提高肿瘤手术的成像质量
在手术期间提供实时图像，FPGA算法无需进行硬件编程
- 客户
- Quest Medical Imaging BV公司
- 地点
- 荷兰
- 日期
- 2018年
多光谱相机系统的工作原理
在手术前，病人需要先在靶点位置注射荧光标记，然后这些标记会附着到肿瘤细胞上，使用近红外(NIR)光线即可使其发光。所使用的标记会因肿瘤的类型而异。多光谱相机会以255 MB/s的数据率和最高可达60 fps的帧速率，同时用高清(HD)格式记录一张以RGB色彩空间显示的彩色图像，以及两张在NIR光谱范围内显示的荧光图像，然后将彩色图像和其中一张NIR图像合二为一输出图像。
在手术过程中，借助屏幕上显示的这些图像，外科医生就可以精确地区分受肿瘤影响的组织和邻近的健康组织。此过程既适用于开腹手术，也适用于微创腹腔镜手术。
在使用之前的基于图像采集卡的图像处理解决方案时，从图像采集、图像预处理到图像处理的整个过程都是在主机PC的CPU上进行的。高分辨率相机所记录的数据会被直接转发到CPU，数据量未经删减，因此会降低系统速度。
图像采集卡支持预处理和两种运行模式
集成到平台中的新款Camera Link图像采集卡microEnable 5 marathon VCL现可在FPGA（现场可编程门阵列）上执行整个过程，不会给CPU造成负担，并且处理速度更快。处理器能以更高的并行性，逐个像素地处理多光谱相机拍摄的图像，并在图像输出的结果中将两幅图像合并。
实时观察肿瘤细胞
借助新的实时解决方案，手术团队在过程中就能在屏幕上看到实时图像，其中可以识别出带荧光的肿瘤细胞，并更好地将其与健康组织区分开来。此外，还能看到淋巴结和血管（血管再生术）。这些组织都是肉眼不可分辨的。
两种图像显示选项
现在，外科医生无需在黑白图像和彩色图像之间来回切换，而是可以自由选择两种不同的相机操作模式：既可并排显示彩色图像和荧光图像，也可将两者合二为一。这样就能更好地识别较小型的肿瘤，并用手术设备进行定位。图像采集卡功能强大，足以处理这两种操作模式。
具备可编程图像采集卡的软件解决方案
另一个选择Basler作为供应商的重要原因是，借助易于使用的图形化编程环境VisualApplets，可以对图像采集卡进行编程。该团队生成了一个硬件小应用，其中包含图像预处理算法，还可以将图像输出为数据流程图并进行模拟，然后将其加载到图像采集卡FPGA上，无需硬件专家进行耗时且昂贵的VHDL编程。
我们的所有要求都得到了满足，特别是它能以最短的延迟时间进行实时处理，这不但能减轻CPU负荷，还提高了为外科医生提供的成像质量。由于实施所需的时间较短，这大大缩短了产品上市时间。
图像处理系统可提供的优势
转换到新系统仅花费了两个月的时间，项目团队无需制造商提供大量支持就完成了转换流程。其硬件和软件可用于任何标记物，因此也可用于任何类型的肿瘤。无论是何种肿瘤，只需对所需的色谱等参数稍作修改即可。
特殊优势：
显著提高成像质量，使手术更加精确
借助图像预处理，在将数据传输到分析计算机之前减少数据量
因此不会出现带宽或存储空间问题
由于在FPGA处理器上进行处理，数据传输量更高，延迟时间更短
该解决方案所用的产品
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