显微课堂 | 荧光在血管神经外科中的应用前景

在血管神经外科手术中，手术显微镜用于提供手术区域的放大和照明视图。尽管显微镜提供的图像质量和光学放大倍率让外科医生受益匪浅，但外科医生必须依靠自己对色彩的敏锐感知来区分不同类型的组织。

其中一项挑战就是如何同时实时可视化并评估解剖结构和血液流动。荧光技术，例如近红外 (NIR) 成像与吲哚菁绿 (ICG) 相结合，通过实现血管流动的高对比度可视化来帮助外科医生。不过，这些技术存在局限性，特别是无法同时可视化血流和解剖细节，而且只能生成黑白图像。

目前市场上有一种创新技术——增强现实荧光技术，不仅利用了荧光与ICG造影剂的高对比度，又克服了之前提到的诸多限制。它能提供血管血流和解剖结构的实时、多光谱彩色可视化，从而帮助外科医生更为自信地执行和评估手术干预。

表1

表2

均匀化

为了克服手术显微镜系统在亮度分布上的不均匀性，将均匀化滤光片用于每个输入帧，通过基于显微镜设置（工作距离、放大倍率、光圈、照明）应用像素级划分来标准化测量的亮度，如下图6所示。该系统采用与每张图像成比例的补偿因子，通过均匀化，可以补偿中心加权照明的影响。均匀化值的范围从0%（无）到100%（最大）。

此外，在均匀化之前对荧光图像应用旋转、平移和缩放变换，以补偿从手术部位到两个传感器芯片的光束路径差异。在运行时应用双线性插值，以从周围像素导出非整数圆点坐标处的荧光强度。

强度缩放

采集图像的亮度会随着工作距离和放大倍率的增加以及光强度的降低而降低。为了补偿这种亮度降低，将比例因子用于荧光图像。

强度调整与物体细节相关的荧光对比度、亮度和透明度。强度值范围从0%（仅荧光可见/物体占主导）到100%（荧光强烈可见且占主导）。

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