一种多场景术中OCT血管成像方法及系统
本发明涉及医学光学成像与人工智能辅助医疗决策,尤其是涉及一种多场景术中oct血管成像方法及系统。
背景技术:
1、在众多外科手术领域(如肠道吻合、皮瓣移植、肿瘤切除等),组织血运状态与血管形态是决定手术方案与预后的核心指标。当前,多科室手术中的组织血运评估普遍面临主观化、低精度的痛点,传统肉眼观察与触诊高度依赖医生经验,导致术中决策误差率较高。现有辅助技术(如荧光造影或病理活检)存在侵入性强、实时性差或仅适用单一组织等局限性,无法满足复杂手术的动态评估需求。
2、术中oct技术具备高分辨率、无创和实时的优势,但现有的oct系统难以在术中环境下普及应用,原因在于:(1)术中患者呼吸和肠道蠕动造成的运动干扰极大,导致微小血管成像模糊;(2)传统的oct血管造影(octa)需要对同一位置进行多次(通常4次以上)重复b-scan扫描,耗时较长,难以满足术中极高的实时性要求。
3、因此,针对多外科科室手术需求,研发通用型术中oct评估系统,解决不同组织类型的血管成像、动态干扰抑制、量化评估等关键问题,为多领域手术提供客观决策依据,契合外科手术向精准化、智能化发展的主流趋势,具有重要的临床应用价值与科学意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种多场景术中oct血管成像方法及系统,解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种多场景术中oct血管成像方法,包括以下步骤:
3、s1、基于获取的oct信号进行组织成像,计算光衰减系数oac;采用基于oac的全局-局部混合非刚性配准算法oac-gdlr,消除术中呼吸与肠道蠕动引入的运动伪影,完成术中oct图像精确配准;
4、s2、构建基于transformer与u-net融合架构的深度学习血流成像网络,对配准后的b-scan图像进行同步多通道输入处理,实现仅2次b-scan扫描下的术中微血管实时重建。
5、因此,本发明采用上述一种多场景术中oct血管成像方法及系统,具有以下有益效果:
6、(1)本发明通过创新性地提出手持式通用采集探头、oac-gdlr动态图像配准算法、以及transformer-u-net极速血流成像网络,突破了术中复杂环境下的成像限制,实现仅需少量数据即可精准量化血运的实时评估体系。推动多领域手术决策从经验依赖向客观化、数据化升级,全面提升各类外科手术的安全性、精准性与患者预后。
7、(2)本发明适配肠道、肝胆、皮肤、骨骼周围等不同类型组织的成像需求,使用时系统自动聚焦,无需术中频繁调整焦点,确保快速扫描与操作便捷性,探头集成了可更换盖玻片,实现不同组织(肠道、皮肤等)表面的快速物理贴合并自动聚焦,同时通过盖玻片角度设计抑制光饱和,极大提升了抗干扰能力与易用性 。
8、(3)本发明优化了oac计算模型,降低因光源抖动、表面黏液等因素引起的信号变异,构建更稳定的组织表征作为配准基础。同时设计了具有运动先验的全局-局部混合非刚性配准(oac-gdlr)流程,在全局阶段快速校正呼吸与器械引起的大位移,在局部阶段精细补偿蠕动引起的非刚性形变,最大消除组织蠕动与呼吸伪影,从而实现术中肠道oct图像的稳定对齐。
9、(4)本发明创新性提出基于transformer-u-net混合架构的深度学习网络。融合相位差异、幅度差异与结构特征三个通道,并利用血管连通性正则化损失函数,突破了传统octa对多次重复扫描的依赖,使得系统仅需2次b-scan重复扫描,即可端到端地输出高质量微血管形态,满足秒级实时反馈要求,避免手术流程中断。生成高质量术中oct血管图像(octa),为血运评估提供数据支持,实现高质量血管重建。
10、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,所述s1的具体步骤如下:
3.根据权利要求2所述的一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,所述s11中的oac的计算公式如下:
4.根据权利要求2所述的一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,所述s12的具体步骤如下:
5.根据权利要求2所述的一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,所述s13中的仿射变换模型的具体公式如下:
6.根据权利要求1所述的一种多场景术中oct血管成像方法,其特征在于,所述s2的具体步骤如下:
7.应用上述权利要求1-6任一项所述的一种多场景术中oct血管成像方法的系统,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的一种多场景术中oct血管成像方法的系统,其特征在于,还包括:
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