醫(yī)療內(nèi)窺鏡監(jiān)視器影像系統(tǒng)設計原理

醫(yī)療內(nèi)窺鏡監(jiān)視器是目前常用的一種臨床診斷工具,醫(yī)生通過內(nèi)窺鏡能直接觀察到人體內(nèi)部器官的病變情況,如潰瘍,腫瘤等,還可以利用它進行微創(chuàng)的外科手術,在醫(yī)學界應用廣泛。

內(nèi)窺鏡監(jiān)視器

電子內(nèi)窺鏡監(jiān)視器主要由光學鏡頭、信息采集系統(tǒng)、監(jiān)視器等組成。電子內(nèi)窺鏡的成像原理是:信息采集系統(tǒng)裝備的光源發(fā)出的光信號,經(jīng)鏡頭內(nèi)的導光纖維導人人體體腔,經(jīng)體腔內(nèi)表面反射后,被鏡身前端裝備的微型圖像傳感器CCD接收,CCD將光信號轉換成電信號,再通過導線輸送到信息采集系統(tǒng),信息采集系統(tǒng)將圖像信號處理后顯示在監(jiān)視器屏幕上。

醫(yī)療內(nèi)窺鏡監(jiān)視器影像系統(tǒng)的功能大致為:影像實時顯示與采集、數(shù)字圖像預處理、病例信息的管理、典型病例庫的維護、診斷報告的生成與維護等。其具體實現(xiàn)如下:

(1)影像實時顯示。
內(nèi)窺鏡監(jiān)視器系統(tǒng)的影像數(shù)據(jù)來自鏡頭上的CCD,CCD將鏡頭獲取的光信號轉換為電信號,經(jīng)導線傳送到視頻采集卡,視頻采集卡將電信號轉換為計算機可以理解的數(shù)字信號,方便影像的實時顯示與獲取。

(2)影像采集。影像采集包括單幀數(shù)字圖像的采集和視頻的錄制。
單幀圖像采集有兩種方式:一種是操作者在計算機旁使用鼠標采集;另一種是操作者使用腳踏開關采集。腳踏開關連接在計算機的串口,每次觸發(fā)腳踏開關,計算機的串口會接收到一串16進制字符串,然后執(zhí)行單幀圖像采集的功能。從視頻采集卡獲取的圖像數(shù)據(jù)為yuv格式,而大部分圖像處理是基于RGB顏色空間的,所以要進行顏色空間的轉換。

除支持全屏采集外,還可以手動設置采集區(qū)域。用戶可用鼠標圈選出一個矩形區(qū)域為有效區(qū)域,有效區(qū)域外的圖像被舍棄。實現(xiàn)方法是根據(jù)用戶選擇的矩形區(qū)域和圖像的原始尺寸計算出圖像的有效尺寸,截取有效數(shù)據(jù),進行Yuvtorgb轉換,將轉換后的數(shù)據(jù)加上文件頭和信息頭組合成一幅有效圖像。