申请/专利权人：南方医科大学南方医院

申请日：2022-12-23

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN116309042B

主分类号：G06T3/4053

分类号：G06T3/4053;A61B5/00;G06T7/00;G06T7/11;G06N3/0464;G06N3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.07.11#实质审查的生效;2023.06.23#公开

摘要：本发明提供了一种近红外光谱胸内血管显像系统、方法及电子设备，该系统包括术中腔镜以及与术中腔镜连接的显示器；术中腔镜包括图像传感器以及内含多个近红外LED光源的镜头组；图像传感器分别与镜头组和显示器连接；镜头组用于在多个近红外LED光源向术中部位发射近红外光信号时，将近红外光信号经过术中部位反射后得的反射光信号转换成图像光信号；图像传感器用于将图像光信号转换成低分辨率图像，并采用预先训练的分类器对低分辨率图像进行血管分割以得到血管分割后的第一高分辨率图像，之后将第一高分辨率图像发送给显示器进行第一高分辨率图像的显示。采用本发明可以降低外科医师在术中识别血管的难度。

主权项：1.一种近红外光谱胸内血管显像系统，其特征在于，所述系统包括术中腔镜以及与所述术中腔镜连接的显示器；所述术中腔镜包括图像传感器以及内含多个近红外LED光源的镜头组；所述图像传感器分别与所述镜头组和所述显示器连接；所述镜头组用于在所述多个近红外LED光源向术中部位发射近红外光信号时，将所述近红外光信号经过术中部位反射后得的反射光信号转换成图像光信号；所述图像传感器用于将所述图像光信号转换成低分辨率图像，并采用预先训练的分类器对所述低分辨率图像进行血管分割以得到血管分割后的第一高分辨率图像，之后将所述第一高分辨率图像发送给所述显示器进行所述第一高分辨率图像的显示；所述镜头组包括镜头、所述多个近红外LED光源、第一透镜、光栅、聚光镜、空间调制器和第二透镜；所述多个近红外LED光源环形阵列于所述镜头的外周；所述空间调制器包括滤光片和感光片；所述镜头组用于：通过所述多个近红外LED光源向术中部位发射所述近红外光信号，通过所述镜头接收所述反射光信号，依次通过所述第一透镜、所述光栅、所述聚光镜、所述空间调制器和所述第二透镜将所述反射光信号转换成所述图像光信号；所述分类器包括轻量级可调超分辨率网络；所述轻量级可调超分辨率网络包括依次连接的全连接模块、多尺度聚合模块、上采样模块和重建模块；所述全连接模块用于对所述低分辨率图像进行分类，得到分类后的第一图像；所述多尺度聚合模块用于对所述第一图像进行多级血管特征提取，并将后一级血管特征提取得到的特征与前一级血管特征提取得到的特征进行聚合，得到每一级血管特征提取所对应的初始特征图；所述上采样模块用于分别对每一级血管特征提取所对应的初始特征图进行上采样，得到每一级血管特征提取所对应的第一特征图；所述重建模块用于分别计算每一级血管特征提取所对应的第一特征图的特征残差，并将计算得到的特征残差相加以得到总残差，之后将所述总残差叠加到最后一级血管特征提取所对应的第一特征图上，从而得到初始高分辨率图像；所述分类器还包括与一个骨干网络连接的空间注意力多级结构网络；所述骨干网络用于：对所述初始高分辨率图像进行卷积和池化操作，得到第一图像；对所述第一图像进行多级残差计算，并输出得到第一级残差计算所对应的第一残差以及最后一级残差计算所对应的第二残差和第三残差；对所述第一残差进行像素级别特征提取以得到所述初始高分辨率图像对应的像素级别特征；所述空间注意力多级结构网络用于：对所述第二残差进行局部特征提取和上采样以得到所述初始高分辨率图像对应的局部特征；对所述第三残差进行边缘特征提取和上采样以得到所述初始高分辨率图像对应的边缘特征；将所述像素级别特征、所述局部特征和所述边缘特征进行像素级别相加，并将相加后得到的特征进行全局池化操作以得到第二特征图和第三特征图；采用预设激活函数对第二特征图进行第一激活处理，并将第一激活处理后的结果依次与所述像素级别特征和所述局部特征进行像素级别相乘以得到所述初始高分辨率图像对应的第一融合特征；采用预设激活函数对第三特征图进行第二激活处理，并将第二激活处理后的结果依次与所述边缘特征和所述局部特征进行像素级别相乘以得到所述初始高分辨率图像对应的第二融合特征；将所述第一融合特征与所述第二融合特征拼接成初始融合特征，并将所述初始融合特征进行卷积操作以得到所述第一高分辨率图像。

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