一种病变部位显像投影导航装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗手术辅助装置技术领域，具体涉及一种病变部位显像投影导航装置。
【背景技术】
[0002]传统医学外科手术由于手术设备、器械与技术上的限制，很大程度上依赖于手术医师的临床经验，而不同的医生的临床经验是不同的，会造成手术精准度和成功率不同。同时，进行传统医学外科手术时，手术医师的工作强度和工作负担都很大。
[0003]近几十年来，随着医学影像技术、图像处理技术等技术的发展与革新，外科手术正在向着精细、准确、快速的方向发展。手术导航系统正是在此过程中发展出来的新型手术辅助设备，这类设备的基本原理是将PET、CT、MR1、荧光等医学影像进行相应处理(图像融合、坐标变换等)，从而实现有效地术前观察或者手术过程中的实时引导。这类设备首先应用于神经外科手术，随后逐渐推广用于其他手术领域，包括骨科、耳鼻喉科和整形外科等。其中，肿瘤切除手术是手术导航系统应用的一个新兴领域。目前，肿瘤切除是治疗癌症的首选方法，也是最有效的治疗方法，该方法通过将癌症原发病灶(癌症最初发生的部位)及转移病灶(由原发性转移的病灶)一并切除，从而使病人获得治愈机会。在肿瘤切除手术中，医生可采用手术导航装置作为手术辅助装置精确的分辨肿瘤病变部位和良性细胞部位，以实现对肿瘤病变部位的精准切除。手术导航系统对于手术定位的精度提高、手术医源性损伤的减少、手术路径优化及成功率提高上等具有十分重要的意义。
[0004]现有的医用导航装置一般通过摄像头拍摄所需医学影像，经过处理后显示在相应屏幕上，提供给医生病变部位信息。这种方法虽然能够将手术所需的信息呈现在医生面前，但是医生看到的影像与病人实际病变部位分开显示，需要医生在手术过程中不断切换视野，导致医生在切除病灶的过程中，无法精准地操作。同时，由于医生需要不停地转换视角以获取影像提供的信息，给医生手术过程带来极大的不便。
[0005]也有一些人提出将处理后的医学影像投影到相应手术区域的方法，但是，这会造成投影出的影像再次被采集设备所采集，给下一时刻的图像处理增加了困难，引入了不必要的背景图像和噪声。从而使采集、投影的影像的准确性变差，增加了手术的不确定性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种病变部位显像投影导航装置，能够采集手术病人病变部位的图像并精确投影到病人病变部位，指导手术医生精确的进行肿瘤切除手术。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的一个实施例所采取的技术方案是:
[0008]包括支架，支架上设有影像采集部件、投影部件和多个激发光源，影像采集部件连接投影部件，投影部件上设有投影调制装置和投影图像配准系统。
[0009]优选地，影像采集部件和投影部件之间设有图像处理部件。
[0010]优选地，影像采集部件上设有图像增强部件。
[0011]优选地，影像采集部件上设有滤光部件。
[0012]优选地，投影调制装置连接投影图像修正解调装置。
[0013]优选地，支架包括基体模块和安装模块，基体模块和安装模块可拆卸连接，影像采集部件和投影部件设置在安装模块上。
[0014]优选地，基体模块为支撑式支架或佩戴式支架。
[0015]优选地，投影部件上设有移动电源，移动电源连接微处理器。
[0016]优选地，安装模块可以在基体模块上移动和转动。
[0017]本病变部位显像投影导航装置产生的有益效果为:
[0018]1.本装置设有影像采集部件、投影部件和多个激发光源，激发光源均匀照射到病灶区域，影像采集部件采集病变部位影像，传输到投影部件，投影部件上设有投影调制装置和投影图像配准系统；通过时段控制，影像采集时，投影设备投出的图像被投影调制装置所阻挡，无法投射到手术区域，不会被图像采集设备所采集；当激发光照射间隙时，投影设备投出的图像可以通过投影调制装置和投影图像配准系统，将荧光图像投射到相应组织病变区域，并将投出的图像进行配准，被医生肉眼捕获。时段控制频率的采样频率在50Hz以上，达到实时要求。投影出的影像的时间和所述影像采集部件采集的时间相互错开，从而既可以让手术医师看到投影出的图像，又避免投影设备投出的光被影像采集部件所采集，有效地避免了投影图像及其他背景光对荧光图像的影响，提高手术的精准度和成功率。
[0019]2.影像采集部件和投影部件之间设有图像处理部件，将接收到的图片根据不同手术情况要求进行处理，例如伪彩增强、图像分割、图像锐化、边缘检测或图像融合等，使需要得到的手术信息在图片中更加清晰，将本不可见的手术信息，如肿瘤荧光、骨骼形状或血管分布等可视化，并且与背景部分对比强烈，能从背景部分中突出显示出来，可以在投影出以后，方便医生更准确的识别出病变区域与正常组织区域位置，辅助医生进行术前观察和手术定位。
[0020]3.影像采集部件上设有滤光部件，滤光部件安装在影像采集部件前端前，用于滤除其他背景杂光，从而清晰地采集到病变部位的影像信息。
[0021]4.支架包括基体模块和安装模块，基体模块和安装模块可拆卸连接，有助于装置的安装与运输；根据所选设备规格，可以自由选择为支架式或者佩戴式，使用在不同的手术区域和手术环境。
[0022]5.投影调制装置连接投影图像修正解调装置，用以将调制后的图像进行处理，从而使图像更加清晰，使相应手术信息更加明显，易于辨别。
[0023]6.投影部件上设有移动电源，移动电源连接微处理器，可以在没有电源输入的情况下给系统供电，装置使用更加方便。
[0024]7.安装模块可以在基体模块上移动和转动，可以根据手术的需要，自由的调整安装模块的角度和方向。
【附图说明】
[0025]图1所示为本实用新型的病变部位显像投影导航装置的一个实施例的示意图。【具体实施方式】
[0026]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]参考图1，在本实用新型的一个实施例中，病变部位显像投影导航装置包括支架，支架上设有影像采集部件5、投影部件3和多个激发光源8，影像采集部件5连接投影部件3，投影部件上设有投影调制装置4和投影图像配准系统。
[0028]影像采集部件5可以是CCD、CMOS摄像头或者其他影像采集部件。
[0029]在本实用新型的一个实施例中，选择近红外感光能力强的CXD相机作为影像采集部件，用以采集荧光信息。
[0030]投影部件8投出的光既可以作为背景光又可以投出增强后的病灶医学图像，使肉眼可以观察到病灶位置。
[0031]在本实用新型的一个实施例中，采用微型投影仪作为投影设备，微型投影投影仪采用的是数字光处理DLP投影技术，其投影亮度为260 lm，最高分辨率可达1920*1080，可以投影的距离在0-3m。
[0032]在导航装置的安装过程要确保CCD相机镜头采集位置和微型投影仪投出位置相对固定。
[0033]激发光源8用于产生一定强度的激发光，以超过人眼分辨极限的某一特定频率照射到已注入荧光显像剂的病变组织上，其照射时段与图像采集时段一致。可以根据手术需求，选定数目和位置，安装在合适位置使其可以照射在手术区域相应位置。
[0034]激发光源8可根据使用场合不同，选用不同尺寸、波长、形状的足够功率的光源，其可以按照一定的频率对手术肿瘤区域进行激发，与投影部件3的投影图像时间相错开，即在投影图像未投影到手术区域，而影像采集部件5采集图像时进行激发，也可以根据环境选择常壳激发。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，激发光源8可采用LED、LD或其他功率足够的光源，固定于手术台或者安装在支架上，均匀的照射在手术区域上。
[0036]在本实用新型的一个实施例中，选择690nm的手持LED阵列作为激发光源，用以激发荧光造影剂从而产生荧光。
[0037]投影调制装置4控制投影部件3投出图像的频率，使其与影像采集部件5同步:即在图像采集时去除投影出的光，只对激发出的荧光进行采集；投出图像的频率控制到人眼辨别范围以上，从而使手术医生可以清楚地看到不闪烁的投影图像。
[0038]影像采集部件5采集到的图像由投影部件3经投影调制装置4控制投出，并将投出的图像进行配准，能与组织中的肿瘤部分相重叠。
[0039]投影调制装置4可以对投影光进行频率，相位，幅值的改变或者混合不同类型的光源，对出射图案进行各种变换，使用点扫描或线扫描光源等其他改变光源信息的方法，使得投影出的图片符合相应的需求，便于分辨和观察。
[0040]投影调制装置4可以根据不同需求，采用