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
![腫瘤手術影像處理技術](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/7nLbqlTm0AFU7SXK41790Y/7a4bb2d9a334951b60ab8bcbf6f4d7e4/CS-quest-medical-imaging.webp?fm=webp&f=center&w=800&q=80&fit=pad)
![具備即時影像功能的 Quest Spectrum 平台](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/123jVxTsIeBETDWXMYzeDP/fb9c1e70040eda3c560f5b258434cf99/CS-quest-medical-imaging-spectrumtrolly.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
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。
![強大的可程式影像擷取卡](http://images-ctf.baslerweb.com/dg51pdwahxgw/1g2C1uOseUbaHrTi5amN9d/33d2b9107038933e98db4ef4535dc9e5/framegrabber-microEnable5-marathon-VCL.webp?fm=webp&f=center&w=800&h=450&q=80&fit=pad)
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
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