Multimodalny system obrazowania endoskopowego
Pojedynczy miniaturowy endoskop zdolny do jednoczesnego badania wielu mechanizmów kontrastowych tkanek w wysokiej rozdzielczości jest niezwykle atrakcyjny, ponieważ umożliwia dostarczenie uzupełniających, pełniejszych informacji o tkankach trudno dostępnych narządów wewnętrznych. Seria eksperymentów pokazuje, że ten endoskopowy endoskopowy system obrazowania multimodalnego nie tylko zapewnia chirurgom informacje zwrotne w czasie rzeczywistym na temat lokalizacji tkanki nowotworowej i węzłów chłonnych, ale także zapewnia chirurgom wciągające wrażenia bez zakłócania przebiegu operacji.
Opis
profil firmy
Guangzhou G-Cell Technology Co., Ltd. to innowacyjne przedsiębiorstwo technologiczne założone w oparciu o szkołę podyplomową Uniwersytetu Tsinghua w Shenzhen, Południowy Uniwersytet Nauki i Technologii oraz South China Normal University. Koncentrujemy się na zastosowaniu technologii obrazowania optycznego w dziedzinie nauk o życiu. Dla jednostek w powiązanych kierunkach zastosowań możemy dostarczyć profesjonalny sprzęt i rozwiązania do obrazowania optycznego. Dysponujemy kompletną platformą eksperymentalną do badań optycznych i grupą wysokiej jakości młodych specjalistów technicznych. Jako transgraniczne połączenie branży sprzętu laboratoryjnego i branży internetowej, firma zaangażowana jest w tworzenie nowej generacji inteligentnego sprzętu laboratoryjnego.
Dlaczego właśnie my
Zespół zawodu
Specjalizujemy się w zastosowaniu technologii obrazowania optycznego w biologii komórki. Do badań komórkowych, obserwacji i innych zastosowań. Dysponujemy kompletną platformą eksperymentalną do testów optycznych i grupą wysokiej jakości młodych specjalistów technicznych.
Zaawansowany sprzęt
Jako transgraniczne połączenie branży sprzętu laboratoryjnego i branży internetowej, firma zaangażowana jest w tworzenie nowej generacji inteligentnego sprzętu laboratoryjnego.
Niezależne badania i rozwój
Dzięki innowacjom silnego zespołu badań technicznych i rozwoju wszystkie produkty GCell wykorzystują niezależne badania i rozwój, niezależną produkcję, niezależne patenty i przeszły szereg certyfikatów, takich jak monografie oprogramowania i patenty na wzory użytkowe.
Zalety oprogramowania
Strojenie oprogramowania odbywa się w oparciu o zwyczaje użytkowników badań naukowych, a wyniki są eksportowane zgodnie z wymogami artykułów i raportów z badań naukowych. Informacje o podglądzie plasterków można pobrać w dowolnym momencie, a także obsługiwana jest konwersja formatu wyników panoramicznych, co jest wygodne ze względu na uniwersalność analizy wyników.
Powiązany produkt
System obrazowania in vivo małych zwierząt
Multimodalny system obrazowania in vivo małych zwierząt GCell to system obrazowania in vivo małych zwierząt, który wykorzystuje różnorodne technologie obrazowania do kompleksowego obrazowania, które może jednocześnie wykrywać i analizować fizjologię, patologię, skuteczność i inne informacje małych zwierząt. Technologia ta może poprawić dokładność i czułość obrazowania oraz zapewnić bardziej wszechstronne i dogłębne wsparcie danych na potrzeby badań biomedycznych i opracowywania leków.
Multimodalny system obrazowania endoskopowego
Multimodalny system obrazowania fotoakustycznego łączy techniki obrazowania optycznego i akustycznego, aby zapewnić obrazy tkanek biologicznych o wysokiej rozdzielczości na różnych głębokościach. Technologię tę można zastosować w różnych dziedzinach, takich jak diagnostyka nowotworów, obrazowanie mózgu i obrazowanie naczyń. Multimodalny system obrazowania fotoakustycznego ma takie zalety, jak nieinwazyjne obrazowanie w czasie rzeczywistym i niski koszt, co czyni go obiecującym narzędziem do badań medycznych i zastosowań klinicznych.
Co to jest multimodalny system obrazowania endoskopowego
Pojedynczy miniaturowy endoskop zdolny do jednoczesnego badania wielu mechanizmów kontrastowych tkanek w wysokiej rozdzielczości jest niezwykle atrakcyjny, ponieważ umożliwia dostarczenie uzupełniających, pełniejszych informacji o tkankach trudno dostępnych narządów wewnętrznych. Seria eksperymentów pokazuje, że ten endoskopowy endoskopowy system obrazowania multimodalnego nie tylko zapewnia chirurgom informacje zwrotne w czasie rzeczywistym na temat lokalizacji tkanki nowotworowej i węzłów chłonnych, ale także zapewnia chirurgom wciągające wrażenia bez zakłócania przebiegu operacji.
Zalety multimodalnego systemu obrazowania endoskopowego
Jasność jest stabilna i szybka
Jasność kamery endoskopowej szybko się stabilizuje. Po uruchomieniu monitor automatycznie wykrywa temperaturę otoczenia w celu określenia poziomu jasności. Jednakże w miarę pogłębiania się endoskopu zmienia się jego rozdzielczość.
Dobry efekt percepcji
Kamera endoskopowa ma dobre efekty. Jest lepszy od innych monitorujących urządzeń wyświetlających pod względem percepcji kolorów lub percepcji kontrastu lustrzanego. Jednocześnie poprzez inteligentną regulację nasycenia chroni ludzkie oczy.
Wysoki poziom przetwarzania sygnału
Monitor endoskopowy charakteryzuje się wysokim poziomem przetwarzania sygnału. Potrafi inteligentnie dostosować rozdzielczość zwykłych pikseli, aby obraz był wyraźniejszy. Jednocześnie nawet w bardzo trudnych warunkach leczenia monitor endoskopowy może generować sygnały bez barier.
Szeroki kąt widzenia
Kamera endoskopowa ma szeroki kąt widzenia, dzięki czemu obraz jest wyraźny, niezależnie od tego, czy patrzy się z przodu, czy z boku. Co więcej, patrząc z boku, nie będzie wzrostu aberracji chromatycznej ani rozmycia obrazu z powodu problemów z kątem.
Potencjalny multimodalny system obrazowania endoskopowego oparty na technologii obrazowania do wykrywania nowotworów
Opracowaliśmy przyszłościowy multimodalny system endoskopowy, który oferuje kolorowe, klasyfikowane spektralnie, ultradźwięki o wysokiej częstotliwości (HFUS) w trybie B oraz zintegrowane obrazy współczynnika rozproszenia wstecznego (IBC) do wykrywania nowotworu in situ. Badanie rozmieszczenia guza od powierzchni jelita grubego do jego głębszego wnętrza jest niezbędne do ustalenia planu leczenia raka. Na przykład głębokość nacieku podśluzówkowego guzów w połączeniu z rozmieszczeniem nowotworu na powierzchni okrężnicy jest wykorzystywana jako wskaźnik tego, czy zostanie wykonana sekcja endoskopowa.
Dlatego opracowaliśmy multimodalny system endoskopowy FL, który zapewnia z dużą dokładnością informacje o rozmieszczeniu guza od powierzchni do tkanek głębokich. System ten oceniano z dwuwarstwowymi fantomami żelatynowymi, które mają różne właściwości w każdej warstwie fantomu w kierunku bocznym. Po ocenie systemu z fantomami zastosowano go do scharakteryzowania czterdziestu ludzkich tkanek okrężnicy wyciętych od pacjentów chorych na raka. Proponowany system mógłby umożliwić uzyskanie bardzo dokładnych informacji chemicznych, anatomicznych i makromolekularnych na temat wyciętych tkanek okrężnicy, w tym nowotworów, poprawiając w ten sposób wykrywanie rozmieszczenia guza od powierzchni do tkanki głębokiej. Wyniki te sugerują, że multimodalny system endoskopowy FL może być innowacyjnym narzędziem przesiewowym do ilościowej charakterystyki nowotworu.
Multimodalność układu optycznego oznacza zastosowanie jednej lub większej liczby technik optycznych w celu poprawy ogólnej wydajności systemu i maksymalnej użyteczności. Demonstrujemy system multimodalny z ukośnym oświetleniem, który łączy w sobie dwie różne techniki; mikroendoskopii fluorescencyjnej i spektroskopii jednocześnie i można je wykorzystać do uzyskania różnorodnych informacji z tego samego miejsca próbki biologicznej. W obecnym systemie zastosowanie soczewki prętowej o stopniowanym indeksie (GRIN) sprawia, że jest on bardzo zwarty, a kąt padania oddziela geometrię oświetlenia od geometrii zbioru, zapobiegając nasyceniu kamer CCD i zmniejszając liczbę elementów optycznych, dzięki czemu system jest jeszcze bardziej zminiaturyzowany i przenośny w terenie. Eliminuje także wady niepożądanych odbić od różnych elementów optycznych.
Przedstawiono wyniki doświadczalne jednoczesnego obrazowania i spektroskopii próbek biologicznych wraz z ilościowymi parametrami spektroskopowymi; szczytowe przesunięcie długości fali, obszar pod krzywą i połowa maksymalnej szerokości (FWHM). Ponadto uzyskaliśmy przesunięcie ku czerwieni dla nowotworowej tkanki jamy ustnej w porównaniu z prawidłową tkanką jamy ustnej 5,79 ± 1,071 nm. Może to być ważny wskaźnik w badaniach przesiewowych w kierunku raka jamy ustnej.
Postępy w technologii naprowadzania obrazu w oparciu o technologię multimodalnego systemu obrazowania endoskopowego
Proponujemy multimodalny system endoskopowy oparty na obrazowaniu światłem białym (WL), obrazowaniu wielospektralnym (MS) i stereometrycznym (PS) do badania raka jelita grubego (CRC). Ostatnio donoszono o poprawie dokładności diagnostycznej kolonoskopii CRC.
Chirurgia obrazowa i chirurgia robotyczna oparta na technologiach obrazowania endoskopowego może usprawnić leczenie raka, idealnie usuwając całą tkankę nowotworową i unikając jatrogennego uszkodzenia zdrowej tkanki. Chirurdzy oceniają marginesy guza kosztem utrudniania przebiegu operacji lub pracy przy przyćmionym oświetleniu chirurgicznym, ponieważ obecne systemy obrazowania endoskopowego nie są w stanie jednocześnie obrazować w czasie rzeczywistym w kolorze i obrazowaniu fluorescencyjnym w bliskiej podczerwieni (NIR) przy normalnym oświetleniu chirurgicznym.
Aby przezwyciężyć ten problem, zaproponowano inspirowany biologią multimodalny endoskop 3D łączący doskonałe cechy oczu ludzkich i oczu złożonych krewetek modliszkowych. Ten endoskop 3D, który umożliwia jednoczesne obrazowanie w czasie rzeczywistym trójwymiarowej stereoskopii, koloru i fluorescencji NIR, składa się z trzech części: szerokopasmowego dwuokularowego układu optycznego przypominającego ludzkie oko, układu przekaźnika optycznego i czujnika wielopasmowego zainspirowany złożonym okiem krewetki modliszkowej. Dzięki wprowadzeniu systemu przekaźnika optycznego dwa podobrazy po szerokopasmowym binokularnym systemie optycznym można wyświetlać na jednym i tym samym czujniku wielopasmowym.
Seria eksperymentów pokazuje, że ten inspirowany biologią multimodalny endoskop 3D nie tylko zapewnia chirurgom informacje zwrotne w czasie rzeczywistym na temat lokalizacji tkanki nowotworowej i węzłów chłonnych, ale także zapewnia chirurgom wciągające wrażenia bez utrudniania przebiegu operacji. Jego doskonałe właściwości i dobra skalowalność mogą sprzyjać dalszemu rozwojowi i zastosowaniu chirurgii obrazowej i chirurgii robotycznej.
Multimodalne systemy obrazowania endoskopowego wykonujące obrazowanie w czasie rzeczywistym odgrywają ważną rolę w medycynie
Większość systemów endoskopowych ma tylko jedną funkcję i pozostaje praktyczną i niezaspokojoną potrzebą jednoczesnego i multimodalnego obrazowania w czasie rzeczywistym trójwymiarowego stereoskopowego, wielospektralnego, a nawet polaryzacyjnego. W szczególności jednoczesne obrazowanie 3D w czasie rzeczywistym zarówno w kolorze, jak i fluorescencji NIR jest niezbędne do śródoperacyjnej wizualizacji i lokalizacji tkanki nowotworowej, węzłów chłonnych i ważnych struktur bez zakłócania przebiegu operacji. Większość endoskopów fluorescencyjnych NIR pracuje przy przyćmionym oświetleniu chirurgicznym, co znacznie utrudnia przebieg operacji: chirurdzy przerywają operację, wyłączają lub przyciemniają białe światło, obserwują brzegi guza za pomocą przyrządów NIR, a następnie kontynuują operację w świetle widzialnym bez obrazu fluorescencyjnego NIR wskazówek lub przyćmionego oświetlenia.
Tutaj pokazujemy, że inspirowany biologią multimodalny endoskop 3D z jednoczesnym obrazowaniem 3D w czasie rzeczywistym, zarówno w kolorze, jak i fluorescencji NIR, można zaprojektować, łącząc doskonałe cechy oczu ludzkich i oczu złożonych krewetek modliszkowych. W ciągu 500 milionów lat ewolucji w przyrodzie rozwinęły się różne typy oczu. Wiele sztucznych systemów i czujników wizyjnych, takich jak czujnik polaryzacji kolorów, półkulista elektroniczna kamera oka, kamery z okiem złożonym, kamera typu sokole oko, jest inspirowanych biologicznymi systemami wizyjnymi.
W międzyczasie zaproponowano wiele technologii obrazowania 3D, takich jak tomografia komputerowa (CT), rezonans magnetyczny (MRI), optyczna tomografia koherentna (OCT), światło strukturalne, czas przelotu (TOF), obrazowanie obuoczne i obrazowanie pola świetlnego . Wśród nich obrazowanie obuoczne inspirowane okiem ludzkim może zapewnić chirurgom wciągające wrażenia, co czyni je obiecującym rozwiązaniem w chirurgii endoskopowej pod kontrolą obrazu lub chirurgii robotycznej.
Multimodalny system obrazowania endoskopowego sprawia, że obrazowanie jest wyraźniejsze
Obecnie endoskopia elektroniczna skupia się na morfologii i drobnej strukturze powierzchni błony śluzowej, nie ma jednak skutecznej metody obserwacji głębokiej struktury błony śluzowej i funkcji wiązania tlenu we krwi. Jednakże wielowarstwowa morfologia i funkcje naczyń błony śluzowej w różnych warunkach zmian w przewodzie pokarmowym powinny być odmienne. Dlatego też proponujemy metodę endoskopowego multimodalnego obrazowania czynnościowego zamiast konwencjonalnych badań endoskopowych z obserwacją błony śluzowej przewodu pokarmowego, opartą na istniejącym endoskopie elektronicznym, obrazowaniu laserowym z kontrastem plamkowym i technologii wielospektralnego obrazowania tlenu we krwi.
W celu uzyskania informacji o spójnym świetle na powierzchni błony śluzowej zastosowano napromieniowanie laserowe oraz o głębokim rozproszeniu spójnego światła w celu uzyskania informacji o wielopoziomowym rozmieszczeniu naczyń, a także przeprowadzono wielospektralne obrazowanie napromieniowania w celu uzyskania informacji o utlenowaniu błony śluzowej. Wreszcie, możemy znaleźć różnice w obrazach głębokich naczyń krwionośnych wśród powszechnych chorób przewodu pokarmowego, co może pomóc nam w nieinwazyjnym wczesnej diagnostyce nowotworów przewodu pokarmowego.
Ponieważ wymaganych jest wiele sond obrazowych, konieczne jest wielokrotne wprowadzanie sond do tętnic, a związane z tym koszty (np. prowadniki, sterylizacja itp.) również znacznie rosną. Ponadto, ponieważ pozyskiwanie danych odbywa się indywidualnie, konieczna jest współrejestracja obrazu, która często odbywa się w trybie off-line, ręcznie lub półautomatycznie. Wspólna rejestracja obrazu jest nie tylko żmudnym i czasochłonnym zadaniem, ale ma również ograniczoną dokładność ze względu na błąd ludzki i rozbieżności między obserwatorami. Dlatego technika, która umożliwia jednoczesne wykorzystanie wielu technologii obrazowania za pomocą jednej sondy obrazowej, znacznie poprawiłaby wyniki kliniczne w zastosowaniach klinicznych.
Przedstawiamy różne rodzaje multimodalnych metod obrazowania stosowanych w kardiologii i przewodzie pokarmowym. W celu walidacji systemu przeprowadzono badania in vivo i ex vivo na królikach i szczurach. Wyniki pokazują, że technologia multimodalna jest w stanie pokonać ograniczenia poszczególnych metod obrazowania wewnątrznaczyniowego, dostarczając bardziej kompleksowych informacji na temat morfologii i/lub składu w celu lepszej charakterystyki.
Proponujemy algorytm mozaikowania obrazu endoskopowego, który jest odporny na zmiany warunków oświetlenia, odbicia lustrzane i sceny pozbawione cech charakterystycznych. Warunki te są szczególnie częste w chirurgii małoinwazyjnej, gdzie źródło światła porusza się wraz z kamerą, dynamicznie oświetlając sceny z bliskiej odległości. Utrudnia to przy użyciu pojedynczej metody rejestracji obrazu dokładne śledzenie ruchu kamery, a następnie generowanie spójnych mozaik rozszerzonej sceny chirurgicznej w różnych i niejednorodnych środowiskach. Zamiast polegać na jednym wyspecjalizowanym ekstraktorze cech lub metodzie rejestracji obrazu, proponujemy połączyć różne algorytmy rejestracji obrazu zgodnie z ich niepewnością, formułując problem jako optymalizację grafów afinicznych. Pozwala to połączyć punkty orientacyjne, gęstą rejestrację intensywności i podejścia oparte na uczeniu się w jednej strukturze.
Aby zademonstrować naszą aplikację, uwzględniliśmy przepływ optyczny oparty na głębokim uczeniu się, ręcznie wykonane funkcje i rejestrację opartą na intensywności, jednak ramy są ogólne i mogą wykorzystywać jako dane wejściowe inne źródła szacowania ruchu, w tym inne modalności czujników. Sprawdzamy skuteczność naszego podejścia na trzech zbiorach danych o bardzo różnych cechach, aby podkreślić jego możliwość uogólnienia, demonstrując zalety proponowanej przez nas struktury syntezy jądrowej. Chociaż każdy indywidualny algorytm rejestracji ostatecznie zawodzi drastycznie w niektórych scenach chirurgicznych, podejście oparte na fuzji elastycznie określa, które algorytmy należy zastosować i w jakich proporcjach, aby skuteczniej uzyskać spójne mozaiki.
Nasz zakład
Guangzhou G-Cell Technology Co., Ltd. to innowacyjne przedsiębiorstwo technologiczne założone w oparciu o szkołę podyplomową Uniwersytetu Tsinghua w Shenzhen, Południowy Uniwersytet Nauki i Technologii oraz South China Normal University. Koncentrujemy się na zastosowaniu technologii obrazowania optycznego w dziedzinie nauk o życiu. Dla jednostek w powiązanych kierunkach zastosowań możemy dostarczyć profesjonalny sprzęt i rozwiązania do obrazowania optycznego. Dysponujemy kompletną platformą eksperymentalną do badań optycznych i grupą wysokiej jakości młodych specjalistów technicznych. Jako transgraniczne połączenie branży sprzętu laboratoryjnego i branży internetowej, firma zaangażowana jest w tworzenie nowej generacji inteligentnego sprzętu laboratoryjnego.
Często zadawane pytania
Popularne Tagi: multimodalny system obrazowania endoskopowego, Chiny producenci i dostawcy multimodalnego systemu obrazowania endoskopowego
Wyślij zapytanie
Może ci się spodobać również
