本期導(dǎo)讀

醫(yī)用內(nèi)窺鏡是一種帶有光源的管道,它能夠通過(guò)人體自然腔道或者微創(chuàng)手術(shù)的小切口進(jìn)入人體內(nèi)部,從而幫助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷或者協(xié)助手術(shù)操作。當(dāng)前,醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)主要由內(nèi)窺鏡鏡體、圖像處理中心以及監(jiān)視器這三大模塊構(gòu)成,是融合了傳統(tǒng)光學(xué)、現(xiàn)代電子、軟件算法、人體工程學(xué)、精密機(jī)械等多學(xué)科知識(shí)的精密檢測(cè)儀器。在微創(chuàng)診療時(shí)代,內(nèi)窺鏡作為最為重要的發(fā)展方向之一,無(wú)論從技術(shù)發(fā)展、臨床需求還是政策引導(dǎo)等方面來(lái)看,都值得市場(chǎng)持續(xù)予以關(guān)注。

圖像傳感器

圖像傳感器作為攝像系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一,可分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)圖像傳感器兩種類型。而固態(tài)圖像傳感器又進(jìn)一步分為電荷耦合器件圖像傳感器(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(CMOS)。這兩種圖像傳感器均通過(guò)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。

在電子內(nèi)窺鏡中,圖像傳感器位于攝像系統(tǒng)的前端;而在硬管式內(nèi)窺鏡和光學(xué)纖維內(nèi)窺鏡中,圖像傳感器則位于后端手柄處。它們之間的主要對(duì)比情況如下:

二者在性能特點(diǎn)、成本等方面各有優(yōu)劣,共同為內(nèi)窺鏡的圖像采集提供支持。

光學(xué)成像系統(tǒng)

光學(xué)成像系統(tǒng)是三大種類內(nèi)窺鏡的共有部分,也是熒光電子內(nèi)窺鏡必不可少的組成部分。它由一組鏡片組成,鏡片材料通常為玻璃或者人工樹(shù)脂。光學(xué)成像系統(tǒng)承擔(dān)著將待拍攝的畫(huà)面呈現(xiàn)在 CMOS 或 CCD 上的重要任務(wù)。

電子鏡結(jié)構(gòu)圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

光學(xué)成像系統(tǒng)的主要參數(shù)包括視場(chǎng)角、視野、通光孔徑、分辨率和景深等。

視場(chǎng)角

是指物體圖像的入射光線最先通過(guò)物鏡玻璃進(jìn)入物鏡后平行傳導(dǎo),此時(shí)進(jìn)入物鏡的入射光線和水平線的夾角,即視角(DOV,Direction Of View)。內(nèi)窺鏡視角一般有 0°、12°、30°、70°、90° 等。

醫(yī)用的電子內(nèi)窺鏡和光學(xué)纖維內(nèi)窺鏡的前端均可彎曲,但光學(xué)纖維內(nèi)窺鏡由于光纖易斷裂,與金屬做成的電纜相比,韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡的最大彎曲角度為 270°,當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角為 90° 時(shí),即可保證觀察無(wú)盲區(qū)。

視野(FOV,Field Of View)

是指物鏡可以觀察到的范圍,稱為視野。內(nèi)窺鏡視野范圍一般分為廣角和標(biāo)準(zhǔn)角。不同的視野范圍適用于不同的檢查場(chǎng)景,為醫(yī)生提供更全面的觀察視角。

圖片來(lái)源公眾號(hào)雪力

通光孔徑

通光孔徑的大小對(duì)光學(xué)成像系統(tǒng)的景深和采光能力有著重要影響。通光孔徑越大,光學(xué)成像系統(tǒng)的采光能力則越強(qiáng),圖像越明亮清晰,所需要的光源照明亮度則越低。然而,通光孔徑增大的同時(shí),系統(tǒng)的景深則會(huì)變小。

光學(xué)成像系統(tǒng)分辨率

光學(xué)成像系統(tǒng)分辨率是指 “物” 在經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后的 “像” 在細(xì)節(jié)上能被分辨的最小距離。大于這個(gè)距離的兩個(gè)像點(diǎn)就能被識(shí)別為兩個(gè)點(diǎn),而小于這個(gè)距離的兩個(gè)點(diǎn)經(jīng)過(guò)光系統(tǒng)后就會(huì)被識(shí)別為一個(gè)點(diǎn)。圖像傳感器的光學(xué)分辨率是用每毫米上可以分辨的黑白線對(duì)數(shù)來(lái)表示,即每毫米的寬度上,有多對(duì)像元。需要注意的是,我們常規(guī)了解的圖像分辨率是單位距離內(nèi)的像用多少個(gè)像素來(lái)顯示。

分辨率板A型

例如,智能手機(jī)相機(jī)使用的微型圖像傳感器的像素高達(dá) 2000 萬(wàn)甚至 4000 萬(wàn),但從拍攝效果來(lái)看,攝影愛(ài)好者依然經(jīng)常手持單反拍攝而不是手持手機(jī)拍攝。其主要原因就在于,手機(jī)相機(jī)所匹配的光學(xué)成像系統(tǒng)的鏡頭模組,分辨率是達(dá)不到對(duì)應(yīng)圖像傳感器的光學(xué)分辨率的。所以,決定整個(gè)相機(jī)拍攝的分辨率的關(guān)鍵在于光學(xué)成像系統(tǒng)。

從“成像”到“失真”圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)只做科普用

景深

即景物的影像的清晰深度,它是光學(xué)系統(tǒng)可以清楚觀察到的從近到遠(yuǎn)的一段距離。在這段距離內(nèi),場(chǎng)景中的物體不論是移近鏡頭,還是移向遠(yuǎn)處,都能夠形成清晰的圖像。合理的景深設(shè)置能夠讓醫(yī)生在檢查過(guò)程中更好地觀察不同距離的病變部位,提高診斷的準(zhǔn)確性。

思脈得醫(yī)療科技

作為醫(yī)療器械CDMO領(lǐng)域的先鋒,思脈得致力于將最前沿的科技成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的臨床應(yīng)用。內(nèi)窺鏡便攜式成像系統(tǒng)是集先進(jìn)光學(xué)技術(shù)、電子成像技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與傳輸技術(shù)等于一體的高科技設(shè)備。它運(yùn)用先進(jìn)光學(xué)技術(shù),獲取清晰的人體內(nèi)部圖像;通過(guò)電子成像技術(shù)將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)進(jìn)行采集、處理和顯示;還配備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),方便存儲(chǔ)、檢索和分析檢查數(shù)據(jù)及圖像。其設(shè)計(jì)注重便攜性,結(jié)構(gòu)緊湊、材料輕巧,方便在不同場(chǎng)景使用,操作簡(jiǎn)便,能快速上手,為醫(yī)療檢查提供了極大的便利,助力醫(yī)生更準(zhǔn)確地診斷疾病。

醫(yī)用光學(xué)領(lǐng)域OEM/ODM解決方案

內(nèi)窺鏡便攜式成像系統(tǒng)

一次性使用電子內(nèi)窺鏡

內(nèi)窺鏡光學(xué)性能檢測(cè)平臺(tái)