一、关于内窥镜计量检定的探讨(论文文献综述)
林健,徐国庆[1](2021)在《定期预防性清点检查在内窥镜故障检查中的应用》文中认为定期利用内窥镜专业系统的清点检查方法,对内窥镜的先端部、弯曲部、插入部、操作部、导管软管以及导管插头等部件进行清点检查,使用设备管理软件记录发现的问题,并进行分类统计,再利用"二八定律"分析找出内窥镜的主要故障点。通过对主要故障点加以处理并进行长期跟踪,能够有效减少可预防故障点的发生,并且减少维修费用,保证临床科室工作顺利开展。
汤烨韬[2](2019)在《医用内窥镜质量检测中分辨力识别技术的研究》文中进行了进一步梳理医用内窥镜的光学性能参数指标包括视场角、畸变率、色还原度、分辨力和景深距离等参数,其质量直接影响受检人员的检查结果。本文针对传统的分辨力与景深距离检测方式受人为因素影响大、操作复杂和检测效率低等问题,引入图像识别技术,对医用硬管内窥镜分辨力和景深距离两个光学性能参数进行自动检测研究。论文工作主要包括:(1)提出了一种医用硬管内窥镜分辨力自动识别方法。该方法首先依据视场圆的几何特征,以寻找横纵直径交点的方式来定位空视场的圆心。然后将分辨力板中心移至视场圆心,根据直线边缘的灰度跃变特征,求得分辨力板图像中两对短线标记的坐标,提取线条标记围成的矩形区域图像,将提取后的图像分成1至16级、17至24级、25级三个子图像。采用基于先验知识的医用硬管内窥镜分辨力图像阈值分割算法,将三个子图像分割成若干个菱形图案。再采用改进的基于灰度直方图的二值化算法,对所有的菱形图案图像进行二值化。最后,按行优先遍历二值图,以投票方式计算线条数并与标准值进行比较,确定内窥镜的分辨力。(2)提出了一种医用硬管内窥镜景深最近距离自动检测方法。首先,将待识别线条组合单元中心与视场圆心重合,然后采用基于自适应阈值的感兴趣区域提取算法,提取出线条组合单元中的4个菱形图案图像。再以投票方式计算线条数并与标准值进行比较,确定当前线条组合单元能否正确识别。如果正确识别,则控制检测设备移动,使得下一级线条组合单元中心与视场圆心重合,进行下一级分辨力识别;如果识别失败或者识别结果不正确,则输出上一级线条组合单元的单元号,从而完成医用硬管内窥镜景深最近距离自动检测。(3)实验验证:采用3种不同规格的医用硬管内窥镜对上述方法分别进行了实验,验证了本文方法的有效性。本文提出的医用硬管内窥镜分辨力识别方法在用4mm直径、30°视向角和10mm直径、0°视向角的医用硬管内窥镜进行的20次实验中,均能成功识别,仅有一次与人工识别的结果不同且仅相差一级;在用10mm直径、30°视向角的医用硬管内窥镜进行的10次实验中,仅有两次与人工识别的结果不同且仅相差一级。本文提出的医用硬管内窥镜景深距离检测方法在用10mm直径、30°视向角和10mm直径、0°视向角的医用硬管内窥镜进行的20次实验中,识别的分辨力均大于工作距离处的中心分辨力的80%,均只有一次与人工识别结果不同且仅相差1级;在用4mm直径、30°视向角的医用硬管内窥镜进行的10次实验中,均能成功识别,仅有两次与人工识别结果不同且仅相差一级。实验结果表明:(1)本文提出的医用硬管内窥镜分辨力识别方法能够实现医用硬管内窥镜的分辨力自动识别,准确率达到了80%;(2)本文提出的医用硬管内窥镜景深距离检测方法能够实现医用硬管内窥镜的景深距离自动检测,检测结果均大于中心角分辨力的80%,准确率达到了80%。本文提出的医用内窥镜分辨力识别方法和景深最近距离检测方法均满足检测精度要求。
卢德润[3](2018)在《医用光学仪器的计量检定研究》文中研究说明在医学技术不断革新的今天,各种各样的医疗器械涌入市场,并且在各大医院临床中得到了广泛应用。很多医疗仪器具属于计量器具,比如血压计、听力计以及体温计等。在使用过程中,对这类医疗仪器的准确性有较高要求,为了使其准确性得到保证,必须定期对该类仪器进行计量检定,从而使其正常使用,避免出现医疗差错。本文主要对医疗光学仪器计量检定进行综述。
孟祥峰,王浩,刘艳珍,任海萍[4](2017)在《使用集成装置进行医用硬性光学内窥镜检测的不确定度分析》文中进行了进一步梳理目的本文结合医用硬性内窥镜的检测特点,以综合边缘光效的检测为例,探讨了内窥镜检测设备的测量不确定度评定方法。方法根据A类、B类不确定度的评定,分析了影响测量不确定度的主要因素,提取了检测方法中的关键参数,并对比一般内窥镜检测装置和集成化的内窥镜检测系统的不确定度测量结果。结果给出了内窥镜检测装置的设计要点。结论为进一步提高内窥镜的检测精度提供研究基础。
黄伟[5](2016)在《人活体鼻咽癌组织拉曼光谱检测技术与装置研究》文中研究说明鼻咽癌(Nasopharyngeal,CarcinomaNPC)是最常见的头颈部恶性肿瘤之一,常常发生在鼻咽腔内的顶部和侧壁。目前常规的检查方法是采用白光内镜进行检查,根据临床医生的经验对可疑的组织进行创伤性的活检和组织病理学诊断。早期的鼻咽癌(Ⅰ、Ⅱ期)如及时发现并进行恰当的治疗,患者5年生存率可达75%以上,而到达中晚期的鼻咽癌(Ⅲ、Ⅳ期),患者的5年生存率则均低于52%。而鼻咽癌在早期无明显症状,当得到确诊时,癌变往往已经发展到中晚期。因此,能否尽早地发现和诊断鼻咽癌,并进行及时有效的治疗,是提高患者生存率的关键。为此,寻求一种能够进行实时、无损和客观有效的鼻咽癌检测新方法,是一项具有挑战性和重要意义的研究课题。基于光谱技术的检测方法,如拉曼光谱、反射光谱、荧光光谱等,能够提供生物组织分子水平的生化信息,因而在人体组织病变的检测和定位方面具有明显的优势,正被越来越广泛地应用于生物医学领域的研究和临床实验,包括各种疾病和癌症的诊断。本文分别采用高波数拉曼光谱、反射光谱对鼻咽离体组织进行研究,采用常规拉曼光谱、表面增强拉曼光谱对鼻咽组织咽拭涂片进行实验研究,开展了基于鼻咽镜的光学成像与光谱技术检测系统的设计与研制工作,最后对活体鼻咽癌组织进行了初步的临床检测实验,通过结合所获得活体鼻咽组织的拉曼光谱、荧光图像、白光图像等多种光学信息,以期为鼻咽癌的微损、无损诊断提供新的检测方法。首先,介绍了鼻咽癌的发生、发展、诊断和治疗的特点,以及提高鼻咽癌患者生存率所面临的困难和挑战,阐述了探索新的无损诊断方法的必要性和重要意义;介绍了拉曼光谱、荧光成像、反射光谱等光学检测技术的基本原理和应用特点,以及这些技术在生物医学中的应用情况,尤其是在肿瘤组织诊断方面的研究进展。接着,针对离体鼻咽癌组织开展了光谱检测研究:对离体鼻咽组织的高波数拉曼光谱进行研究,以探究高波数拉曼光谱在鼻咽癌诊断方面的作用和意义;对离体鼻咽组织的反射光谱进行研究和分析,以探讨反射光谱对鼻咽癌组织检测的作用;首次采用常规拉曼光谱、表面增强拉曼光谱技术对鼻咽癌组织咽拭涂片进行了检测研究,希望能探索出一种无损(或微损)、快速、灵敏的鼻咽癌咽拭涂片检测方法,以期为临床鼻咽癌的常规检测和临床筛查提供一种方法。这些离体组织的研究结果为进一步开展活体组织的拉曼光谱研究提供了工作基础和有益经验。随后,开展了基于内窥镜的鼻咽癌荧光成像与拉曼光谱检测系统的设计和研制工作,分别进行了内窥镜下荧光成像子系统、拉曼光纤探头子系统、拉曼光谱快速检测子系统、双波长激发光源子系统等各部分的设计和研制工作,最后对上述各子系统进行集成和优化,最终形成基于内窥镜的鼻咽癌荧光成像与拉曼光谱检测系统,并对系统进行了验证。所构建的基于内窥镜的活体检测系统,为活体鼻咽组织的多模式光学检测提供了新的研究工具。最后,应用所构建的基于内窥镜的鼻咽癌荧光成像与拉曼光谱检测系统,开展了内窥镜下活体鼻咽癌组织白光成像、荧光成像和拉曼光谱(含高波数和低波数)的初步临床检测研究。本文首次构建了一套基于内窥镜的、集白光成像、荧光成像、拉曼光谱等多模式光学检测技术于一体的活体鼻咽癌实时检测装置,能够充分利用荧光成像对鼻咽癌检测的高灵敏度,以及拉曼光谱和反射光谱检测的高特异性这两方面优势,以快速、无损的方式获得活体鼻咽癌组织的实时白光图像、荧光图像、拉曼光谱和发射光谱等综合的光学信息,为活体鼻咽癌的无损、快速、有效的诊断提供一种新的检测技术和装置;采用高波数拉曼光谱对离体鼻咽组织开展研究,分析结果表明高波数拉曼光谱能够提高对鼻咽癌组织的判别能力;研究了鼻咽癌离体组织的反射光谱,分析结果表明反射光谱在鼻咽癌的判别与检测方面具有应用潜力;提出了采用常规拉曼光谱、表面增强拉曼光谱技术与鼻咽组织咽拭涂片标本相结合的检测技术,以期作为一种无损的鼻咽癌临床筛查和检查方法;利用所构建的基于内窥镜的白光成像、荧光成像与拉曼光谱检测装置,开展了鼻咽癌的临床活体检测,并获得了鼻咽癌活体组织的实时白光图像、荧光图像、反射光谱和拉曼光谱。研究结果表明,基于内窥镜的活体鼻咽癌荧光成像和拉曼光谱的多模式检测技术,有望成为一种实时、无损的鼻咽癌光学检测新方法。
王亚坤[6](2016)在《医用硬管内窥镜光学性能检测系统设计》文中研究指明医用硬管内窥镜,是一种医用光学观察仪器,它可以插入人体体腔和脏器内进行直接观察、诊断和治疗。医用硬管内窥镜具有图像清晰度高、色彩逼真等优点,作为辅助医疗器材,目前被广泛应用于无创或微创诊疗或手术中。现行的内窥镜光学性能检测标准有两个国际标准、和国家标准,但是这两种均有一些不足之处,不适合内窥镜生产厂家和医疗机构使用。本文的主要目的是通过设计新的内窥镜检测系统及检测方法,推进内窥镜检测的标准化和推广使用。本文设计完成了一套内窥镜光学性能检测系统,采用机器视觉原理检测硬管内窥镜的光学性能,代替人眼判断,智能化程度高,精度高,重复性好。本文重点就硬管内窥镜光学系统的调制传递函数MTF、光效均匀性和屈光度光学参数的检测进行了以下的研究:1、合理设计使用新的检测方法和检测装置,搭建检测平台;2、选择软件平台,对不同参数,进行软件方面的编写,调试;3、对不同的光学参数,进行了多人,多次的重复性检测,验证了检测系统参数检测结果的重复性。同时进行了对比试验,与现有国家标准的测量结果进行对比,检验了其准确性。本文所提出的检测系统有以下几个方面的优势:1、检测装置方面,本文利用LCD显示代替传统靶标,解决了传统靶标加工和更换困难的问题;利用电控平台作为检测系统位移调节装置,提高了检测结果的重复性和精确性;2、软件方面,本文利用机器视觉定量的计算、测量和评估硬管内窥镜的光学参数,代替人眼判断,智能化程度高,精度高,重复性好;3、内窥镜性能评价方面,利用MTF代替极限角分辨率评价医用硬管内窥镜成像质量,利用内窥镜整个视场边缘与中心的亮度比曲线代替国标中的90%最大入瞳视场角的边缘光效值,所包含信息更全面,丰富,评价更为准确。
范颖,冯振清,蒋君杰,王文,刘兰芳[7](2015)在《医用硬性内窥镜光学成像部分校准方法》文中研究表明随着医用硬性内窥镜在临床中的大量使用,内窥技术已成为很多疾病诊断和治疗的重要手段。国内至今没有对医用硬性内窥镜计量的标准设备,使得该类仪器无法开展检定工作。本文针对医用硬性内窥镜的工作环境和光学性能,设计一种仿人体组织的标准器,用于校准医用硬性内窥镜光学指标。
王云龙[8](2015)在《医用内窥镜光学性能质量控制定性检测技术研究》文中提出研究目的和意义目前医用内窥镜逐步发展为一个完整系统,按照其发展进程和成像结构划分,可大致分为医用硬性内窥镜、医用纤维(软管式)内窥镜、医用超声与电子内窥镜。医用内窥镜技术的发展使得内窥镜达到高清晰逼真的图像显示,高分辨率,操作灵活,几乎能够进入人体各个腔孔,因而医用内窥镜受到广大医疗工作者的欢迎并得到广泛应用。随着内窥镜临床手术的不断普及与发展,人们对其安全有效性的认识在逐步深化。内窥镜的光学性能指标对患者的安全有着直接或者间接的影响,同时内窥镜微创手术过程中不断出现的医疗事故都使医用内窥镜光学性能检测工作的开展迫在眉睫,对医用内窥镜光学性能控制检测尤其是光学性能的检测具有重要的临床意义和社会意义。我国未建立相应组织机构来管理规范内窥镜的临床使用工作,致使各个地区的内窥镜使用技术水平差异较大,内窥镜及配套器械的保养维护、清洗消毒等不符合规范。同时内镜设备质量不过关,售后服务不到位等因素更为医疗机构内窥镜工作的开展带来不利影响。所以,为避免源于内窥镜质量引起的医疗事故,确保内窥镜光学性能状态良好,建立对医用内窥镜进行日常光学性能指标的检测维护和消毒清洗规范措施等工作势在必行。当前,国内外少数相关机构开展了医用内窥镜检测装置的研究,其中的某些研究成果具有很高的技术水平,这些内窥镜质量控制相关工作的开展对内窥镜的性能状态维护具有重要意义,同时为内窥镜手术的临床实施安全提供了重要保障。但是,国内外研究机构的开展工作或面临检测项目不匹配国家标准、行业标准,或缺少重要的内窥镜检测项目指标,或者检测装置复杂、检测方法繁琐,并且研究工作几乎都只针对医用硬性内窥镜开展,并没有涉及到应用更加广泛的纤维镜和电子内窥镜。本课题以期参照国家、行业标准和各类内窥镜检测规范,并吸取同类研究工作过程中的优势之处,利用已有的工作基础研制出一套医用内窥镜光学性能质量控制定性检测装置及对应光学项目的检测方法,满足医用内窥镜光学性能状态日常检测维护、故障诊断、检验接收等需要,保证医用内窥镜处于最佳的光学性能状态,减少源于医用内窥镜质量问题引发的医疗事故。研究内容与方法本研究的创新之处在于快速检测、定性检测,将检测对象扩展为医用硬性内窥镜、纤维内窥镜和电子内窥镜,并且将检测整体扩展为内窥镜系统。与之对应,本文研制开发出医用内窥镜定性检测装置和检测标靶,并探究总结出对应的检测方法,其核心内容是检测对比卡的设计制作。依据相关标准和理论实践研究,本文确定了5个医用内窥镜测试项目,包括角度(视场角、视向角)、视觉分辨率、几何畸变、色彩还原能力和光效。其中每项测试项目都对应有测试标靶、测试对比卡和对应检测方法。1.角度1.1视向角(1)测试内容及意义视向角指的是光学镜的视轴对光学镜镜体主轴所构成的夹角,代表内窥镜能够观察的不同的人体组织方位。(2)测试标靶、测试对比卡视向角测试标靶和视场角测试标靶相同,为4个不同半径组成的同心圆。(3)测试方法移动标靶支架使得内窥镜所拍摄的标靶图像在显示器中处于合适的大小和位置,观察显示器中标靶图像。如果产生较为严重的变形,则表明该内窥镜的视向角检测为不合格,反之为合格。1.2视场角(1)测试内容及意义指光学镜末端中心对物方最大视场高度的张角。视场角决定了内窥镜在人体体腔内观察范围,过小的观察范围会造成病变部位及周围的组织状态未知,进而引发诊断、治疗的困难。(2)测试标靶及对比卡测试标靶为视场角测试标靶,测试标靶内容为4个不同半径的同心圆。测试对比卡的内容为医用内窥镜常见的视场角及视场角对应的距离误差范围。(3)测试方法使测试标靶图像占满医用内窥镜的整个视场,测量得到医用内窥镜镜面和标靶的距离D。在视场角测试对比卡中找到对应理论视场角e的距离范围,如果D位于该距离范围内则表明视场角测试为合格,否则为不合格。2.视觉分辨率2.1测试内容及意义医用内窥镜的视觉分辨率指人眼通过内窥镜能够分辨的最大线对数。分辨率是内窥镜的一个关键指标,内窥镜分辨率较差则会导致病灶区域和周围组织特点的细节不能获取,进而失去其临床意义。2.2测试标靶及对比卡分辨率标靶由15个不同密度横竖方向的黑白线对组成。2.3测试方法观察分辨率标靶图像,找到能够分辨的最大黑白线对数,该线对数即为内窥镜分辨率值。如果该测量值大于理论值则合格,否则为不合格。3.几何畸变3.1测试内容及意义内窥镜成像光学系统中视轴外围放大倍数与视轴中心放大倍数差异。内窥镜视场中心与边缘放大倍数差异过大容易导致方位混淆、视觉错误、丢失经验,诊查或手术失去把握甚至带来临床危害。3.2测试标靶及测试对比卡几何畸变标靶是由100个边长为55mm的正方形组成的网状结构。测试对比卡包含灰色带区域和白色区域,其中环形灰色带内区域包括标准值和误差允许范围值,灰色带以外的其它区域为白色区域,白色区域在畸变误差允许范围之外。3.3测试方法将透明材质的畸变对比卡与显示器中的网格图像进行比对。如果畸变图像处于对比卡的灰色区域内,表明该内窥镜的几何畸变测试合格;反之,如果畸变图像处于灰色区域范围外,则表明测试不合格。4.色彩还原能力4.1测试内容及意义指内窥镜对色彩的分辨能力。内窥镜的色彩分辨能力差,可能影响医生对视场内人体组织的观察和操作,造成误诊或手术失败。4.2测试标靶及对比卡测试标靶由红白蓝黄4个等面积扇形构成的圆组成。测试对比卡由标准色块和位于颜色误差允许范围内的色块组成。4.3测试方法将显示器中颜色与对应颜色对比卡进行比对,如显示器中颜色位于颜色对比卡之中,表明测试项合格,否则为不合格。5.光效5.1测试内容及意义内窥镜视场中心及视场边缘的亮度差异率。有效的像面亮度均匀度对视场内正常组织和病变的观察、诊疗有重要意义。5.2测试标靶及测试对比卡光效标靶是由灰度值为255的圆组成的。光效对比卡是由20个面积大小相同、灰度值连续均匀变化的矩形灰阶块组成。5.3测试方法在对比卡中分别找出视场图像中心处亮度和视场边缘处亮度对应的灰阶块,如果边缘处灰度值和中心处灰度值的差值小于十个灰阶块,进而判断该内窥镜光效测试为合格,否则为不合格。结果与结论利用本文提出的检测装置和检测方法,对11支硬性内窥镜和11支电子内窥镜分别进行了检测,检测结果及分析结论如下。1.医用硬性内窥镜(1)11支内窥镜的机械性能如毛刺、划痕、连接牢固性、外观等均符合标准要求。(2)硬性内窥镜视向角的检测中0。、12。、30。和70。等视场角的误差值均在±10。范围以内,符合检测标准的要求;视场角的最大误差值为5号镜的13%,在误差值允许范围内(标称值的±15%)。(3)视觉分辨率均在8(Ip/mm)以上,均大于标称值,符合要求;几何畸变误差值均小于0.3,符合标准要求;光效值误差值最大为37.8%,小于要求最大误差值50%,测试合格。(4)色彩还原项目检测中,2号内窥镜、7号内窥镜和11号内窥镜的色彩平均误差值均大于20%,不符合标准要求(相关标准规定,单色误差小于30%,平均误差小于20%),测试项不合格。经对比分析可知,1号镜、2号镜、3号镜三支LUT HDscope鼻窦镜中,3号镜光学性能状态最好,1号镜次之,2号镜性能状态最差。硬性内窥镜对蓝色的色彩还原能力最差,红色色彩还原能力次之,对绿色色彩还原能力最好。11支硬性内窥镜中,5号镜,6号镜,8号镜,9号镜的色彩还原能力较好。2.医用电子内窥镜(1)11支电子镜的机械性能检测主要是外观性能的检测包括毛刺、划痕,可控弯曲,连接牢固性,外观完整性等全部符合条件。(2)视场角检测全部合格,最大误差为6号镜8%,小于误差允许值15%;视觉分辨率和几何畸变检测全部合格,几何畸变误差值在误差允许范围30%内。(3)光效值检测最大误差为10号镜肠镜的误差值26.4%,小于最大误差要求值。(4)色彩还原能力检测中1号镜,10号镜,11号镜不合格。经对比分析可知,1-5号5支肠镜中5号镜OLYMPUS十二指肠镜的视场角误差值、光效误差值和色彩还原误差值均小于其它四支肠镜,光学性能状态最好。6-9号胃镜中7号胃镜的光学性能状态最佳,8号镜光学性能状态较差。10号和11号两支支气管镜中11号支气管镜的光学性能状态优于10号支气管镜。本文提出的医用内窥镜定性检测装置能够对医用内窥镜光学项目进行快速定性检测,检测项目由内窥镜检测标准和临床实地操作经验总结得出,医用内窥镜的检测结果与出厂理论值具有一致性,本内窥镜检测装置适合开展内窥镜日常检测维护工作的医护人员使用。不足与展望1.工作不足之处检测对象:客观条件限制导致检测样本量少,导致统计数据不够多;由于技术限制和客观条件的原因未对纤维内窥镜进行检测;检测项目:检测项目少,已有的5个检测项目未必能够全面的体现医用内窥镜的性能特点;检测标靶:标靶表面为聚光面,导致光源照射时中心过亮,影响观察;检测装置:整套装置过重,不利于搬运;标靶升高到一定高度时标靶支架横梁会阻挡标靶中图像;沟槽较宽,导致直径较小的内窥镜无法夹持锁紧。2.课题展望课题下阶段的研究任务是完善医用内窥镜定性检测装置,改进检测装置中的重量、尺寸等各方面的缺陷;增加内窥镜检测的样本量和纤维内窥镜的检测工作,进一步测试改进检测装置。后续的研究方向是改进完善检测装置,检测项目和标靶,并将检测装置和检测技术推广应用。
魏宇林,张蓓,刘丹,安然[9](2014)在《工业内窥镜校准方法探讨》文中研究说明文章简要介绍了工业内窥镜的校准方法。
蒋昌松[10](2013)在《医用硬性内窥镜光学性能质量控制检测技术研究》文中指出研究背景与目的医用硬性内窥镜,是一种可插入人体体腔和脏器内进行直接观察、诊断、治疗的医用光学装置,主要有腹腔镜、宫腔镜、关节镜、膀胱镜等。据统计,全国临床医学各专科有超过100万名医技人员使用内窥镜相关装置进行临床诊断和治疗工作,国内90%以上的医疗机构已经开展了内窥镜下临床诊疗项目。随着内窥镜下微创手术的日益普及,对内窥镜产品临床应用的安全性和有效性认识也逐步深化,硬性内窥镜光学性能直接或间接地涉及患者的安全。为了降低临床使用风险,避免源于硬性内窥镜的医疗事故,迫切需要供临床医学工程技术人员使用的医用硬性内窥镜质量控制检测装置和技术。现有的ISO标准、国家标准、行业标准进步过慢,还未提出适用于医疗卫生机构评判医用硬性内窥镜光学性能的规范或标准,不适于临床医疗卫生机构用于验收、维修、周期检定、报废等工作。国家食品药品监督管理局杭州医疗器械检验中心使用的医用硬性内窥镜质量检测装置根据不同的检测参数采用20多种工具和设备,主要通过人工检测,操作繁琐、技术复杂、误差较大,缺乏一体化、自动化的检测设备,以及定量的评价方法。沈阳军区官丽梅等人提出了简单的内窥镜计量检定装置研制设想,但没有形成可操作的仪器设备和检测技术方法。美国lighthouse公司近年推出了世界上唯一专门用于医用内窥镜光学性能检测的专用设备,但8万美元的价格使得该设备在国内、军内无法普及,同时也存在检测项目与国家、行业相关标准不匹配的缺点。杭州远方光电公司研发的内窥镜光色测试系统主要检测色谱等基础光学参数,不适合临床医疗机构用于对内窥镜光学性能做整体评价。该研究针对医用硬性内窥镜光学性能质量控制检测规范、方法、装置的现状,研制能够自动、定量、一体化、廉价的检测装置,开发适用于临床医疗卫生机构的检测方法、步骤,以满足临床医疗机构医学工程人员的需求。检测方法与装置该研究综合分析国内外医用硬性内窥镜相关标准,在具有多年临床经验的医生指导下,选用适用于临床医疗卫生机构检测医用硬性内窥镜光学性能的项目参数,主要包括视场角、视向角、视觉分辨率、MTF、视场亮度差异率、边缘与中心亮度比、畸变、色彩还原能力。其中,MTF是在国内最早用于评价医用硬性内窥镜成像质量的参数。视场亮度差异率是世界范围内首次提出评价医用内窥镜光效照明的参数。视向角表征视轴与镜轴的角度,旋转360°旋转台得到正面图像,即可获得视向角。视场角表示硬性内窥镜能观察的真实视场范围,测量原理是圆锥投影至等腰三角形法。分辨率是空间频率的响应函数,表征硬性内窥镜对被摄对象细节的分辨能力,用1mm宽度以内的黑白相间的线对数(1p/mm)来表示,人眼能分辨的最大线对数即为视觉分辨率。调制传递函数模量MTF是像面与物面光强度分布函数的傅立叶函数变换之比,它反映了内窥镜的分辨率、反差、锐度等参数的综合特性。光效测试中,边缘与中心亮度比即为视场边缘灰度值与视场中心灰度值之比,视场亮度差异率是所采集的视场内像面边缘至像面中心的灰度值之差与边缘至中心像素点个数之比,表征像面灰度值沿边缘至中心变化的斜率。畸变是由于内窥镜的镜轴中心与边缘放大率不同而引起的,医用硬性内窥镜拍摄的像面为桶形畸变。利用MATLAB软件自动测量视场中心圆斑以及70%视场和90%视场处4个圆斑图像像横向及纵向尺寸。假设视场中心的实心圆斑(直径为4mm)无畸变,以它的尺寸为标准值,计算其它4个实心圆斑的畸变率。色彩还原能力测试中,采用RGB色彩空间,利用MATLAB软件计算出红、绿、蓝三原色色块区域像素点的R、G、B值,分别除以测试标靶中色块的RGB值,即获得内窥镜对红、绿、蓝三原色的色彩还原能力。该检测装置中采用精密机械装置实现测试标靶和高清工业相机在XYZ三维方向的移动,整套检测装置实现一体化、自动化、定量化,与过去20多种检测工具相对比取得了较大的改善。安装盒可插入均匀光源和测试标靶形成便携式医用内窥镜光学性能质量控制检测装置,形成定性检测装置。该研究自主设计含1lp/mm-16lp/mm测试区域的高精度分辨率测试标靶;将视场角、畸变、色彩还原能力测试项目创新性的集成于一块标靶,节约成本,便于推广应用。图像采集利用高清工业相机自带的图像采集软件,基于机器视觉实现内窥镜图像的自动化、连续性采集,同时对感兴趣区域(AOI)单独采集保存。利用MATLAB软件定量的计算、测量、评估医用硬性内窥镜的各项光学性能指标,创新性的用像素点数量取代拟合椭圆方法测算出医用硬性内窥镜畸变程度,用视场亮度差异率来表征视场亮度均匀性。测试结果与讨论(1)角度①视场角,允许误差范围-10%。②视向角,允许误差范围±30。该课题测试了0°宫腔镜,30°关节镜,0°腹腔镜3支医用硬性内窥镜的视场角,视向角,结果全部合格。(2)成像质量①视觉分辨率测试13支内窥镜,每支内窥镜差异性较大,视觉分辨率最差的为5lp/mm,最好的为161p/mm。②MTFa、每支内窥镜的视觉分辨率差异性巨大,而MTF阈值集中在0.2-0.3之间,其中2号,5号,9号,10号内镜MTF阈值为0.4-0.5是因为在下一个线对所对应的MTF值立即衰减至0.2以下,程序无法准确的计算出其MTF值。b、以13号30°腹腔镜为例,调节均匀背光源至亮度8,腹腔镜整体、中心、边缘的MTF曲线均呈现随着线对数增大,MTF值越小的趋势。整体MTF曲线与边缘MTF曲线更加一致,并优于中心MTF值。但不同的内窥镜个体差异性较大,并不能得出所有硬性内窥镜整体都有这样的特征,如30°鼻窦镜。c、在所采集的图像90%视场处,分割出一个60*60像素点的矩形方块,进行MTF计算。腹腔镜中,在亮度7下,MTF曲线明显优于亮度8下MTF曲线。鼻窦镜在亮度7下MTF曲线优于亮度6下MTF曲线。由此得出,每一支硬性内窥镜都有一个最合适的亮度使之分辨率最高,但并不能统一而论。但可以得出过曝之前,同一位置,亮度越高,MTF值越大。d、通过对比70°鼻窦镜不同亮度下,整体、中心、边缘MTF对比图,可得出以下两个结论,1、整体与中心随亮度变化较边缘随亮度变化趋势稍缓,2、亮度越低,第1线对的MTF值越低。同样,每一支内窥镜个体差异下较大,并不适合得出统一的结论。e、将所有内窥镜[除去11号内镜(有故障,视场边缘有明显的暗光)]的MTF数据进行相关系数分析,绘制成曲线,可得出:1、整体与中心较整体与边缘相关度更集中;2、中心与边缘的相关程度随着不同的内镜差距较大。f、30°腹腔镜在同一位置下,不同亮度所对应的MTF值的相关系数在[0.9-0.99]区间内,相关度较高,说明内窥镜的分辨率是由自身所决定,亮度只是其中的一个外来因素,对硬性内窥镜的MTF值和分辨率没有起决定作用,而是作为附加因素间接影响。(3)光效①边缘与中心亮度比边缘与中心亮度比与亮度的高低没有明显的关系,边缘与中心亮度比对应的点在图中呈现一种不规则的状态。观察纵坐标可以得到边缘与中心亮度比的范围为0.765至0.795之间,变化范围区域仅为0.03。从以上可以得出,对于同一个内窥镜而言,边缘与中心亮度比与亮度大小没有关系,而且值的大小基本保持稳定。②视场亮度差异率选取宫腔电切镜的数据进行曲线绘制,以亮度值为横坐标轴,以视场亮度差异率作为纵坐标轴绘制曲线,说明亮度越高,视场亮度差异率越大,亮度均匀性越差。(4)畸变①内窥镜的不同区域的畸变程度差异巨大。②70%视场处的畸变程度明显小于90%视场处的畸变。(5)色彩还原能力①每支内窥镜的绿色还原能力、蓝色还原能力、红色还原能力均呈递减趋势。②色彩还原能力普遍较低,主要有两方面的因素:a、硬性内窥镜本身对色彩还原能力较低;b、测试标靶中的红绿蓝纯色块的加工水平未达到预期。研究总结与展望该研究在检测医用硬性内窥镜光学性能方面取得了较为稳定和可靠的结果,但仍然有很多需要进一步改进的地方:1、相机未校准,引入了新的误差,对分辨率、色彩还原能力均有影响。2、检测光效中的视场亮度差异率,边缘与中心亮度比是以过圆心的一条线上的灰度作为数据基础,缺乏对整个视场的评价。3、检测色彩还原能力是以RGB色彩空间为判定基础,而非国际上通行的CIEL*a*b*色彩空间。4、研究采用对比度测量方法测试MTF,虽然方法简单,但一次图像采集只能得到某一线对或空间频率下的MTF值,要想获得医用硬性内窥镜的MTF曲线,需要对1LP/mm-16LP/mm不同空间频率的矩形标靶进行多次测试,然后计算MTF值,并进行曲线拟合,获取MTF曲线。5、目前测试医用硬性内窥镜光学性能各项参数时,都采用手动调距,xyz方向距离均需人为定性控制和判断,不能实现自动化调节测试标靶与医用硬性内窥镜之间的位置。6、各项参数的图像采集和图像处理过程分离,需要将图像保存下来然后进行后续的图像处理和数据分析。7、整个检测系统处于一个开放的环境中,虽然已经采用了暗箱等物理方法减少外界环境的干扰,以及采用了一定的算法消除了测试标靶和CCD噪声的部分影响。但是检测结果中仍然不可避免的存在CCD分辨率、畸变、暗电流等因素的影响。下一步研究工作中,可考虑重点以下两个方向:1、推广应用该研究的检测装置、检测方法,并进入中试阶段2、采用综合测试标靶定性地测试包括光源系统、显示器等整个系统的光学性能。并将应用领域可扩展至纤维镜、电子镜、三维内窥镜手术系统。
二、关于内窥镜计量检定的探讨(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于内窥镜计量检定的探讨(论文提纲范文)
(1)定期预防性清点检查在内窥镜故障检查中的应用(论文提纲范文)
1 定期预防性清点检查 |
1.1 选定清点检查目标 |
1.2 清点检查方法 |
2 数据分析方法 |
2.1 数据记录 |
2.2 清点检查数据统计 |
2.3 主要故障点统计分析 |
3 主要故障点改进措施 |
4 效果分析 |
5结论 |
(2)医用内窥镜质量检测中分辨力识别技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.3 本文主要研究内容及意义 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 章节安排 |
2 医用内窥镜系统 |
2.1 医用硬管内窥镜的基本结构 |
2.2 医用硬管内窥镜的光学系统 |
2.2.1 硬管内窥镜成像系统 |
2.2.2 硬管内窥镜导光系统 |
2.3 本文检测的光学性能参数 |
2.4 课题所用的内窥镜及相关设备 |
2.5 本章小结 |
3 医用硬管内窥镜分辨力识别方法 |
3.1 分辨力定义及分辨力板相关参数 |
3.2 医用硬管内窥镜分辨力识别方法 |
3.2.1 定位视场圆心 |
3.2.2 分辨力板图像预处理 |
3.2.3 对图像预处理后的图像进行阈值图像分割 |
3.2.4 菱形图案图像二值化 |
3.2.5 菱形图案二值图中的线条数识别 |
3.3 实验结果分析 |
3.4 本章小结 |
4 医用硬管内窥镜景深最近距离检测方法 |
4.1 景深距离定义及分辨力板相关参数 |
4.2 景深最近距离检测方法 |
4.2.1 中心校准 |
4.2.2 菱形图案区域提取 |
4.2.3 线条数识别 |
4.3 实验结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)医用光学仪器的计量检定研究(论文提纲范文)
1 医用光学仪器计量检定背景 |
1.1 医用光学仪器计量检定的分类 |
1.2 医用光学仪器计量检定的周期 |
2 计量检定工作的主要内容 |
2.1 制定仪器历史校准记录表 |
2.2 计量检定系统表的制定 |
2.3 维修计量器具 |
3 加强医学光学仪器计量检定的对策 |
3.1 细化医用光学仪器的信息 |
3.2严格记录医用光学仪器历史记录表 |
3.3 加强对医用光学仪器的鉴定和维护 |
4 结论 |
(4)使用集成装置进行医用硬性光学内窥镜检测的不确定度分析(论文提纲范文)
引言 |
1 材料与方法 |
1.1 综合边缘光效的测量方法 |
1.2 测量人员及设备 |
1.3 不确定度分析 |
2 试验结果 |
3 讨论 |
(5)人活体鼻咽癌组织拉曼光谱检测技术与装置研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
中文文摘 |
绪论 |
第一章 鼻咽离体组织高波数和低波数拉曼光谱研究 |
第一节 引言 |
第二节 鼻咽离体组织的样品采集与准备 |
第三节 高波数和低波数拉曼光谱的检测与数据处理 |
第四节 实验结果 |
第五节 讨论与分析 |
第六节 本章小结 |
第二章 鼻咽离体组织咽拭标本拉曼光谱研究 |
第一节 引言 |
第二节 鼻咽离体组织咽拭标本常规拉曼光谱研究 |
第三节 鼻咽离体组织咽拭标本表面增强拉曼光谱研究 |
第四节 本章小结 |
第三章 鼻咽离体组织反射光谱研究 |
第一节 引言 |
第二节 实验样品与检测装置 |
第三节 结论与讨论 |
第四节 本章小结 |
第四章 基于内窥镜的鼻咽癌成像与光谱检测系统的设计与构建 |
第一节 引言 |
第二节 系统整体设计 |
第三节 内窥镜成像子系统的构建 |
第四节 拉曼光谱快速检测子系统的设计与验证 |
第五节 光纤拉曼探头子系统的设计与研制 |
第六节 双波长激发光源子系统的设计与应用 |
第七节 基于内窥镜的鼻咽癌成像与光谱检测系统的集成与验证 |
第八节 本章小结 |
第五章 内窥镜下活体鼻咽组织荧光成像与拉曼光谱检测的初步研究 |
第一节 引言 |
第二节 临床病例 |
第三节 内窥镜活体成像及光谱检测 |
第四节 实验结果 |
第五节 讨论与分析 |
第六节 本章小结 |
第六章 结束语 |
参考文献 |
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)医用硬管内窥镜光学性能检测系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题主要研究内容 |
1.4 论文的结构安排 |
第2章 硬管内窥镜相关介绍 |
2.1 硬管内窥镜的基本结构 |
2.2 硬管内窥镜的光学系统 |
2.2.1 硬管内窥镜成像系统 |
2.2.2 硬管内窥镜照明系统: |
2.3 本文检测光学参数 |
2.4 课题研究所用内窥镜 |
第3章 调制传递函数MTF检测 |
3.1 检测装置 |
3.1.1 LCD |
3.1.2 高清CCD相机 |
3.1.3 电控移动导轨 |
3.1.4 电控转动平台 |
3.1.5 电动台控制器 |
3.1.6 光学转接口 |
3.1.7 五轴平移台 |
3.2 软件平台 |
3.2.1 Basler pylon |
3.2.2 Matlab |
3.2.3 ESController |
3.3 检测方法 |
3.3.1 检测方法原理 |
3.3.2 检测操作流程 |
3.3.3 数据图像处理 |
3.4 检测结果 |
3.4.1 MTF曲线图 |
3.4.2 中心极限分辨率 |
3.4.3 不确定度 |
3.5 验证实验 |
3.6 误差分析 |
3.6.1 位置调节误差 |
3.6.2 调焦误差 |
3.6.3 图像处理误差 |
第4章 光效均匀性检测 |
4.1 检测装置 |
4.1.1 毛玻璃 |
4.1.2 均匀白板 |
4.1.3 内窥镜光源 |
4.2 检测方法 |
4.2.1 检测方法原理 |
4.2.2 检测操作流程 |
4.2.3 数据图像处理 |
4.3 检测结果 |
4.4 误差分析 |
4.4.1 位置调节误差 |
4.4.2 均匀面光源误差 |
4.4.3 硬管镜方向角误差 |
第5章 屈光度检测 |
5.1 检测装置 |
5.1.1 平凸透镜 |
5.1.2 电控移动导轨 2 |
5.2 检测方法 |
5.2.1 检测方法原理 |
5.2.2 检测操作流程 |
5.2.3 数据图像处理 |
5.3 检测结果 |
5.4 验证实验 |
5.5 误差分析 |
5.5.1 位置调节误差 |
5.5.2 导轨运动误差 |
5.5.3 透镜加工误差 |
5.5.4 图像处理误差 |
第6章 总结展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 研究工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
(7)医用硬性内窥镜光学成像部分校准方法(论文提纲范文)
0 引言 |
1 标准器设计 |
1.1 测量装置原理 |
1.2 视场角测量 |
1.3 图像畸变测量 |
1.4 图像分辨率测量 |
2 检测中常见问题分析 |
3 结语 |
(8)医用内窥镜光学性能质量控制定性检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义及背景 |
1.2 国内外研究情况 |
1.3 研究特色 |
1.4 论文结构 |
第二章 检测对象 |
2.1 硬性内窥镜介绍 |
2.2 纤维内窥镜介绍 |
2.3 电子内窥镜介绍 |
2.4 实验检测内窥镜 |
第三章 检测项目 |
3.1 国家标准 |
3.2 行业标准 |
3.3 本文测试项目 |
3.3.1 角度 |
3.3.2 视觉分辨率 |
3.3.3 几何畸变 |
3.3.4 色彩还原能力 |
3.3.5 光效 |
第四章 测试设备 |
4.1 硬件装置 |
4.2 软件处理环境 |
4.3 测试标靶 |
4.4 测试对比卡 |
第五章 质量控制原理与检测方法 |
5.1 机械性能 |
5.2 光学性能(定性检测) |
5.2.1 角度 |
5.2.2 视觉分辨率 |
5.2.3 几何畸变 |
5.2.4 色彩还原能力 |
5.2.5 光效 |
第六章 结果与讨论 |
6.1 检测结果 |
6.1.1 硬性内窥镜 |
6.1.2 电子内窥镜 |
6.2 讨论分析 |
6.2.1 硬性内窥镜 |
6.2.2 电子内窥镜 |
第七章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 课题不足 |
7.3 课题展望 |
参考文献 |
学术成果 |
致谢 |
(9)工业内窥镜校准方法探讨(论文提纲范文)
1 概述 |
1.1 |
1.2 工业内窥镜主要应用于12个领域: |
2 校准条件 |
3 校准用标准器及其配套设备 |
4 主要校准项目与方法 |
4.1 校准前检查 |
4.1.1 在足够的照明下观察内窥镜外表面, 应平整、光滑、无划痕、毛刺。 |
4.1.2 照明光斑 |
4.1.3 视场光栏方向标记 (适用于纤维内窥镜) |
4.1.4 脱胶或霉斑 |
4.2 校准项目和方法 |
4.2.1 探头照度 |
4.2.2 目镜视度 |
4.2.3 最佳工作距离范围 (景深范围) |
4.2.4 视场角 |
4.2.5 弯曲角度 |
4.2.6 工作长度 |
4.2.7 工作外径 |
4.2.8 分辨力 |
4.2.9 泄漏电流 |
(10)医用硬性内窥镜光学性能质量控制检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究意义 |
1.2 课题的研究背景 |
1.3 课题的主要特色 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 检测项目 |
2.1 医用硬性内窥镜介绍 |
2.1.1 典型结构 |
2.1.2 组成原理 |
2.1.3 构成材料 |
2.1.4 配套器械 |
2.1.5 国内外差异 |
2.1.6 成像原理 |
2.1.7 技术参数 |
2.1.8 常见故障 |
2.1.9 硬镜分类 |
2.2 国内外相关标准检测项目 |
2.2.1 ISO标准 |
2.2.2 国内标准 |
2.2.3 行业标准 |
2.3 国内外检测装置检测项目 |
2.3.1 Endobench装置 |
2.3.2 远方内镜光色测试系统 |
2.4 课题采用的检测项目 |
第三章 检测装置 |
3.1 硬件装置 |
3.1.1 高清工业相机 |
3.1.2 标靶、光源安装盒 |
3.2 测试标靶 |
3.2.1 分辨率测试标靶 |
3.2.2 综合测试标靶 |
第四章 检测方法 |
4.1 角度测试方法 |
4.1.1 视向角 |
4.1.2 视场角 |
4.2 成像质量测试方法 |
4.2.1 视觉分辨率 |
4.2.2 MTF |
4.3 光效测试方法 |
4.3.1 边缘与中心亮度比 |
4.3.2 视场亮度差异率 |
4.4 畸变测试方法 |
4.5 色彩还原能力测试方法 |
第五章 检测结果与讨论 |
5.1 角度 |
5.2 成像质量 |
5.2.1 视觉分辨率及MTF阈值 |
5.2.2 MTF与亮度、区域关系分析 |
5.2.3 不同区域下MTF相关系数 |
5.2.4 不同亮度下MTF相关系数 |
5.3 光效 |
5.4 畸变 |
5.5 色彩还原能力 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 研究工作缺点 |
6.3 研究工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间学术成果情况 |
致谢 |
四、关于内窥镜计量检定的探讨(论文参考文献)
- [1]定期预防性清点检查在内窥镜故障检查中的应用[J]. 林健,徐国庆. 中国医学装备, 2021(11)
- [2]医用内窥镜质量检测中分辨力识别技术的研究[D]. 汤烨韬. 西安工业大学, 2019(03)
- [3]医用光学仪器的计量检定研究[J]. 卢德润. 现代信息科技, 2018(05)
- [4]使用集成装置进行医用硬性光学内窥镜检测的不确定度分析[J]. 孟祥峰,王浩,刘艳珍,任海萍. 中国医疗设备, 2017(08)
- [5]人活体鼻咽癌组织拉曼光谱检测技术与装置研究[D]. 黄伟. 福建师范大学, 2016(04)
- [6]医用硬管内窥镜光学性能检测系统设计[D]. 王亚坤. 北京理工大学, 2016(08)
- [7]医用硬性内窥镜光学成像部分校准方法[J]. 范颖,冯振清,蒋君杰,王文,刘兰芳. 现代测量与实验室管理, 2015(04)
- [8]医用内窥镜光学性能质量控制定性检测技术研究[D]. 王云龙. 南方医科大学, 2015(03)
- [9]工业内窥镜校准方法探讨[J]. 魏宇林,张蓓,刘丹,安然. 计量与测试技术, 2014(09)
- [10]医用硬性内窥镜光学性能质量控制检测技术研究[D]. 蒋昌松. 南方医科大学, 2013(03)