高清晰醫(yī)用電子內窺鏡關鍵技術研究.pdf

1、醫(yī)用電子內窺鏡已經(jīng)成為當前應用非常廣泛的一種醫(yī)療儀器，醫(yī)生通過電子內窺鏡不僅能觀察人體內臟器官的組織形態(tài)、診斷病變情況，而且還可以將圖像進行輸出和存儲。目前，電子內窺鏡正在向高清視頻方向發(fā)展，但我國現(xiàn)階段的產品性能普遍不高，尚未見到高清電子內窺鏡領域的相關產品。
　　 本文旨在研究采用最新CMOS圖像傳感器實現(xiàn)高分辨率成像的醫(yī)用電子內窺鏡，研究內容包括內鏡前端的微型攝像模組的研制、具有高色彩還原性的照明系統(tǒng)的設計和高清圖像工作站

2、的開發(fā)。根據(jù)系統(tǒng)的性能指標和用途，通過方案的分析比較，最終選用CMOS圖像傳感器獲取圖像、基于LVDS技術的前端圖像傳輸和采用PCIe數(shù)據(jù)采集卡后端圖像采集的電子內窺鏡系統(tǒng)方案。主要工作包括以下三方面：(1)微型攝像模組采用廣角攝像物鏡和高分辨率CMOS圖像傳感器進行光電轉換，并將LVDS技術用于圖像信號的長距離高保真?zhèn)鬏?，合理的電路和結構設計使攝像模組達到系統(tǒng)的性能指標；(2)設計三片式RGB LED混光照明系統(tǒng)作為內窺鏡照明，并對系

3、統(tǒng)混光進行軟件仿真，以仿真得出的R、G、B三個分量的亮度值為主要依據(jù)，設定實際的R、G、B亮度值，最后對照明光源的效率、色溫、顯色性能等方面進行了評價和分析；(3)LVDS信號解碼后恢復成并行的數(shù)字圖像信號，數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)通過PCIe總線采集到計算機內存，然后，對圖像進行去馬賽克、圖像增強等處理，實時顯示于LCD監(jiān)視器，并可以對感興趣的圖像以BMP或JPEG格式進行存儲，同時，還對白光和R、G、B光譜照明的診斷方法進行了初步探索。

4、r>　　 本課題研究設計的基于CMOS圖像傳感器的高清醫(yī)用電子內窺鏡系統(tǒng)性能指標達到國際先進水平，具有實際應用價值。廣角物鏡和CMOS圖像傳感器的應用使系統(tǒng)具有140度的視場角和1280×1024的圖像分辨率；由于LVDS技術的采用，前端工作距離達到2米以上，并減少了電纜導線的數(shù)量；以LED作為照明光源，功耗降低到弧光燈的幾百分之一，光源中各光譜對應光強的配置具有更大的自由度；高清圖像工作站達到實時處理和顯示的目標，全分辨率條件下，幀