醫療內窺鏡監視器影像系統設計原理

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

內窺鏡監視器

電子內窺鏡監視器主要由光學鏡頭、信息采集系統、監視器等組成。電子內窺鏡的成像原理是:信息采集系統裝備的光源發出的光信號,經鏡頭內的導光纖維導人人體體腔,經體腔內表面反射后,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,信息采集系統將圖像信號處理后顯示在監視器屏幕上。

醫療內窺鏡監視器影像系統的功能大致為:影像實時顯示與采集、數字圖像預處理、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。其具體實現如下:

(1)影像實時顯示。
內窺鏡監視器系統的影像數據來自鏡頭上的CCD,CCD將鏡頭獲取的光信號轉換為電信號,經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,然后執行單幀圖像采集的功能。從視頻采集卡獲取的圖像數據為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域。用戶可用鼠標圈選出一個矩形區域為有效區域,有效區域外的圖像被舍棄。實現方法是根據用戶選擇的矩形區域和圖像的原始尺寸計算出圖像的有效尺寸,截取有效數據,進行Yuvtorgb轉換,將轉換后的數據加上文件頭和信息頭組合成一幅有效圖像。