研究目的
为证明近红外荧光(NIRF)成像技术可应用于外科手术领域,通过软组织下毛细血管的亚表面成像来呈现活动约束的可视化方法。
研究成果
研究表明,在0至45°的角度范围内,近红外荧光成像技术(NIRF)可用于对软组织仿体下潜藏深度达11毫米的毛细血管进行成像。仿体深度测量的最差情况精度为±3毫米,仿体角度测量精度恒定为±1.6°。这些发现表明,近红外荧光成像技术确实可用于下一代手术机器人医疗成像系统,并为未来实时深度感知研究奠定了基础。
研究不足
该研究承认,通过测量样本中的温度升高来监测激发光功率密度造成的组织损伤,这些方法可以得到改进。此外,所使用的LED发射光谱很可能导致了显著的激发光泄漏和高噪声基底。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及近红外波长范围成像系统的制造,以及用于立体后处理和数据采集的计算方法。
2:样本选择与数据来源:
使用内径4毫米的玻璃毛细管作为测试样本,管内填充浓度为1毫克/毫升的ICG色素溶液。
3:实验设备与材料清单:
自制测试装置,包括激发LED、二维平移直线平台及运动学底座、改装电荷耦合器件(CCD)相机(Allied Vision Guppy Pro F-146彩色款)以及长通滤光片(MIDOPT LP780)。
4:实验流程与操作步骤:
毛细管样本以780纳米波长激发,产生的荧光通过立体方式捕获,随后利用MATLAB后处理生成视场的深度图。
5:数据分析方法:
编写立体后处理算法,采用"胜者全得"策略,并基于归一化互相关成本函数确定图像间对应像素。
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Guppy Pro F-146
Allied Vision
Modified CCD camera for image capture in the IR spectrum
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MIDOPT LP780
LP780
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Long pass filter to remove visible light