發(fā)布時(shí)間：2020-04-05 12:38

【摘要】：目前,手術(shù)切除作為治療癌癥的主要方案,正朝著微創(chuàng)、精準(zhǔn)的方向發(fā)展。電子內(nèi)窺鏡是微創(chuàng)手術(shù)的重要觀察手段之一,其相較于傳統(tǒng)的纖維內(nèi)鏡能夠幫助醫(yī)生更容易的觀察到深處病灶及器官表面特征。但在微創(chuàng)腫瘤切除手術(shù)中,醫(yī)生僅僅依賴于內(nèi)窺鏡所提供的視覺(jué)信息來(lái)辨別腫瘤,這導(dǎo)致對(duì)于顏色和形態(tài)都與正常組織相似的微小腫瘤病灶被遺漏。利用熒光分子成像是一種新的成像方案,其原理是通過(guò)熒光劑標(biāo)記腫瘤細(xì)胞來(lái)增加病變組織與正常組織的對(duì)比。由于以該成像原理實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)或體積過(guò)大,或操作不便,多用于開(kāi)放式手術(shù)或醫(yī)學(xué)研究中。因此,本文設(shè)計(jì)了一種單傳感器分時(shí)采集彩色背景圖像和熒光圖像,并實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像融合的處理系統(tǒng),為熒光分子材料與電子內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)的結(jié)合提供了一種實(shí)現(xiàn)方案。該系統(tǒng)選用光纖導(dǎo)光的LED作為白光光源,根據(jù)光源開(kāi)關(guān)狀態(tài)區(qū)分亮、暗場(chǎng)。使用圖像傳感器輸出的VSYNC信號(hào),同步圖像采集與光源開(kāi)關(guān)。在幀間隙更改攝像頭的曝光及增益,使拍攝的圖片在亮暗場(chǎng)下具有合適的亮度和清晰度。FPGA將采集的亮、暗圖像寫入到DDR2的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)空間中。通過(guò)緩存控制及合成算法得到標(biāo)記與正常組織差異性較高的融合圖像,并將其寫入到3號(hào)存儲(chǔ)空間,最后,使用標(biāo)準(zhǔn)的VGA時(shí)序?qū)D像數(shù)據(jù)輸出至顯示器。圖像融合的閾值選取采用OTSU算法與手動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的半自動(dòng)方式,不僅使閾值隨熒光劑亮度的降低而改變,又可以靈活地抵消閾值計(jì)算的誤差。與傳統(tǒng)的多傳感器成像系統(tǒng)相比,本系統(tǒng)減小了圖像采集端的結(jié)構(gòu),消除了匹配誤差。與傳統(tǒng)的單傳感器成像系統(tǒng)相比,其光源自動(dòng)切換并實(shí)時(shí)融合的方式,使得醫(yī)生能夠在觀察到正常組織紋理細(xì)節(jié)的同時(shí)能夠定位標(biāo)記組織的位置。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熒光劑標(biāo)記功能和實(shí)時(shí)性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:通過(guò)調(diào)節(jié)亮度閾值參數(shù)和亮度增益參數(shù),本系統(tǒng)能夠有效顯示標(biāo)記區(qū)域的紋理,突出標(biāo)記區(qū)域的輪廓,實(shí)現(xiàn)了熒光區(qū)域標(biāo)記功能,并且融合圖像可以穩(wěn)定流暢的輸出。
【圖文】：

圖 1.1 窄帶成像系統(tǒng)Figure 1.1 Narrow band imaging system像的激發(fā)光照射下，生物組織中細(xì)胞與基質(zhì)含有的氨基酸吸收光譜相對(duì)應(yīng)的自體熒光輻射。正常的粘膜和粘膜射在強(qiáng)度、峰值位置有差異[7]，自體熒光成像技術(shù)利用區(qū)分正常組織和不同階段的異常組織。該方法一個(gè)最不需要注射熒光試劑成像，既方便又可降低費(fèi)用。目前肺癌、食管癌和結(jié)直腸癌診斷中[8]。自體熒光成像技術(shù)為：在氙燈前安裝旋轉(zhuǎn)濾光片得到波長(zhǎng)為 370~470nm綠光、波長(zhǎng) 600~620nm 的紅光，并在單色光 CCD 前安630nm 的光通過(guò)（自體熒光和綠色光），自體熒光投射按比例分別投射到紅、藍(lán)成像通道。在 AFI 模式下，，正或癌性黏膜呈紫色或紫紅色[9]。

圖 1.1 窄帶成像系統(tǒng)Figure 1.1 Narrow band imaging system光成像波長(zhǎng)的激發(fā)光照射下，生物組織中細(xì)胞與基質(zhì)含有的氨基酸、結(jié)生與吸收光譜相對(duì)應(yīng)的自體熒光輻射。正常的粘膜和粘膜病變光輻射在強(qiáng)度、峰值位置有差異[7]，自體熒光成像技術(shù)利用不同異性區(qū)分正常組織和不同階段的異常組織。該方法一個(gè)最大的光，不需要注射熒光試劑成像，既方便又可降低費(fèi)用。目前這種癌、肺癌、食管癌和結(jié)直腸癌診斷中[8]。自體熒光成像技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)為：在氙燈前安裝旋轉(zhuǎn)濾光片得到波長(zhǎng)為 370~470nm 的激60 的綠光、波長(zhǎng) 600~620nm 的紅光，并在單色光 CCD 前安裝00~630nm 的光通過(guò)（自體熒光和綠色光），自體熒光投射到綠光則按比例分別投射到紅、藍(lán)成像通道。在 AFI 模式下，正常黏增生或癌性黏膜呈紫色或紫紅色[9]。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH77;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2615030