硬管内窥镜光学参数测量系统设计

发布时间：2017-11-11 06:15

  本文关键词：硬管内窥镜光学参数测量系统设计

  更多相关文章： 硬管内窥镜 光学参数 测量系统 视场角 视向角 畸变

【摘要】：近年来,伴随微创手术的蓬勃发展,内窥镜作为医疗辅助器材,以体积小,创口小,术后恢复快等突出优势受到广泛关注。同时,内窥镜成像质量影响诊疗安全性、准确性,因此,制造高质量的硬管内窥镜具有重要作用。而评价内窥镜成像质量的首要步骤就是测量它的光学参数。当前国标中应用的内窥镜参数的测量装置多为手动调节装置,同时需结合人眼进行观察,因此测量系统的自动化程度低,测量误差大。为了提高测量精度及测量结果重复性,提高测量过程自动化程度,本文提出了新的内窥镜光学参数测量方法,并搭建了新型自动化测量系统,实现了对硬管内窥镜的视场角、畸变、视向角等光学参数的测量。测量装置采用液晶显示屏代替纸质靶标,靶标图像可调可控,液晶屏可以通过依次显示不同测量靶标实现多个光学参数的测量,避免了在测量过程中频繁更换靶标,提高测量系统的自动化程度;液晶屏安装在电控平移台上,可设置工作距离,定位精度高;电控平移台安装在电控旋转台上,便于快速测量内窥镜视向角;在内窥镜的目镜位置连接光学接口,之后将光学接口与摄像器件连接,实时获取内窥镜视场图像;通过光学接口对内窥镜视场图像调焦,至成像清晰;将摄像器件与计算机连接,一方面可将内窥镜视场图像放大呈现在计算机屏幕上,便于观察,另一方面可以使用软件进行图像处理,得出所需测量参数。视场角的测量方法是设置液晶屏幕上一条亮线匀速移动,内窥镜观察此过程并保存视频,运用数字图像处理方法获取视场直径从而计算视场角。但是该测量方法计算速度慢,占用存储空间大。通过使用亮暗相间条纹作为测试靶标对测量方法进行改进,使之更加快速,智能、简便。测量内窥镜畸变的方法是采用同心圆环和过圆心直线簇组成的中心对称靶标,通过图像处理方法获取视场图像中各圆环半径,对比靶标上圆环半径,计算相对畸变,绘制从视场中心到边缘的相对畸变曲线。该一体化测量系统还可测量内窥镜视向角,测量过程简便、快速。本文设计的硬管内窥镜测量系统可实现多个光学参数测量,且测量精度高、测量结果重复性好、自动化程度高,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH776.1

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本文编号：1170156