一个虚拟的尺子可以估计结直肠息肉的大小

结肠息肉——发生在结肠或直肠内壁的肉质生长——是结直肠癌的一个重要风险因素。结肠镜检查是一种非手术方法，医生使用内窥镜检查结肠息肉。内窥镜是一根细长的软管，末端装有摄像头。大小是息肉的一个重要特征;医生会结合其他因素来决定检查的频率或是否应该摘除。然而，在内镜检查中估计息肉的大小并不容易。

首先，内窥镜使用鱼眼透镜来获得结肠和直肠管状结构内部更宽的视野。虽然这个镜头是优秀的探索目的，但它极大地扭曲了图像的外围部分相比中心部分。其次，在显示器上显示的物体的大小取决于内窥镜的尖端和所观察的物体之间的距离。由于这些原因，仅仅依靠内窥镜捕获的二维图像来准确估计息肉的大小是一项挑战。

幸运的是，富士胶片公司和冈山大学的研究人员已经开发出一种简单、经济的解决方案。在《生物医学光学杂志》(Journal of Biomedical Optics)上发表的一篇论文中，研究人员提出了一种方法，通过在内窥镜上简单地添加一个激光指针和最小的图像处理，内窥镜医生可以实时看到的图像之上叠加一个自适应虚拟尺度。“尽管存在各种精确测量息肉的工具，如活检钳或陷阱，但引入额外的设备仅用于估计息肉大小是繁琐的，而且在程序时间和成本方面没有效果，”富氏研究经理、该论文的通信作者Yuichi Teramura解释说。寺村的团队引入的方法不需要额外的仪器，而是利用物理学的基本原理来解决临床需要。

他们的新方法背后的基本原理是三角测量的几何概念。内窥镜物镜正下方的红色小激光笔对角向上瞄准，这样，在捕获的图像中，红点的位置会根据内窥镜尖端和激光击中的物体之间的距离而变化。校准后，一旦距离目标物体(polyp)是确定的，根据已知的鱼眼镜头畸变计算图像本身的距离是很容易的。一种算法检测内窥镜实时图像中的红点，并绘制一个虚拟的刻度，标记为5、10和20毫米，内窥镜医生可以使用它作为自适应屏幕尺来测量息肉的大小。

研究人员首先用方格纸测试了他们的方法，方格纸上有不同距离和倾斜角度的每0.5毫米的直线。然后，他们招募了三名内窥镜专家，他们使用该设备和活检钳在结肠模型中估计了33张硅息肉图像的大小。结果非常有希望:与传统活检钳的39%相比，数字秤在60%的时间内能够准确估计息肉大小。Intuitive Surgical的研究副总裁Jonathan Sorger是外科机器人领域的领导者，他表示，论文中提出的虚拟尺度函数的测试表明，息肉大小的高估和低估都有显著改善。他说:“当我在院子里和儿子们一起建东西时，我可以使用iphone上的测量工具，而外科医生仍然会把纸质尺子扔进病人体内，测量相关解剖结构，这让我很沮丧。看到这种方法应用于临床将是令人兴奋的。”

提出的方法只需要对现有内窥镜设计进行最小程度的修改。此外，虚拟秤可以通过触摸按钮来开启或关闭，这样屏幕就可以照常进行，根据需要显示秤。希望这项创新技术能帮助简化息肉大小的估计，使内窥镜医生能够在成本和时间有效的方式下作出准确的诊断。