医用电子宫腔镜光学成像系统研究

发布时间：2017-07-30 14:24

  本文关键词：医用电子宫腔镜光学成像系统研究

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【摘要】：近几年来,电子内窥镜在医疗诊断方面得到广泛应用,引起了海内外科研人员对它的研究与探讨。本文阐述了内窥镜发展史,从硬管式内窥镜到光导纤维内窥镜再到超声内窥镜和电子内窥镜的发展进程。电子宫腔镜是医用电子内窥镜中的一种,明确了医用电子宫腔镜在临床医疗诊断方面所占据的重要地位,尤其是医用电子宫腔镜在免麻醉的子宫病变诊断方面给医生和患者都带来了极大的便利。通过电子宫腔镜,专业医生可以直接观察到子宫内部组织形态和病变情况,而且还可以将观测到的图像通过CCD探测器由电缆传输图像最终到达视频处理中心显示在屏幕上,便于医生分析诊断。针对医用电子宫腔镜在我国的发展应用,叙述了医用电子内窥镜的发展近况。对目前国内电子宫腔镜的设计及加工水平做以介绍,并提出目前国内产品水平提高的局限性。设计了电子宫腔镜光学成像系统,详细介绍了具体设计过程。本文主要研究电子宫腔镜的成像镜头,利用光学设计软件ZEMAX完成成像镜头的优化设计。实现电子宫腔镜大景深、低畸变、无盲区、高清晰成像,提高医生对患者操作体内仪器诊断的准确性,促进电子宫腔镜的应用向前发展。本文主要的研究内容包括三部分:1)设计一种电子宫腔镜,系统的最大视野为65°,最大空间分辨率高于75lp/mm,具有较大的景深,像面照度均匀。垂轴像差、场曲、象散都得到很好的校正,成像质量较佳。系统的口径小于4.5 mm。2)设计一种大视场光学系统,可匹配1/4英寸CCD宫腔镜成像。系统具有80°大视场角,高于75lp/mm的最大空间分辨率,景深大,像面照度均匀。垂轴像差、场曲、色差都得到很好的优化,成像质量好。系统的口径小于4.5 mm。3)设计一种基于非球面的光学系统,可匹配1/6英寸CCD宫腔镜成像。系统的最大视场角为90°,可实现无盲区诊断,最大空间分辨率高于100lp/mm,具有较大的景深,像面照度均匀。加入非球面透镜后,可以很好的减小系统中垂轴像差、场曲、色差等给系统带来的不良影响,提高成像质量。系统的口径小于3.2mm,由于其较小的镜头尺寸和光学系统的外径技术,可以实现免麻醉的子宫病变诊断。
【关键词】：电子宫腔镜 光学成像系统 CCD 非球面 宫腔疾病诊断
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH776.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 医用电子宫腔镜的研究背景和意义12
• 1.2 医用内窥镜发展历程12-15
• 1.2.1 硬管式内窥镜13
• 1.2.2 光导纤维内窥镜13-14
• 1.2.3 超声与电子内窥镜14-15
• 1.3 电子内窥镜国内外发展现状15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第2章 电子内窥镜原理及结构18-22
• 2.1 电子内窥镜原理18-19
• 2.1.1 电子内窥镜成像工作原理18-19
• 2.1.2 电子内窥镜弯曲角度工作原理19
• 2.2 电子内窥镜结构19-22
• 第3章 电子宫腔镜光学成像系统优化设计22-61
• 3.1 光学系统设计软件22-24
• 3.1.1 光学成像系统设计软件的选取22-23
• 3.1.2 zemax光学设计过程23-24
• 3.2 ZEMAX中的像差理论24-28
• 3.2.1 在ZEMAX软件中像差的分析与校正24-28
• 3.3 基于四片镜 65°视场角的电子宫腔镜光学成像系统设计28-38
• 3.3.1 初始结构选择28-29
• 3.3.2 65°视场角的电子宫腔镜光学系统优化29-32
• 3.3.3 宫腔镜镜头成像分析32-37
• 3.3.4 65°宫腔镜镜头尺寸分析37-38
• 3.3.5 结论38
• 3.4 80°视场角的电子宫腔镜光学成像系统设计38-51
• 3.4.1 设计指标39
• 3.4.2 初始结构选取39-42
• 3.4.3 系统优化设计42-46
• 3.4.4 系统成像质量分析46-51
• 3.4.5 结论51
• 3.5 基于非球面 90°视场角的电子宫腔镜光学成像系统设计51-61
• 3.5.1 非球面理论51-53
• 3.5.1.1 一般形式的非球面51-52
• 3.5.1.2 ZEMAX中的偶次非球面表达式52
• 3.5.1.3 奇次非球面和偶此非球面的区别52
• 3.5.1.4 非球面透镜的作用52-53
• 3.5.2 系统设计与分析53-60
• 3.5.2.1 初始结构的选择53
• 3.5.2.2 优化与设计53-60
• 3.5.3 结论60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果69-70
• 致谢70-71

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 郁道银;陈晓冬;宋玲玲;刘琳波;;医用电子内窥镜畸变图像的实时校正方法[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

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本文编号：594663