종양 수술을 위한 이미지 품질 개선
하드웨어 프로그래밍 없이 수술 중 라이브 이미지 및 FPGA 알고리즘 구현
- 고객
- 퀘스트 메디컬 이미징 (Quest Medical Imaging) BV
- 위치
- 네덜란드
- 날짜
- 2018
멀티스펙트럼 카메라 시스템은 어떻게 작동하나요?
수술 전에 환자에게 형광 표지자를 표적 지점에 주사합니다. 그런 다음 마커가 종양 세포에 부착되고 근적외선 광선을 사용하여 여기됩니다. 마커는 종양의 종류에 따라 다릅니다. 멀티스펙트럼 카메라는 RGB 색 공간의 컬러 이미지와 근적외선 스펙트럼 범위의 형광 이미지 두 개를 255MB/s의 데이터 속도와 최대 60fps의 프레임 속도로 고화질(HD)로 동시에 기록합니다. 컬러 이미지와 NIR 이미지가 결합되어 하나의 이미지로 출력됩니다.
수술 중 화면에 표시되는 이런 마법과도 같은 도움으로 외과의는 종양의 영향을 받는 조직과 인접한 건강한 조직을 정확하게 구분할 수 있습니다. 이 절차는 개복 및 최소 침습 복강경 수술 모두에 적합합니다.
이전의 프레임 그래버 기반 이미지 처리 솔루션에서는 이미지 획득, 이미지 전처리, 이미지 처리의 전체 프로세스가 호스트 PC의 CPU를 통해 실행되었습니다. 고해상도 카메라 이미지가 데이터 감소 없이 CPU로 바로 전달되어 시스템 속도가 저하되었습니다.
프레임 그래버는 사전 처리 및 두 가지 작동 모드를 지원합니다.
플랫폼에 통합된 새로운 Camera Link 프레임 그래버 microEnable 5 마라톤 VCL은 이제 CPU에 부담을 주지 않고 더 빠른 속도로 전체 프로세스를 FPGA(Field Programmable Gate Array)에서 실행합니다. 프로세서는 멀티스펙트럼 카메라로 캡처한 이미지를 더 높은 병렬 처리로 픽셀 단위로 처리하고 두 이미지를 병합하여 이미지 출력으로 제공합니다.
종양 세포를 실시간으로 시각화
새로운 실시간 솔루션을 통해 수술팀은 수술 중 형광 종양 세포를 식별하고 건강한 조직과 더 잘 구분할 수 있는 실시간 이미지를 화면에 표시할 수 있습니다. 또한 육안으로는 확인할 수 없었던 림프절과 혈관(혈관 신생)을 시각화하여 확인할 수 있습니다.
두 가지 이미지 표시 옵션
이제 외과의는 흑백과 컬러 사이를 오갈 필요 없이 컬러 이미지와 형광 이미지를 나란히 표시하거나 두 이미지를 하나의 통합 이미지로 표시할 수 있는 두 가지 카메라 작동 모드 중에서 선택할 수 있습니다. 따라서 작은 종양을 더 잘 식별하고 수술 장비로 표적화할 수 있습니다. 프레임 그래버는 두 가지 작동 모드를 모두 처리할 수 있을 만큼 강력합니다.
프로그래밍 가능한 프레임 그래버가 포함된 소프트웨어 솔루션
Basler를 공급업체로 선택한 또 다른 중요한 이유는 사용하기 쉬운 그래픽 프로그래밍 환경인 VisualApplets를 통해 프레임 그래버를 프로그래밍할 수 있다는 점입니다. 이 팀은 이미지 전처리 및 이미지 출력을 위한 알고리즘이 포함된 하드웨어 애플릿을 데이터 흐름 다이어그램으로 생성하고 시뮬레이션한 후 하드웨어 전문가가 시간과 비용이 많이 드는 VHDL 프로그래밍을 하지 않고도 프레임 그래버 FPGA에 로드할 수 있었습니다.
특히 지연 시간을 최소화한 실시간 처리, CPU 부하 완화, 외과의를 위한 향상된 이미지 품질 등 모든 요구 사항이 구현되었습니다. 구현 시간이 짧아 시장 출시 기간도 크게 단축되었습니다.
이미지 처리 시스템이 제공하는 기능
새로운 시스템으로의 전환은 단 두 달 만에 이루어졌으며, 제조업체의 지원 없이 프로젝트 팀이 직접 구현했습니다. 하드웨어와 소프트웨어는 모든 마커와 모든 유형의 종양에 대해 구현할 수 있습니다. 예를 들어 필요한 색상 스펙트럼과 관련하여 모든 종양 유형에 대해 약간의 수정만 하면 됩니다.
주요 장점
더욱 정밀한 수술을 위해 이미지 품질이 크게 개선
이미지 전처리를 통해 PC전송 데이터 감소
데이터 용량 감소로 저장 공간과 대역폭 문제 제거
FPGA 프로세서에서의 처리로 데이터 처리량이 증가하고 지연 시간(Latencies) 축소
해당 솔루션용 제품들
비슷한 솔루션을 구현하고 싶으신가요? 다음 제품이 도움이 될 것입니다.
