顯微課堂：熒光在血管神經外科中的應用前景

在血管神經外科手術中，手術顯微鏡用于提供手術區域的放大和照明視圖。盡管顯微鏡提供的圖像質量和光學放大倍率讓外科醫生受益匪淺，但外科醫生必須依靠自己對色彩的敏銳感知來區分不同類型的組織。

其中一項挑戰就是如何同時實時可視化并評估解剖結構和血液流動。熒光技術，例如近紅外 (NIR) 成像與吲哚菁綠 (ICG) 相結合，通過實現血管流動的高對比度可視化來幫助外科醫生。不過，這些技術存在局限性，特別是無法同時可視化血流和解剖細節，而且只能生成黑白圖像。

目前市場上有一種創新技術——增強現實熒光技術，不僅利用了熒光與ICG造影劑的高對比度，又克服了之前提到的諸多限制。它能提供血管血流和解剖結構的實時、多光譜彩色可視化，從而幫助外科醫生更為自信地執行和評估手術干預。
 

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表1
表2

均勻化

為了克服手術顯微鏡系統在亮度分布上的不均勻性，將均勻化濾光片用于每個輸入幀，通過基于顯微鏡設置（工作距離、放大倍率、光圈、照明）應用像素級劃分來標準化測量的亮度，如下圖6所示。該系統采用與每張圖像成比例的補償因子，通過均勻化，可以補償中心加權照明的影響。均勻化值的范圍從0%（無）到100%（最大）。

此外，在均勻化之前對熒光圖像應用旋轉、平移和縮放變換，以補償從手術部位到兩個傳感器芯片的光束路徑差異。在運行時應用雙線性插值，以從周圍像素導出非整數圓點坐標處的熒光強度。

強度縮放

采集圖像的亮度會隨著工作距離和放大倍率的增加以及光強度的降低而降低。為了補償這種亮度降低，將比例因子用于熒光圖像。

強度調整與物體細節相關的熒光對比度、亮度和透明度。強度值范圍從0%（僅熒光可見/物體占主導）到100%（熒光強烈可見且占主導）。

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