，即，否則蘋果的細節(jié)可以是可見的。
[0062]圖5b和圖5c示出了處理器180的結果，所述處理器180檢測圖像162中的眩光302，并且基于圖像162中的眩光302的位置將眩光302歸因為來自光源子集122的一個或多個光源。可以以多種方式檢測眩光320。例如，可以將圖像162考慮為RGB顏色空間，即，由紅色、綠色和藍色顏色分量表達。RGB顏色空間的綠色顏色分量可被用作術語上所稱的特征空間，這是因為它提供在眩光302與感興趣區(qū)域之間的高對比率。屬于眩光302的像素通常是白色的顏色，而作為蘋果的外部結構的背景通常是紅色的顏色。正因如此，綠色顏色分量提供合適的特征空間。應當注意，綠色顏色分量通常還提供用于當圖像162示出來自患者的內部結構的感興趣區(qū)域(例如，宮頸)時的合適的特征空間，這是因為這樣的感興趣區(qū)域也通常是紅色顏色或粉紅色顏色?？梢葬槍G色顏色分量生成直方圖。本文中可以識別局部最大值。具有超過該局部最大值的用于綠色顏色分量的值的圖像像素可以然后被認為是眩光302的部分。圖5b示出了所得到的眩光掩模170，其中，眩光由白色像素表示。眩光掩模170因此示出了被認為是眩光302的部分的圖像162的對應部分。
[0063]也可以使用多種方式確立眩光302的位置。例如，可以將聚類算法應用于眩光掩模170，以便獲得眩光的一個或多個簇類172、174。所述簇類172、174的位置可以提供眩光302的位置。備選地或額外地，圖像162可以被劃分成段，例如，如圖5c中所示的十二個段1-12，并且在每個段1-12之內，可以對眩光像素的數(shù)目進行計數(shù)，其中，所述眩光像素的數(shù)目構成在每個相應的段1-12中的眩光的量。在該具體的范例中，能夠看出，在左下方的段7-9包括最大量的眩光。因此可以基于段1-12中的哪個包括眩光，或者哪個包括超過預定閾值的眩光的量來確立眩光的位置。
[0064]處理器180可以以多種方式將眩光302歸因為來自光源子集122的一個或多個光源。例如，如果眩光302在圖像162之內被檢測到，則處理器180可以依照默認將眩光302歸因為是光源子集122的部分的所有光源。基于此，處理器180可以確立新的光源子集，所述新的光源子集不包括來自較早的光源子集122的光源，以便減少在后續(xù)圖像中的眩光。例如，處理器可以確立如圖6b中所示的新的光源子集124，所述新的光源子集124包括兩個光源，該兩個光源在圓形形狀中被鄰近布置，即，當從正面查看時，多個光源120的頂部的一個和右上方的一個。因此，在新的光源子集124中，利用所述頂部的一些和右上方的一些來替換多個光源120的右邊的一些和右下方的一些。
[0065]處理器180可以以多種方式確定或估計新的光源子集124減少在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光302。例如，處理器180可以分析圖像162中的眩光302的位置與光源子集122相對于圖像傳感器160的位置之間的對應關系。例如，當沿著圖像傳感器160的主光軸查看時，當光源子集122被定位在圖像傳感器160的右手側時眩光302可以在圖像162的左手側被檢測到。這樣的對應關系可以被歸因為感興趣區(qū)域的特定形狀和/或取向?；谒鲂螤詈?或取向，處理器180可以估計，可以通過使用不同的光源子集來減少眩光302。例如，可以估計，圖像162中示出的感興趣區(qū)域相對于圖像傳感器160的圖像平面是傾斜的。結果，處理器180可以基于光源子集對圖像傳感器160的相對位置和感興趣區(qū)域的傾斜來確立那樣估計的新的光源子集124，在感興趣區(qū)域表面上的鏡面反射被引導遠離圖像傳感器160。
[0066]處理器180還可以基于歷史數(shù)據(jù)來估計新的光源子集124減少在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。歷史數(shù)據(jù)可以指示，對于不同的光源子集，哪個是先前用于照射感興趣區(qū)域的，哪個眩光發(fā)生在感興趣區(qū)域的相應的圖像中。歷史數(shù)據(jù)可以因此指示眩光的量、眩光的位置等。正因如此，處理器180可以確定先前使用的光源子集相對于當前使用的光源子集122使眩光減少。相應地，處理器180可以回復到先前使用的光源子集，S卩，確立所述子集作為新的光源子集124。然而，應當注意，由于圖像傳感器160和/或多個光源120相對于在患者的內部結構之內的感興趣區(qū)域的重新定位，因此這樣的歷史數(shù)據(jù)可以是特別有用的，即，處理器180在反射最近使用的光源子集時提供良好的估計。
[0067]可以借助于機器學習來獲得歷史數(shù)據(jù)。具體地，處理器180可以被布置為使用機器學習將眩光302歸因為一個或多個光源。為此目的，控制數(shù)據(jù)182可以指示光源子集122，即，指示哪個光源被用于照射圖像162中的感興趣區(qū)域，并且機器學習可以基于眩光在圖像中的位置和控制數(shù)據(jù)182。歷史數(shù)據(jù)可以由光控制器140生成，所述光控制器140被布置為通過在不同的光源子集122-128之間進行交替來可變化地照射感興趣區(qū)域，并且圖像傳感器160被布置為在不同的光源子集122-128之間進行交替期間采集感興趣區(qū)域的圖像序列162-168。圖6a-6d中示出了這樣的結果，其中，每個附圖示出了不同的光源子集122-128和示出由相應的光源子集122-128照射的感興趣區(qū)域的圖像162-168，其中，每個圖像包括由相應的光源子集122-128引起的眩光302-308。因此，圖6a示出了第一圖像162和第一光源子集122，圖6b示出了第二圖像164和第二光源子集124，圖6c示出了第三圖像166和第三光源子集126，并且圖6d示出了第四圖像168和第四光源子集128。
[0068]處理器180可以被布置為基于眩光302-308在圖像序列162-168中的位置和控制數(shù)據(jù)182來學習分類器。因此，處理器180可以將哪個光源子集122-128引起哪個眩光302-308相關聯(lián)。結果，處理器可以選擇不同的光源子集122-128中的一個，所述不同的光源子集122-128中的一個被估計為減少感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。此外，處理器180可以被布置為當眩光在當前的圖像中增加時(例如由于圖像傳感器160和/或多個光源120相對于感興趣區(qū)域的重新定位)，基于眩光的增加來更新歷史數(shù)據(jù)。另外，處理器180可以選擇不同的光源子集122-128中的另一個，所述不同的光源子集122-128中的另一個被估計為引起較低量的眩光。
[0069]例如，在如圖6a中所示的第一光源子集122構成當前使用的光源子集122的情況下，如圖6d中所示的第四光源子集128可以被確立為新的光源子集128。在這個方面應當注意，盡管前述范例示出了確立新的光源子集128的處理器180，在所述新的光源子集128中，沒有一個光源與當前的光源子集122重疊，但是處理器180還可以將眩光302歸因為光源子集122中的特定的一些，并且確立新的光源子集128，在所述新的光源子集128中，僅所述特定的光源被去除，即，來自當前的光源子集122的其他光源可以仍然被包括在新的光源子集128中。
[0070]備選地或額外地使用圖像序列162-168來生成歷史數(shù)據(jù)，處理器180可以被布置為基于圖像序列162-168來生成復合圖像320，在所述復合圖像320中，眩光302-308被減少。圖7示出了這樣的復合圖像320中的范例，所述復合圖像320基于在圖6a-6d中示出的圖像序列162-168生成。應當注意，用于生成這樣的復合圖像的方法本身是已知的。例如，美國專利6088612描述了一種裝置，所述裝置通過利用來自第二圖像的非眩光區(qū)域的對應的數(shù)字元素替換第一圖像的眩光區(qū)域的數(shù)字元素來創(chuàng)建無眩光的數(shù)字復合圖像。備選地，復合圖像320可以通過例如將排序濾波器應用于每個像素基準上的圖像序列162-168來創(chuàng)建復合圖像。例如，可以通過計算圖像序列162-168中的被共同定位的像素的中值來獲得復合圖像320的像素值。也可以通過對圖像序列162-168求平均，或者通過進行加權平均(例如，眩光像素在所述加權平均中具有比非眩光像素更低的權重)來創(chuàng)建復合圖像320。處理器180可以被布置為執(zhí)行圖像配準、運動補償或類似技術以對準在圖像序列162-168之內的感興趣區(qū)域。因此，能夠在獲得圖像序列162-168的同時補償圖像傳感器160相對于感興趣區(qū)域的重新定位。
[0071]處理器180還可以被布置為，基于圖像序列162-168中的眩光302-308的檢測，生成控制數(shù)據(jù)182，以確立不同的光源子集122-128。因此，處理器180可以選擇多個光源120中的哪個被包括在不同的光源子集122-128中的每個中。例如，處理器180可以被布置為確立不同的光源子集122-128，使得眩光302-308在圖像序列162-168中不被重疊，即，不是在空間上被共同定位的。這可以促進減少復合圖像320中的眩光。額外地或備選地，處理器180可以被布置為基于對圖像序列162-168中的眩光302-308的檢測來確立不同的光源子集122-128中的每個的照射持續(xù)時間。例如，在圖6a-6d中示出的范例中，處理器180可以循環(huán)通過不同的光源子集122-128，并且可以基于示出最少眩光308的第四圖像168來確立用于第四光源子集128的最長照射持續(xù)時間，并且基于示出最多眩光302的第一圖像162來確立用于第一光源子集122的最短照射持續(xù)時間，而不是對不同的光源子集122-128中的每個分配相等的照射持續(xù)時間。
[0072]通常，多個光源120中的個體光源可以是在位置和/或取向上可調節(jié)的，并且處理器180可以被布置為向光控制器140發(fā)出指令以通過調節(jié)來自光源子集的至少一個或多個光源的位置和/或取向來調節(jié)光源子集122-128。圖8a示出了窺鏡110的范例，所述窺鏡110包括多個光源120和圖像傳感器160。這里，多個光源120中的個體光源的主發(fā)光方向用虛線箭頭指示。在該具體范例中，多個光源120中的個體光源借助于被安裝在圓形載體130上而在取向上是可調節(jié)的，所述圓形載體130在相對于圖像傳感器160的光軸的取向上是可調節(jié)的。因此，通過調節(jié)圓形載體130的取向，調節(jié)所有的多個光源120的取向。圖Sb示出了調節(jié)圓形載體130的取向的結果。能夠看出，主發(fā)光方向相對于圖8a被改變。結果，眩光可以在感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中移位。取決于圖像中的感興趣區(qū)域的形狀和/或取向，眩光的量也可以被減少，例如，當眩光從感興趣區(qū)域的有光澤的部分移位到無光澤的部分并且因此反射從鏡面變化為漫射時。
[0073]通常，處理器180可以被布置為可變化地調節(jié)多個光源120中的個體光源的功率，使得當眩光302使圖像162飽和時(這可以通過分析圖像162來確定)，所述功率可以被減少，以便減少后續(xù)圖像中的眩光。有利地，可以獲得較好的復合圖像。在多個光源120是多個LED的情況下，多個LED中的個體LED的表面可以是凸面的和/或平面的，以使光能夠以漫射方式被發(fā)出。此外，多個LED中的個體LED可以被以傾斜的角度定向，所述傾斜的角度橫跨圖像162的中心，使得當感興趣區(qū)域是平面的并且垂直于圖像傳感器160的主光軸被定向時，沒有鏡面反射或有小的鏡面反射到達圖像傳感器160。
[0074]應當理解，本發(fā)明也應用于計算機程序，具體為在載體上或在載體中的計算機程序，所述計算機程序適于實施本發(fā)明。所述程序可以以源代碼、目標代碼、代碼中間源、以及例如以部分編譯的形式的目標代碼的形式，或者以適合于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式中使用的任何其他形式。還應當理解，這樣的程序可以具有許多不同的架構設計。例如，實施根據(jù)本發(fā)明的方法或系統(tǒng)的功能的程序代碼可以被細分成一個或多個子例程。在這些子例程之間分布功能的許多不同的方式對本領域技術人員將是明顯的。子例程可以一起被存儲在一個可執(zhí)行文件中以形成自包含程序。這樣的可執(zhí)行文件可以包括計算機可執(zhí)行指令，例如，處理器指令和/或解讀器指令(例如，Java解讀器指令)。備選地，子例程中的一個或多個或所有可以被存儲在至少一個外部庫文件中，并且可以例如在運行時或者靜態(tài)地或者動態(tài)地與主程序鏈接。主程序包含對子例程中的至少一個的至少一次調用。子例程還可以包括對彼此的函數(shù)調用。與計算機程序產品有關的實施例包括計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令對應于本文所提出的方法中的至少一種的每個處理步驟。這些指令可以被細分成子例程和/或被存儲在一個或多個可以靜態(tài)地或動態(tài)地鏈接的文件中。與計算機程序產品有關的另一實施例包括計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令對應于本文所提出的系統(tǒng)和/或產品中的至少一種的每個器件。這些指令可以被細分成子例程和/或被存儲在一個或多個可以靜態(tài)地或動態(tài)地鏈接的文件中。
[0075]計算機程序的載體可以是任何能夠承載程序的實體或設備ο例如，載體可以包括存儲介質，例如，ROM(例如，CD ROM或半導體ROM)或者磁記錄介質(例如，硬盤)。此外，載體可以是可發(fā)送的載體，例如，電信號或光信號，所述載體可以經由電纜或光纜或通過無線電或其他手段來傳達。當程序被實施在這樣的信號中時，載體可以包括這樣的纜線或其他設備或器件。備選地，載體可以是程序被嵌入其中的集成電路，所述集成電路適于執(zhí)行相關的方法或用于相關方法的執(zhí)行。
[0076]應當注意，上述實施例圖示而非限制本發(fā)明，并且本領域的技術人員將能夠設計許多備選實施例，而不脫離權利要求書的范圍。在權利要求中，在括號中的任何附圖標記不應被解釋為限制權利要求。動詞“包括”及其詞形變化的使用不排除權利要求中列出的元件或步驟之外的元件或步驟的存在。在元件之前的冠詞“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助包括若干不同元件的硬件，以及借助適當編程的計算機來實施。在列舉若干器件的設備權利要求中，這些器件中的若干可以具體實現(xiàn)為一個相同的硬件項。在互不相同的從屬權利要求中記載的特定措施的事實并不指示不能有利地使用這些措施的組合。
【權利要求】
1.一種用于對患者的內部結構進行成像的系統(tǒng)(100)，包括: -多個光源(120)，其用于從多個不同的位置照射所述患者的內部結構中的感興趣區(qū)域； -光控制器(140)，其用于控制所述多個光源(120)中的個體光源，以使得能夠利用光源子集(122-128)照射所述感興趣區(qū)域； -圖像傳感器(160)，其用于采集所述感興趣區(qū)域的圖像(162-168);以及 -處理器(180)，其用于i)檢測所述圖像中的眩光(302-308)，ii)將所述眩光歸因為來自所述光源子集(122-128)的一個或多個光源，并且iii)基于所述歸因，生成用于向所述光控制器(140)發(fā)出指令以調節(jié)所述光源子集的控制數(shù)據(jù)(182)，以便減少在所述感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的眩光。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述處理器(180)被布置為向所述光控制器(140)發(fā)出指令，以通過利用來自所述多個光源的一個或多個其他光源替換來自所述光源子集的所述一個或多個光源來調節(jié)所述光源子集(122-128)，以用于確立新的光源子集。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述多個光源(120)中的所述的個體光源在位置和/或取向上是能調節(jié)的，并且其中，所述處理器(180)被布置為向所述光控制器(140)發(fā)出指令以通過調節(jié)來自所述光源子集的至少所述一個或多個光源的所述位置和/或取向來調節(jié)所述光源子集(122-128)。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中: -所述光控制器(140)被布置為通過在不同的光源子集(122-128)之間進行交替來可變化地照射所述感興趣區(qū)域； -所述圖像傳感器(160)被布置為在所述不同的光源子集(122-128)之間進行的所述交替期間采集所述感興趣區(qū)域的圖像序列(162-168); -所述處理器(180)被布置為，基于所述圖像序列(162-168)，生成復合圖像(320)，在所述復合圖像中，所述眩光(302-308)被減少；并且其中， -所述處理器(180)被布置為，基于所述圖像序列(162-168)中的所述眩光(302-308)的檢測，生成所述控制數(shù)據(jù)(182)以確立所述不同的光源子集(122-128)。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述處理器(180)被布置為基于所述圖像序列(162-168)中的所述眩光(302-308)的檢測來確立所述不同的光源子集(122-128)中的每個的照射持續(xù)時間。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述處理器(180)被布置為基于所述圖像(162-168)中的所述眩光(302-308)的位置來將所述眩光歸因為所述一個或多個光源。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述處理器(180)被布置為使用機器學習來將所述眩光(302-308)歸因為所述一個或多個光源，其中，所述控制數(shù)據(jù)(182)指示所述光源子集(122-128)，并且其中，所述機器學習基于所述圖像中的所述眩光的所述位置和所述控制數(shù)據(jù)(182)。
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)(100)，其中 -所述光控制器(140)被布置為通過在不同的光源子集(122-128)之間進行交替來可變化地照射所述感興趣區(qū)域； -所述圖像傳感器(160)被布置為在所述不同的光源子集(122-128)之間進行的所述交替期間采集所述感興趣區(qū)域的圖像序列(162-168);并且其中， -所述處理器(180)被布置為基于所述圖像序列中的所述眩光(302-308)的所述位置和所述控制數(shù)據(jù)(182)來學習分類器。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述多個光源(120)是多個發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述多個光源(120)中的所述的個體光源被布置在圍繞所述圖像傳感器(160)的圓形形狀(130)中。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述光源子集(122-128)由以下的組中之一形成:在所述圓形形狀(130)中鄰近布置的兩個光源，和在所述圓形形狀中相對布置的兩個光源。
12.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(100)，還包括是以下組中的一個的窺鏡(110):陰道鏡、腹腔鏡以及視網膜鏡，所述窺鏡包括所述多個光源(120)和所述圖像傳感器(160)。
13.—種工作站或成像系統(tǒng)，其包括根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)。
14.一種用于對患者的內部結構進行成像的方法(200)，包括: -使用多個光源從多個不同的位置照射(210)所述患者的內部結構中的感興趣區(qū)域； -采集(220)所述感興趣區(qū)域的圖像； 所述方法還包括: -控制(260)所述多個光源中的個體光源，以使得能夠利用光源子集照射所述感興趣區(qū)域；并且 -1)檢測(230)所述圖像中的眩光，ii)將所述眩光歸因(240)為來自所述光源子集的一個或多個光源，并且iii)基于所述歸因，生成(250)控制數(shù)據(jù)以調節(jié)所述光源子集，以便減少所述感興趣區(qū)域的后續(xù)圖像中的所述眩光。
15.一種計算機程序產品(290)，其包括用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權利要求14所述的方法的指令。
【文檔編號】A61B1/00GK104470417SQ201380035383
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2012年7月3日
【發(fā)明者】S·M·文凱特桑, P·瓦集內帕里, V·古普塔 申請人:皇家飛利浦有限公司