窄光谱成像技术的临床应用价值

目的探讨窄光谱成像技术(NBI)的临床应用价值。方法使用传统普通肠镜(白光模式)及NBI模式下分别对220处大肠增生性病灶进行观察、诊断,并取病理活检,对比NBI与传统肠镜诊断大肠增生性病变性质的准确性。总结NBI下大肠各种增生性病灶的腺管开口特点。结果 NBI诊断大肠增生性病灶的准确率明显高于传统肠镜,病理符合率达85.5%,高于传统肠镜73.6%,(P<0.05);NBI下大肠炎性增生的腺管开口多为Ⅰ、Ⅱ型(96.7%),腺瘤多为Ⅱ、Ⅲ型(79.7%),早癌的腺管开口可为Ⅲ(20.0%)、Ⅳ(73.3%)和Ⅴ型(6.7%),进展期肿瘤多为Ⅴ型开口(90.7%)。结论 NBI较传统肠镜更能预测大肠增生性病灶的性质,提高早癌检出率。

窄带成像光谱仪技术与实时多光谱图像处理

成像光谱仪是一种空间遥感探测器，它可以同时获取目标的空间和光谱分布信息。针对机载区域遥感需要结构简单、价格适中和数据处理迅速的成像光谱仪的特点，在窄带多光谱遥感成像仪基础上，提出了一种具有实时光谱图像处理功能的多光谱成像技术。该技术可在窄带多光谱成像过程中同时完成多光谱图像的并行处理，它大幅度地提高了成像光谱仪遥感图像处理的实时性。更为重要的是该成像技术具有极高的性能价格比优势，可广泛用于农业、地质与环保等领域。

窄带快照式多光谱成像色彩还原方法

由于兼具光谱分辨和空间分辨能力,快照式窄带多光谱成像在资源遥感、精准农业、医疗检测等领域将有广泛应用。由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度,所获得的图像是灰度信息,失去了场景的色彩信息,不便专家对图像鉴别、评价与赏析。已有的色彩还原算法主要针对光谱波段带宽较宽或者多个波段叠加基本覆盖整个可见光谱范围等两种光谱成像仪,不适合窄带多光谱成像方法的色彩还原。该研究适合于快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法,提出建立窄带多光谱彩色相机的概念。首先,提出两种窄带多光谱色彩还原方法:(1)基于CIE色度系统三刺激值色的,(2)基于贝尔阵列插值算法的;其次,分别应用两种算法还原快照式窄带多光谱相机所获得的植物、手臂及宫颈组织等三种代表性场景窄带多光谱灰度图像;之后,计算并比较表征两种算法所得的代表性场景彩色图像的均值、方差、熵及梯度等表征图像质量的参数数值,确定出适合快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法;最后,对所确定的色彩还原算法进行色偏校正。实验结果表明,基于CIE三刺激值色彩还原方法比贝尔阵列插值法更适用于窄带多光谱成像颜色复原。配合使用CIE三刺激值色彩还原方法及灰度图象校正算法,从窄带光谱成像所获得的植物、手臂皮肤及宫颈组织的灰度图像所还原出的近彩色图像逼近物体真实色彩,满足人眼观察习惯。介绍了仅覆盖可见光光谱范围30%的窄带多光谱图像进行色彩还原的方法,该方法证明快照式窄带多光谱成像可以兼具光谱分辨能力,同时保持可供人主观辨识的色彩信息。所提出实现快照式窄带多光谱彩色成像的方法,有望设计不同于传统RGB相机的彩色相机实施方案。

微型快照式窄带多光谱成像宫颈癌筛查方法

白光阴道镜图像对比度较低,不利于医生鉴别不同病变程度组织,也不利于自动化宫颈癌筛查。利用癌变组织富含血红蛋白成分及血红蛋白具有特征波段这一特性,与传统高光谱空间扫描成像及分时获取不同波段多光谱成像方法相反,利用快照式多光谱窄带成像来加速光谱图像获取过程,提升不同病变程度组织之间灰度对比度同时,降低后续图像分析处理算法难度,实现对宫颈组织病变类型高帧率自动化分类。首先,使用微型快照式窄带多光谱摄像方法,在血红蛋白的两个强吸收峰(415±10)和(525±10) nm、一个反射带(620±10) nm和一个背景波段(450±10) nm共四个波段对宫颈组织进行快照式零时差获取四幅窄带光谱图像。而后,对所获取的光谱图像进行简单代数加减,以生成突显病变组织的融合图像,提高不同病变程度组织之间的对比度。最后,使用欧式距离分类算法,对光谱融合图像中不同病变级别进行分类,建立计算机辅助宫颈癌筛查方法。创新点在于实现了高帧率计算机辅助光学病理诊断方法。分别采用临床常规白光阴道镜及微型快照式窄带多光谱摄像对宫颈癌手术切下的新鲜组织进行彩色图像及光谱融合图像的高帧率采集,并使用同一个欧式距离分类算法对两种图像进行自动分类,分类结果都以组织病理诊断作为标准来计算正确率。通过对比两种分类结果正确率来检验光谱融合图像相对于彩色图像是否提升对比度,及其是否可以实现与组织病理诊断(金标准)结果一致的诊断。欧式距离分类算法对光谱融合图像分类准确率接近100%,远高于对白光阴道镜图像约50%的准确率。多位临床医生对基于微型快照式多光谱摄像头光谱融合图像的计算机自动分类结果表示接受。微型快照式窄带多光谱成像方法能有效提升光谱融合图像获取帧率及不同病变程度组织之间灰度对比度,能有效快速地将宫颈组织划分为与组织病理诊断结果一致的病变类型。由于诊断客观、无创伤、结果立等可得,该方法将有助于实现落后地区宫颈癌筛查的普及以及图像导航下的宫颈癌精准治疗手术。

窄带光谱成像膀胱软镜与白光膀胱硬镜在非肌层浸润性膀胱癌术后随访中的应用比较

目的:评估窄带光谱成像(NBI)膀胱软镜在非肌层浸润性膀胱癌术后随访中的应用价值。方法:回顾2014年1月~2016年12月进行的膀胱镜检查记录和对应患者的手术记录以及病理报告,选取病理诊断为Ta或T1期膀胱尿路上皮癌,经尿道膀胱肿瘤电切术后患者的临床资料进行分析,排除合并有其余部位尿路上皮癌或者记录不完全的资料。结果:总共纳入165份膀胱镜检记录进行分析,包括51例(82例次)的NBI膀胱软镜检查,46例(83例次)的白光成像(WLI)膀胱硬镜检查。NBI组术后复查时间13(7,26)个月,WLI组11(6,25)个月。NBI组发现镜下异常并进行活检有13例次,WLI组有4例次。活检病理确认复发的NBI组有5例次,WLI组有3例次。NBI组假阳性率为10.4%。WLI组假阳性率为1.2%。结论:非肌层浸润性膀胱癌患者术后采用NBI膀胱软镜检查与传统WLI硬镜检查相比具有灵敏度高、视野无死角、疼痛轻微的优点,但是NBI技术比传统WLI膀胱硬镜检查假阳性率高。

多光谱3D成像方法

已有3D成像方法难以实现单目、单帧图像条件下同时获取场景图像及深度信息,也不能兼具时间效率高、体积紧凑、能耗低等优点。为此,创新地提出多光谱3D成像方法,通过具有纵向色散的光学成像镜头与快照式多光谱图像传感器两部分构成图像采集系统,使用离焦深度还原算法获取深度信息。其基本原理为:首先,增强纵向色差光学镜头使得同一物点在不同光谱波段图像上的成像离焦程度不同;其次,快照式窄带多光谱图像传感器单帧曝光同时获取多幅窄带光谱图像;再通过离焦深度还原算法根据多光谱图像边缘梯度获取3D信息。实验采用纵向色散增强型光学成像系统及快照式多光谱相机捕获450±10 nm、525±10 nm、620±10 nm 3通道光谱图像,对5 m内场景进行3D深度恢复,获得了深度误差不高于5 cm的测量结果。实验结果表明多光谱3D视觉方法可以实现单目、所提单帧图像的深度估计。该方法能同时获得视觉及深度信息且无需空间位置配准及预先深度刻度,单帧图像处理平均耗时0. 186 s,图像采集系统尺寸为120 mm×77 mm×65 mm,其工作功率约为10 W,兼具时间效率高、体积紧凑、能耗低等优点。因此,所提方法有望在无人驾驶及智能机器人等领域获得广泛应用。

内镜下窄带光谱成像技术联合碘染色检查对进展期食管癌的诊断价值

目的探讨内镜窄带光谱成像技术联合碘染色检查对进展期食管癌的诊断价值。方法回顾性分析2010年11月至2012年5月于北京大学肿瘤医院接受上消化道内镜检查的162例进展期食管癌患者的临床资料，在内镜检查中依次使用白光内镜、窄带光谱成像技术（窄带光谱内镜）和Lugol碘液染色（染色内镜）观察模式进行观察，分别记录病灶长度。将窄带光谱内镜或染色内镜观察模式下的癌旁异常黏膜作为可疑边界取标本进行活组织病理检查，计算与白光内镜观察模式下测量病灶边界的差值。对接受手术治疗的患者记录手术入路和吻合方式，对未选择手术治疗的患者随访其最终的治疗方式。比较内镜检查前后治疗方案的差异。结果162例患者中，3种观察模式下测量病灶边界一致者121例，不一致者41例。41例患者中测量差值为1～3cm者22例，〉3cm且≤5cm者8例，〉5cm且≤10cnl者7例，〉10em者4例；测量差值〉5am的患者均为多发斑片状不着色。以上4类患者中，分别有1、2、2、4例最终接受了新辅助放化疗，其余32例患者接受手术治疗。41例病灶边界不一致者取可疑的癌旁黏膜进行活组织病理检查，其中鳞状细胞癌31例、原位癌3例、重度不典型增生7例。153例接受手术治疗的患者中，12例修改了手术方案，其中2例由胸内吻合改为颈部吻合，3例由主动脉弓下吻合改为弓上吻合，7例由单纯经腹手术改为经胸腹两切口手术。结论内镜检查中启用窄带光谱内镜或染色内镜观察模式测量进展期食管癌病灶的准确性更高，对于在3种观察模式下测量病灶边界不一致者应取癌旁异常黏膜进行病理检查，有助于制订更合理的治疗方案。

经尿道激光操作架直视推拨法铥激光整块切除术治疗非肌层浸润性膀胱癌的初步经验

目的探讨应用激光操作架直视推拨法铥激光整块切除术治疗非肌层浸润性膀胱癌的技术特点及初步经验。方法回顾性分析2021年10月至2022年6月上海东方医院收治的57例NMIBC患者的临床资料,其中男性51例,女性6例,中位肿瘤直径2 cm(0.4~6 cm),肿瘤单发27例,多发30例。均应用激光操作架于肌纤维层面进行直视推拨,暴露肿瘤的基底部,如遇到血管,可激光电凝止血,如肌纤维无法推开,予激光切断,整块剜除肿瘤。结果57例手术均顺利完成。无中转传统TURBT手术,中位手术时间30 min(15~90 min)。术中无发生闭孔神经反射及明显膀胱穿孔。57例患者,共获取89个标本,有3个标本未能检测到逼尿肌,逼尿肌获取比例为96.6%(86/89)。有1个标本因为切缘组织烧灼而影响病理诊断,其余88个均未因为标本烧灼影响病理评估。结论激光操作架直视推拨法铥激光整块切除术技术可行,并发症发生率低,安全性高,标本存在逼尿肌比例高,且不容易出现标本烧灼影响病理评估。

电子膀胱软镜下膀胱肿瘤整块切除术联合辅助治疗对T_(2)期膀胱癌保膀胱综合治疗的可行性

目的探讨窄光谱成像(NBI)电子膀胱软镜下膀胱肿瘤整块切除术(ERBT)+术后免疫联合化疗治疗T,期膀胱癌的可行性。方法回顾性分析2019年3月至2022年1月安徽医科大学第二附属医院收治的16例pT_(2)N_(0)M_(0)期膀胱癌患者的临床资料。患者均为男性,中位年龄63(56,73)岁。既往有吸烟史9例,合并高血压病5例、糖尿病3例、心脏病2例。美国麻醉医师协会分级≤Ⅰ级12例,Ⅱ级4例。术前组织活检结果均为尿路上皮癌。全麻,患者取截石位,均接受NBI电子膀胱软镜下ERBT。术中电子膀胱软镜在NBI模式下可见肿瘤呈棕色,周围正常黏膜呈青色。以激光距肿瘤基底边缘约1.0cm处开始刻除,刻除深度达肌层外浆膜(蜂窝脂肪组织),整块切除肿瘤,使用一次性内镜网篮取出标本后标记基底部送病理检查。术后1周,病理检查证实肿瘤分期为T,期。开始替雷利珠单抗联合吉西他滨+顺铂(GC)方案治疗4个周期,然后所有患者均行二次ERBT,电切部位包括首次手术瘢痕处和其他可疑占位。记录两次手术的时间、出血量、并发症等。记录病理完全缓解(pCR)率和病理降期率,随访肿瘤复发情况。结果本研究16例的两次手术均顺利完成。两次术中均无明显闭孔反射和出血,发生1级穿孔4例,无≥2级膀胱穿孔。术后30d内2例发生并发症,分别为血尿1例,膀胱刺激征1例。治疗结束后总pCR率和总病理降期率均为100%。中位随访13(6,36)个月,复发1例。结论NBI电子膀胱软镜下ERBT的操作视野清晰,膀胱穿孔和出血等并发症少。术后联合免疫+化疗方案对T_(2)期膀胱癌行保膀胱综合治疗的效果肯定,临床可行性较高。

膀胱癌微小病灶诊疗的研究现状及展望

膀胱癌微小病灶的漏诊及难以彻底切除是导致膀胱癌术后高复发率的主要原因之一,本综述重点总结了膀胱癌微小病灶诊疗的新方法和新技术,旨在为泌尿外科医生提供全新思路来提高膀胱癌微小病灶的检出率和切除率,从而有效地降低膀胱癌术后的复发率。