荧光电子内窥镜的光学系统设计和图像采集处理方案

发布时间：2020-04-25 23:13

【摘要】：内窥镜是目前临床上必不可少的医疗设备之一。随着摄像头的微型化和内窥镜插入端的细径化发展,微创手术应运而生。医生对待切除部位的位置和大小的判断,源自于手术前各种医疗影像诊断的结果,内窥镜在手术中承担的仅仅是扩展视野的作用,不能区分显示待切除部位与健康组织,以致手术精准度较低。为了提高切除手术精准度,文章从切除手术所使用的内窥镜的功能入手,提出一种可以在正常照明光源下,显示出荧光标记图的荧光电子内窥镜的光学系统设计和图像采集处理方案。首先,根据荧光剂的光谱波段范围,选择合适的CMOS,并利用ZEMAX软件设计了与之对应的光学成像结构系统,其设计实例的工作波段为0.45~0.90μm、焦距1.11mm、全视场为90°、F数为5,系统总长5.5mm,最大横截直径1.8mm,MTF曲线在160 lp/mm处的数值达到0.2,具有大视场、大景深、体积小的优点。其次,使用摄像头的帧信号作为照明的控制信号,对明场和暗场图像分时分帧采集,得到间隔出现的明场图像和暗场图像。并将相邻图像进行融合标记输出,实现了明场与暗场的图像同时显示的目标,解决了视频融合的难题。最后,根据明场图像与荧光图像的特点,使用分段线性变换、彩色化、亮度增强等算法对两种图像进行初步预处理,再使用像素叠加和小波变换对两种图像进行融合标记,通过平均梯度和信息熵评价两种算法的输出图像,表明在系数小于1时,小波变换保留的图像信息更多。
【图文】：

喉镜,结构示意图,胃镜,硬式

第一章绪论和 Wolf 联手合作，才成功的研制了世界上第一个半可屈式胃名为 Wolf-Schindler 式胃镜。Wolf-Schindler 式胃镜长 77cm由 48 个透镜组成，而 Wolf-Schindler 式胃镜最大的特点是可，，可观察人体的非自然腔道，比之传统的硬管式内窥镜，在度的扩大，但依然为硬式内窥镜的一种。

光学纤维,内窥镜,结构示意图,成像分辨率

优点是有一个可弯曲的使用前端。即图 1.2 中的插入管和弯相比，观察范围得到了明显的扩大，使用时病人的不适感简单，因此成本较低。缺点是使用寿命较短、成像分辨率像光纤束韧性有限，使用时易断裂，从而导致成像单元缺受光纤工艺的制约，使得成像分辨率受限制，成像效果一
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH772;TP391.41

【参考文献】