专利名称：光动力跟踪系统的制作方法
技术领域：
光动カ跟踪系统
技术领域：
本实用新型涉及医疗仪器，特别是涉及ー种光动カ跟踪系统。背景技木在传统的光动カ治疗中，手持或者机械夹持激光光路对病人病灶区域中的病变组织进行长时间激光照射，医生通过肉眼观察并判断病灶区域的位置来控制整个治疗的过程。然而，由于需要进行长时间的激光照射，在通过机械夹持的方式进行光动カ治疗时，病人因疲劳而发生移位的现象常常发生，进而导致照射位置偏离病变区域损伤正常组织。通过手持激光光路的方式进行光动カ治疗时，对于手持激光光路的医生而言也会发生移动导致正常组织的损伤。因此，无论是通过机械夹持的方式还是手持的方式进行光动カ 治疗都存在着照射位置不准确的缺陷。
实用新型内容基于此，有必要提供一种能提高照射位置准确度的光动カ跟踪系统。一种光动カ跟踪系统,至少包括发射激光对病灶区域进行光照的照射装置；采集腔镜图像的图像采集装置；分别与所述照射装置和图像采集装置电气相连，井根据所述腔镜图像驱动所述照射装置跟踪移动的病灶区域的控制器。优选地，所述照射装置包括激光光纤以及与所述激光光纤连接的腔镜。优选地，所述照射装置还包括夹持所述腔镜，受所述控制器驱动跟随移动的病灶区域调整位姿的机械臂。优选地，所述控制器为计算机。优选地，所述控制器包括从病灶区域的腔镜图像中提取參考图像的提取模块，与所述提取模块电气相连，将所述參考图像与当前腔镜图像进行匹配得到所述机械臂调整的位姿的跟踪模块。优选地，所述图像采集装置为摄像头。优选地，所述摄像头为CXD摄像头。上述光动カ跟踪系统中，图像采集装置采集腔镜图像，控制器根据腔镜图像驱动照射装置跟踪移动的病灶区域，从而避免了病灶区域エ移动而造成的照射位置偏离，使得照射装置所发射出的激光准确地照射在病灶区域，极大地提高了照射位置的准确度以及光动カ治疗的成效。
图I为ー个实施例中光动カ跟踪系统的结构示意图；图2为图I中光动カ跟踪系统的应用不意图；[0022]图3为图I中控制器的结构示意图。
具体实施方式图I示出了一个实施例中光动カ跟踪系统的结构，至少包括照射装置10、图像采集装置30以及控制器50。照射装置10用来发射激光对病灶区域进行光照；图像采集装置30用来采集腔镜图像；控制器50分别与照射装置10和图像采集装置30电气相连，并根据腔镜图像驱动照射装置10跟踪移动的病灶区域。如图2所示，照射装置10包括了激光光纤101以及与激光光纤101连接的腔镜 103。本实施例中，激光光纤101与腔镜103集成在一起形成了光动カ跟踪系统中的光路， 腔镜103置于病人的病灶区域之上，与激光光纤101相互作用进行足够剂量的照射。另ー实施例中，照射装置10还包括了夹持腔镜103，受控制器50驱动跟随移动的病灶区域调整位姿的机械臂105。本实施例中，为降低光动カ治疗过程中对医生损伤技能的依赖，机械臂105的自由端115通过夹持腔镜103实现对病灶区域的照射。在光动カ治疗的过程中，通过调整机械臂105的位置和姿态来移动激光照射的位置。图像采集装置30可以是摄像头。本实施例中，图像采集装置30首先以病灶区域为初始位置进行腔镜图像的采集。在得到病灶区域的腔镜图像之后图像采集装置30继续采集腔镜图像，以获取病灶区域的实时移动状态。在优选的实施例中，图像采集装置为CCD 摄像头。图3示出了一个实施例中的控制器，控制器50为计算机，包括了提取模块501以跟踪模块503。提取模块301从腔镜图像中提取病灶区域图像，跟踪模块503用来与提取模块501 电气相连，将病灶区域图像与腔镜图像的生成的图像进行匹配得到机械臂105调整的位姿。提取模块501用于从腔镜图像中提取參考图像。本实施例中，提取模块501中对采集到的腔镜图像进行预处理以增强腔镜图像的清晰度。对腔镜图像所进行的预处理主要包括图像去噪、光照增强、反光去除、纹理增强以及超分辨率增强等。由于图像采集装置首先对病人的病灶区域进行图像采集，因此对病人的病灶区域所采集到的腔镜图像进行提取以得到參考图。具体地，提取得到參考图像的过程是根据经过预处理的腔镜图像中每个像素的三通道顔色值计算得到拉普拉斯矩阵，并计算拉普拉斯矩阵的多个特征向量；然后在限制条件下将计算得到的特征向量进行线性结合得到抠图拉普拉斯构件；最后将这些抠图拉普拉斯构件结合起来即可得到表明病灶区域的參考图像。跟踪模块303对采集到的腔镜图像进行实时分析，以准确获知正在进行激光照射的病灶区域是否发生了移动，若病灶区域发生了移动，则跟踪模块303通过当前所采集到的腔镜图像与參考图像的匹配过程可以了解当前病灶区域的移动状态，进而根据当前病灶区域的移动状态得到机械臂105所需要调整的位姿，以驱动照射装置10跟踪移动的病灶区域，实现照射区域与病灶区域的重合。具体地，跟踪模块303计算參考图像与当前腔镜图像之间的匹配程度以得到机械臂的105的运动矢量，该运动矢量表征了机械臂105所需要调整的位姿，跟踪模块303通过运动矢量驱动机械臂105进行位置与姿态的调整，纠正由于病人移动而造成的激光照射位置与病灶区域的偏离。上述光动カ跟踪系统中，图像采集装置采集腔镜图像，控制器根据腔镜图像驱动照射装置跟踪移动的病灶区域，从而避免了病灶区域エ移动而造成的照射位置偏离，使得照射装置所发射出的激光准确地照射在病灶区域，极大地提高了照射位置的准确度以及光动カ治疗的成效。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.ー种光动カ跟踪系统，其特征在于，至少包括发射激光对病灶区域进行光照的照射装置；采集腔镜图像的图像采集装置；分别与所述照射装置和图像采集装置电气相连，井根据所述腔镜图像驱动所述照射装置跟踪移动的病灶区域的控制器。
2.根据权利要求I所述的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述照射装置包括激光光纤以及与所述激光光纤连接的腔镜。
3.根据权利要求I所述的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述照射装置还包括夹持所述腔镜，受所述控制器驱动跟随移动的病灶区域调整位姿的机械臂。
4.根据权利要求3所核心的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述控制器为计算机。
5.根据权利要求4所述的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述控制器包括从病灶区域的腔镜图像中提取參考图像的提取模块，与所述提取模块电气相连，将所述參考图像与当前腔镜图像进行匹配得到所述机械臂调整的位姿的跟踪模块。
6.根据权利要求I所述的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述图像采集装置为摄像头。
7.根据权利要求6所述的光动カ跟踪系统，其特征在于，所述摄像头为CCD摄像头。
专利摘要一种光动力跟踪系统，至少包括发射激光对病灶区域进行光照的照射装置；采集腔镜图像的图像采集装置分别与所述照射装置和图像采集装置电气相连，并根据所述腔镜图像驱动所述照射装置跟踪移动的病灶区域的控制器。上述光动力跟踪系统中，图像采集装置采集腔镜图像，控制器根据腔镜图像驱动照射装置跟踪移动的病灶区域，从而避免了病灶区域工移动而造成的照射位置偏离，使得照射装置所发射出的激光准确地照射在病灶区域，极大地提高了照射位置的准确度以及光动力治疗的成效。
文档编号A61B18/20GK202342178SQ20112033337
公开日2012年7月25日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者张子倩, 温铁祥, 王磊, 辜嘉 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院