以更佳畫質進行腫瘤手術
手術進行時的即時影像和 FPGA 演算法，無需硬體程式設計
- 客戶
- Quest Medical Imaging BV
- 地點
- 荷蘭
- 日期
- 2018
越來越多的醫院在手術過程中，使用多光譜相機實作影像處理系統，以將癌症可視化。Quest Medical Imaging BV 運用其 Quest Spectrum 平台提供這類系統。該公司有多種特別開發的多光譜相機，配備可程式影像擷取卡與配合使用的軟體。
多光譜相機系統如何運作？
手術前，在患者的目標點注射螢光標示劑。標示劑會附著在腫瘤細胞上，並使用近紅外光來激發螢光產生。標示物因腫瘤類型而異。多光譜相機以 255 MB/s 的資料速度和 60 fps 的最大幀速率，同時記錄 RGB 色彩空間中的彩色影像，以及 NIR 光譜範圍的兩張高畫質（HD）螢光影像，再將彩色影像和其中一張近紅外影像合併後進行影像輸出。
在手術過程中，透過這些顯示在螢幕上的影像，外科醫生可以精確地判別受腫瘤影響的組織和相鄰的健康組織。這種程序適用於開放和微創腹腔鏡手術。
以往在使用影像擷取卡的影像處理解決方案中，影像擷取、影像預處理和影像處理的整個過程，都以主機上的 CPU 來執行。高解析度相機影像直接傳送到 CPU，未經資料縮減，因此造成系統速度變慢。
影像擷取卡支援預處理和兩種操作模式
整合到平台中的新型 Camera Link 影像擷取卡 microEnable 5 marathon VCL，現在可使用 FPGA（現場可程式化邏輯閘陣列）來執行整個過程，而不會增加 CPU 的負荷，還能帶來更快的速度。處理器以更高的平行度，將多光譜相機拍攝下來的影像進行畫素逐一處理，並且合併兩張影像輸出。
腫瘤細胞即時可視化
透過這種全新即時解決方案，手術團隊可在手術過程中可在螢幕上查看即時影像，並且可以辨識螢光腫瘤細胞，與健康組織的區分也更為明確。此外，肉眼無法辨別的淋巴結和血管（血管生成）也能可視化。
兩種影像顯示選項
外科醫生現在不必在黑白和彩色影像間來回切換，可在下列兩種不同相機操作模式之間進行選擇：可以並排顯示彩色影像和螢光影像，或者將兩者同時顯示為一個合併影像。因此，可以更為清楚的判定較小的腫瘤，並以手術設備加以定位。該影像擷取卡功能強大，足以處理兩種操作模式。
搭配可程式影像擷取卡的軟體解決方案
選擇 Basler 作為供應商的另一個重要原因是，藉助易於使用的圖形程式設計環境 VisualApplets，影像擷取卡具備可程式性。該團隊編寫一個硬體小程式，其中包含用於影像預處理和影像輸出為資料流圖的演算法，對其進行模擬，並將程式載入到影像擷取卡 FPGA 上，因此硬體專家無需進行耗時且昂貴的 VHDL 程式設計。
我們的所有需求都獲得滿足，特別是以最小的延遲來進行即時處理，不但減輕 CPU 負荷，也讓外科醫生獲取更好的影像品質。由於實作時間很短，也大大減少上市所需時間。
本影像處理系統的功能
該專案團隊在沒有任何製造商大力支援的情況，在短短兩個月內就完成了新系統的轉換工作。硬體和軟體可以使用任何標示劑，因此也適用於任何類型的腫瘤。只需要針對腫瘤類型進行微調，例如所需要的相關色彩頻譜。
特殊優勢：
大幅提高影像品質，手術更加精確
以影像預處理先進行資料縮減，再傳輸到分析用電腦
因而免除頻寬或儲存空間問題
以 FPGA 處理器處理，帶來更高的資料輸送量和極低延遲時間
此方案所用產品
想實施類似的方案嗎？這些產品能有所助益。
