视频1:在GLOW800滤镜下看到颅内血管瘤。
血管血流可视化今天:为什么我们需要这个下一步
的使用近红外例如徕卡微系统公司(Leica Microsystems)的FL800模块，已经帮助血管神经外科医生执行了188金宝搏的网址无数挽救生命的手术。但是，由于白光反射率和荧光成像模式的性质不同，每种模式都需要不同的滤光片来照明和成像。成像模式的选择触发了与显微镜中适当滤光片的自动交换。因此，不同的成像模式只能按顺序提供。
外科医生需要依次分别选择和查看每种成像模式，观察并记录每种模式下观察到的有用特征，然后在头脑中合并所有这些信息，以生成观察到的组织和血流的可用“图像”。这种活动必须在进行干预(如夹闭动脉瘤)之前进行。
视频2和3：来自动脉瘤夹闭手术的预夹闭图像，显示外科医生为了进行手术干预而必须精神上合并的内容（FL800 NIR荧光和白光）。
近红外荧光图像
白光图像
这项任务给外科医生带来了过多的时间和精力负担，同时由于难以记住所有黑白的空间特征，荧光图像的一些细节可能会被忽略近红外荧光图像。这个挑战即使在剪辑被放置之后也会继续。
视频4和5:动脉瘤夹闭术后的图像显示外科医生必须在心理上合并(FL800近红外荧光和白光)以评估手术干预。
近红外荧光图像
白光图像
使用的挑战近红外由于荧光只产生微弱的信号，它的测量受到显微镜的工作距离和放大水平的强烈影响，因此荧光的情况更加复杂。外科医生只能比较图像内的荧光强度，而不能比较不同位置或手术之间的荧光强度。
与GLOW800徕卡微系统公司已经着手克188金宝搏的网址服使用外科显微镜操作时遇到的这一重大挑战。
在手术中使用GLOW800模块的优点
GLOW800这是GLOW AR平台推出的第一款产品，它是一款新颖的增强现实模块，克服了上述限制，改善了操作体验。它结合了近红外将吲哚菁绿(ICG)的荧光信号与传统白光照明形成单一视图。这种能力允许外科医生在一张图像中同时可视化ICG荧光和白光的信息，他或她可以评估血管流动和解剖全彩色。
GLOW800模块是如何工作的
发光的基于“增大化现实”技术该平台采用了一种新颖的多光谱成像技术，允许在不同的光谱波段以反射或荧光模式同时捕获多幅图像。这项技术使用白光和荧光照明的光谱复用技术。这允许使用白色和荧光激发光的精确混合来照明组织，而多光谱成像传感器利用适当的滤波来消除不同光谱带之间的任何潜在干扰。
具体地说,为GLOW800模块，白光反射率成像照明由波长约400-700 nm的可见光和波长约700-790 nm的近红外光的ICG荧光激发照明组成。所有790 nm以上的光都被滤除，以避免与荧光发射信号的干扰。的GLOW800多光谱传感器采用滤光片，允许在四个光谱波段进行独立测量:红、绿、蓝，用于重建白光反射图像近红外用于显示ICG荧光的835-880 nm发射。GLOW AR软件结合了可见光和不可见光近红外视频流。用户可以看到手术部位的高清视频，视频中显示发射的荧光信号和解剖信息。
下面的光谱图(图1)说明了人眼可见和不可见的光波波长。通过在不可见范围内激发荧光团，它们通过GLOW800滤光片对人眼变得“可见”。
| 荧光激发 | 790海里 |
荧光信号 |
835海里 |
的GLOW800该模块使用视频处理单元（VPU）从嵌入显微镜光学头中的摄像机获取、处理和显示两个视频流的数据。此图像处理提供以下所述的关键功能。
伪染色
的标准图像近红外荧光仅为黑白，但最终用户可根据个人喜好选择伪（假）色（下图2和表2），用于观察发射荧光信号。来自白光照明的彩色图像是使用“去层”（或去层化）过程构建的，该过程对来自图像的滤波器阵列输出的颜色值进行插值GLOW800传感器芯片。
颜色的选择 |
Azure |
蓝色的 |
深青色 |
绿色 |
品红色的 |
RGB值 |
255-000-255 |
127-000-255 |
000-127-255 |
000-221-221 |
000-255-000 |
均质化
为了克服手术显微镜系统提供的亮度分布的不均匀性，每个进帧都应用了一个均匀化滤光片，根据显微镜设置(工作距离、放大倍数、虹膜、照度)进行像素划分，使测量到的亮度归一化，如下图6所示。该系统对每个图像应用一个比例的补偿因子。通过均匀化，中心光照的影响可以得到补偿。均化值范围为0%(无)~ 100%(最大值)。
此外，在均匀化之前，对荧光图像进行旋转、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的任何差异。双线性插值应用于运行时，从周围像素的非整数原点坐标导出荧光强度。
强度标度
采集图像的亮度随工作距离和放大倍数的增大以及光强的减小而减小。为了补偿这种减少，在荧光图像上应用了一个比例因子。
强度调整荧光对比度，亮度和透明度的对象细节。强度值范围从0%(荧光仅可见/物体占优势)到100%(荧光强烈可见和占优势)。
在临床实践中
的GLOW800模块使用户能够利用近红外使用Leica Microsystems公司的M530手术显微镜，在全多光谱彩色中评估血流。188金宝搏的网址当激活GLOW800模式时，徕卡显微镜的白光照明扩展到近红外以激发荧光团(ICG)。过滤后的近红外荧光团（ICG）的荧光信号是通过近红外感光摄像机，并在GLOW800 VPU处理。
视频6，和视频1中的动脉瘤是一样的。颜色突出的血流和解剖结构使外科医生能够更好地评估动脉瘤夹和夹后的血流。
GLOW800提供两种不同的观察模式:带有伪彩色荧光信号的白光物体视图或黑白(B&W)近红外荧光的观点。在这两种视图中，荧光视频信号可以在附加的徕卡手术显微镜视频监视器上观察，也可以通过显微镜望远镜观察(这需要从徕卡微系统公司进行CaptiView图像注入，该公司是单独销售的)。188金宝搏的网址
GLOW800模块使用增强现实荧光算法来实现高水平的同步，确保颜色是自然的，并完全融入图像，无论使用哪种观看源——2D屏幕，3D屏幕1屏幕或显微镜目镜（需要CaptiveView模块）。这些算法还确保没有异步移动或延迟。
这些功能使GLOW800模块成为外科医生的宝贵工具，因此他们可以同时可视化血流和解剖。
视频7-9：动脉瘤夹闭前的检查。
近红外荧光
相应的“白光”
相应的GLOW800
视频10-12：动脉瘤夹闭后。
近红外荧光
相应的“白光”
相应的GLOW800
GLOW AR平台及未来应用
GLOW AR是一种新型的增强现实平台，是GLOW800 AR荧光模块的基础。通过同时获取白光和荧光两种成像模式，它提供了一种新的外科成像体验，使所有工作流程相关的信息在一个单一的增强现实视图中可视化。
在没有任何荧光信号的情况下，组织以其自然白光外观显示，如果出现荧光，可通过与自然组织色调形成对比的生动颜色显示。特殊的颜色混合算法确保组织解剖结构的忠实呈现，并使用直观的组织发光效果精确显示荧光强度。使用不同的颜色可以同时显示多个荧光信号，无需切换模式或任何其他用户干预。
此外，GLOW AR平台提供了荧光强度的精确可视化，与工作距离、放大率以及照明和成像光学中的不均匀性无关。这种准确性使外科医生能够比较不同成像位置、手术甚至患者之间的荧光强度。
GLOW800模块也是GLOW400准备就绪的，在获得适当的监管许可之前，可以升级为也提供GLOW400能力。包括辉光AR的一般特征，如校正不均匀性和荧光强度的归一化。
其他GLOW AR平台技术目前正在开发中，并将在适当的时候发布2．
