新型的电子内窥镜融合了电子
内窥镜成像新技术原理及应用
内窥镜成像新技术原理及应用汪长岭;朱兴喜;黄亚萍;吴敏【摘要】阐述各种现代内窥镜成像的原理,并调研主流品牌的内窥镜临床和科研应用情况,分析、对比其应用范围.其中一些技术较为成熟,如放大内窥镜、染色内窥镜、超声内窥镜等已在临床应用并为临床诊断提供了可靠的证据.随着内窥镜技术的进步,自体荧光成像、相干断层成像、共聚焦成像等技术的飞速发展,带来内窥镜技术的革命,可以提高癌症早期检测的检出率和准确性,并且使得在体实时光学活检将成为可能.%In this paper, we reviewed kinds of imaging principles of endoscopes, and investigated and surveyed the application of endoscopes of mainstream brands in clinical and scientific research field, and compared and analyzed their application scopes. Some mature techniques, such as magnified endoscopy, computed virtual chromoendoscopy, endoscopic ultrasound etc., have been applied in clinical practice, and they have provided the reliable evidences for clinical diagnosis. With the progress of endoscopic techniques, other some techniques, such as autofluorescence imaging, optical coherence tomography, confocal laser endomicroscopy, etc., will lead to revolution of endoscopic technique. And they will increase the relevance ratio and accuracy for the early detection of cancer. Moreover, the optical biopsy at real-time will become true in future.【期刊名称】《中国医学装备》【年(卷),期】2018(015)004【总页数】5页(P125-129)【关键词】内窥镜;窄带成像;分子影像;共聚焦内窥镜;技术进展【作者】汪长岭;朱兴喜;黄亚萍;吴敏【作者单位】南京总医院医学工程科江苏南京 210009;南京总医院医学工程科江苏南京 210009;南京总医院医学工程科江苏南京 210009;南京总医院医学工程科江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】R197.39随着医疗技术的飞速发展，消化内窥镜技术已经成为现代化医院不可或缺的医疗手段，医生能直接观察到人体内部的组织结构，区别正常组织与病灶，并进行有效的治疗。
第七章 虚拟内窥镜
虚拟内窥镜技术（Virtual Endoscopy）是虚拟 现实技术在现代医学中的应用。它利用医学影像作 为原始数据，融合图像处理、计算机图形学、科学 计算可视化、虚拟现实技术，模拟传统光学内窥镜 的一种技术。它克服了传统光学内窥镜需把内窥镜 插入人体内的缺点，是一种完全无接触式的检查方 法。虚拟内窥镜的研究旨在为医生提供诊断依据， 还可应用于辅助诊断、手术规划、实现手术的精确 定位和医务人员的培训等。
内窥镜及虚拟内窥镜的发展
• 硬式内镜阶段（1806～1932）：硬式内镜由德国 人Philipp Bozzini 首创，由一花瓶状光源、蜡烛 和一系列镜片组成，主要用于膀胱和尿道检查。 1895 年Rosenhein 研制的硬式内镜由3 根管子呈 同心圆状设置，中心管为光学结构，第二层管腔 内装上铂丝圈制的灯泡和水冷结构，外层壁上刻 有刻度反应进镜深度。1911 年Elsner 对senhein 式胃窥镜作了改进，在前端加上橡皮头做引导之 用，但透镜脏污后便无法观察成为主要缺陷，尽 管如此，Elsner 式胃镜1932 年以前仍处于统帅地 位。
7——处理过程 虚拟内窥镜系统的处理过程 数据采集、图像的组织分割、三维重建、 路径规划、实时绘制
数据采集
• 由CT 或MRI 等设备采集2D 的医学切片图像，经3D 重建后的图 像质量主要取决于数据采集的方式和分辨率，分辨率又由切层厚 度和矩阵大小决定。气管、支气管、胃、肠系统的检查首选螺旋 CT，可以缩短采集时间，从而减少由于病人呼吸和移动造成的 伪影，还可以在不增加曝光时间的情况下提供重叠的图像资料。 3D 重建要求层间的数据集具有连贯性，操作者可以改变图像重 叠的程度，以获得较好的3D 图像效果。原始的图像分辨率越高， 重建的3D 图像效果越好。螺旋CT 虚拟内窥镜的最佳扫描参数目 前还无定论，但最小的电子束流准直可获得最大的X 线分辨率， 最慢的检查床推进速度和重建片层最大程度的重叠可进一步提高 图像的清晰度。另外，增加千伏电压数和毫安数可以增加信噪比， 但同时也会增加患者的辐射剂量，因此需要综合外科手术对清晰 度的要求，选择最合适的扫描参数。在神经系统内窥镜研究中一 般选择MRI。因为头部较固定，可以较长时间的采集数据，得到 高分辨率的图像。在过去的十几年中MR 技术有了很大发展，成 像序列方法、磁场强度和梯度线圈工艺得到了改进，使得MRI 可 以在短时间内采集到高清晰度的图像。目前还处于实验阶段的高 磁场MRI 所产生的图像具有惊人的高清晰度，为虚拟内窥镜的发 展和应用奠定了基础。
口腔内窥镜的改良设计
口腔内窥镜的改良设计发表时间：2013-03-22T11:23:01.920Z 来源：《医药前沿》2013年第3期供稿作者：周嵩琳柳海许亮柴琳[导读] 但是在实际工作中也需要记录口腔治疗的整个过程的动态图像，比如用来教学或用于手术过程的记录和展示。
周嵩琳柳海许亮柴琳 (皖南医学院医学三系 241000) 【摘要】目地：研制出图象更加清晰稳定，可以用于口腔治疗的新型口腔内窥镜光学系统。
方法：本课题组已在上一项目中研制出一种新型口腔电子内窥镜ODVL—101型，并制作出样品在临床上试用，取得良好的临床应用效果，本次项目本课题组在新型口腔电子内窥镜ODVL—101型基础上进行进一步改进，研制ODVL—102型新型口腔电子内窥镜，主要有两个方面的改进，一是缩小内窥镜的体积，使口腔医生进行治疗操作时，在患者口腔内有更大的操作空间。
二是给新型口腔电子内窥镜加装无线影象传输系统，使图象数据无线传输，不仅可以减少新型口腔电子内窥镜的连接数据线，使新型口腔电子内窥镜使用时更为方便，灵活，还可以使图象数据方便地上传到口腔诊室的无线局域网。
结论：研制新型口腔电子内窥镜可以创新一种新的口腔医疗方式，不仅能提高口腔医疗水平，减轻医生的工作负担，还能提高口腔教学水平。
具有很好临床应用价值和社会经济价值，一定能推动口腔医疗事业的发展。
【关键词】内窥镜【中图分类号】R443+.8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-1752（2013）03-0290-02 口腔内窥镜是口腔门诊常用的口腔设备，可以拍摄患者口腔内的影像，多用于医患之间的交流和医生制作带有图像的病例。
现有的口腔内窥镜多设计成笔式，在镜体的一端设计为摄像头，镜体的另一端设计为手柄。
图像的传输有三种形式，一种是通过数据线联接外接显示器，一种是通过无线传输联接接收器和显示器，还有一种是直接在镜体的手柄上安装一块显示屏，医生通过观看手柄上的显示屏进行操控。
第一、二种形式中显示屏较大，一般放置在牙椅和工作台上，可以方便地进行医患交流。
内窥镜的设计研究和设计
1 绪论1.1 内窥镜的国内外发展现状1.1.1 国内研究现状及主要研究内容从1980年代起，国内陆续开始自主研究，生产硬式内窥镜、光纤内窥镜，并且引进电子内窥镜技术，生产电子内窥镜系列产品。
己投放市场的产品有硬式内窥镜、光纤内窥镜、电子视频内窥镜三类产品。
(l)硬式内窥镜硬式内窥镜由成像物镜、转像透镜、导光束、目镜、外管组成。
硬式内窥镜成像原理是光学物镜成像，然后利用转像系统来传输图像。
因此，光学镜片的加工技术水平决定了硬式内窥镜的技术水平。
目前，在成像技术上，国内与国外是基本相同的。
但是，在产品外部材料和外观上，与国外同类产品相比有差距，但使用效果相同。
(2)光纤内窥镜制造光纤内窥镜关键的部件是光纤传像束，它决定产品清晰度、分辨率和使用寿命。
在光纤传像束直径相同的条件下，国外光纤传像束生产线生产的光纤传像束单丝为2万余根，国产生产线生产的光纤传像束单丝为1万根以内。
其内窥镜制造原理一样，但是光纤材料有差别。
如果采用进口光纤传像束组装内窥镜，国内与国外同类产品的差距会减小。
例如:EKG一3002型光纤工业内窥镜是一种利用纤维光学、精密机械及电子技术结合而成的新型光学仪器。
它利用光导纤维的传光、传像原理及其柔软弯曲性能，可以对设备中肉眼不易直接观察的隐蔽部位方便地进行直接快速的检查。
既不需设备解体，也不需另外照明，只要将窥头插入孔内，内部情况便可一目了然。
可直视，也可侧视。
还可手控窥头对被检查面进行连续上下左右扫描达100°。
可目视，也可照相，还可录像或电视显示，为分析故障原因提供依据。
是航天、军事、国防、无损检测、机械制造、发电、石化、汽车、兵器、交通、冶金、压力容器等领域中得心应手的直观高效的检测仪器。
EKG一3002型工业内窥镜主要技术参数:l)探头外径:Ф6.5～Ф15mm2)探测长度:1.8～4.5m3)工作距离:10～80mm4)视场角:≥100°(3)电子内窥镜国内制造商均采用进口CCD原件，组装电子工业内窥镜产品，整机主体技参数与外国产品的相接近。
我国医学内镜行业未来发展趋势与竞争格局
我国医学内镜行业未来发展趋势与竞争格局一、我国医学内镜发展概况内镜诊疗器械广泛应用于消化道和呼吸道疾病的临床诊断及治疗，主要方式是将内镜插入人体自然腔道，并通过内镜工作管道插入器械进行检查和治疗的一项全新的临床技术，是微创医学的一个重要分支。
其中消化内镜是目前国内医学内镜最重要的细分市场之一，肠镜、胃镜检查是预防癌症的重要筛查手段。
根据《国家癌症中心：2019年全国最新癌症报告》的数据显示在我国患病人数最多的前十大癌症当中，有3类属于消化系统，特别是受到饮食习惯的影响，我国上消化道癌症发病率明显高于全球平均水平，从而带来了海量的内镜诊疗需求。
目前诊断式胃肠镜是目前各类消化内镜诊疗项目当中完成最多的项目，医生将胃镜、肠镜通过自然腔体插入人体内部以观察胃、结直肠内部的病变情况，同时可以使用活检钳和细胞刷等在观察的同时切取患者病变的活体组织，以进行病理学检查。
2017年在1388家样本医院当中共完成消化内镜诊疗1209.98亿次，我国医学内镜市场规模预计在2019年达到240医院。
随着公众逐渐认识到内镜检查的重要性，以及居民消费能力和医保普及率的提高，内镜诊疗市场有着广阔的发展前景。
二、市场竞争格局我国内镜诊疗器械起步较晚，相比于西方发达国家而言相对落后。
2018 年全球内镜诊疗器械市场中波士顿科学市占率首屈一指达到36%，奥林巴斯紧随其后达34%，库克为13%。
而以南微医学、久虹、安杰思等企业为代表的国产厂家开始涉足此领域，进口产品主导的局面正在被突破。
而内镜行业的技术壁垒主要在光学成像和镜体制造，内镜的研发综合了医学、材料学、精密器械加工、电子工程和复杂生产组装等。
特别是其中的软镜行业目前的图像传感器还以CCD为主，日企由于发展时间较早，核心CCD技术发展成熟，对我国和全球软镜市场上形成了长期垄断，三大日本头部企业，奥林巴斯、富士和宾得占据了98%的市场，几乎形成垄断。
由于市场壁垒高且长期缺乏有力竞争者，目前海外企业技术迭代较慢，产品技术进入静默期。
内窥镜
(5)斑点。在光束照射时，观察到与周围被检物色泽不同的光滑无凹凸表 面为斑点。 (6)腐蚀。光束照射下，观察到块状、点状不光滑表面，在一定放大倍数 下轻微凹凸不平为腐蚀。 (7)未焊透。观察到熔化金属与母材、焊缝层间有明显的分界线。 (8)焊漏。光束以一定角度照射时，观察到与熔化金属相连，无分界线的 凸起时为焊漏。 (9)多余物。光束以任意角度照射时，存在与周围基本被检物颜色、亮度 有差异的结构以外的物体为多余物。 (10)装配缺陷。检测时观测到不符合图样技术条件的结构现象。 (11)尺寸测量。在有要求时可用测量探头测量形位尺寸。
亚泰内窥镜产品实例
管道底部的实拍视频 现有产品说明
瓶颈技术
1、CCD图像传感器
台湾利健科技
株式会社日技
以色列Medigus
2、蛇骨和耐磨管
1）蛇骨的生产工艺 2）耐磨管的生产工艺
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Байду номын сангаас
可以向上、下、左、右四个方向弯曲，且每个方向弯曲的角度最大可达120度。 内窥镜的控制器上共设计了两个转轮，只须用拇指拨动即可完四个方向的弯曲控 制。按下面板上的几个按键即可完成拍照、视频录制和亮度调整等功能。其插入、 管的制造材料构造已不再是传统使用的不锈钢织带，而是使用了钨钢织带，耐磨、 防腐蚀性能大大提升。 研发的高端内窥镜具有三维立体测量功能，其操作和人眼有着相同的原理， 即利用左、右两边的物镜去观察同一个物体的图像，再计算出物体与各镜头的距 离。当该物体的图像呈映在左、右镜头上时，可利用三角测量原理，自动计算出 物体（或缺陷）的实际尺寸。
三种类型内窥镜实物图
直杆内窥镜
光纤内窥镜
视频内窥镜
三种类型内窥镜性能比较
直杆镜 结构特点 功能 弯曲度 成像效果 成像原理 图像信号 图像传递介质 耐用性 可换镜头 可视角度 探头最小直径 工作长度 耐用性 测量功能 图像存储处理 产品价格
电子内窥镜原理及常见故障预防
１ ０・ ８
・
临森医学工 ２１￣２ 第１卷 期 程 ０ ２ 月 ９ 第２
论著 ・
（ 临床 工 程 ）
电子 内窥镜原理及常见故障预防
黄 燕 尔 ．吴剑杨
（ 广东 省 中山市 人 民 医院 ，广东 中 山 ５ ８０ ） ２ ４３
【 摘要 】 ￣－ 内 － 窥镜现在 已在 大中小医院普遍使用 ，在诊断治疗活动 中扮演着不可或缺 的角 色。本文探 讨 电子 内窥镜 的工作 ７ －
从特殊剪裁 、设计功 能性 的活动开 口、结合 运用辅料 等几方面 进行改 良 ［。总体来说 ，该骨科专用病号裤具有 以下优点 ：① ２ ３ 在原有病号服基 础上进行简单改装 ，改 变了传统病号 服的单调
３ 临床试 验
３１ 患者满意 度 选 取我 院骨科 膝关节镜 手术及韧 带重建 、胭 款式 ＿，成本较小 ，用途较广 ，生产商较为支持 。② 全棉材质缝 ． ３ ＿
维修预 防处理 ：操作人员在 刷洗吸引管时清洗刷应保 持平
将冷 光导 入 胃腔 内，通过安装在镜身 的先 端部 的光 电耦 合 起 吸 引 困难 。
器 Ｃ Ｄ摄取 图像 ，直接将 光信号 转变成 电信 号 ，再转 变成 电 Ｃ
视信号 ，经视频处理器对 图像进 行一系列 的加工处理后 ，将 清 直尽 量避 免与吸引座之间产生磨擦 ；内镜使用前应检查 吸引功 晰的彩 色图像显示 在视频 上 ，高像 素 Ｃ Ｄ的采 用使 电子 胃镜 能 ，吸引按钮是否有磨损。 Ｃ 画面更 加完美 清 晰 。成 像工 作线 程如 下 ：光源一 导光 束一 胃 故 障 五 图像 不 良之 Ｃ ＣＤ 故 障
Ａ弯 曲橡皮漏 水 ：患者 紧张 咬破 弯曲橡皮 ；弯 曲橡皮 老化 Ｂ活检管漏水 ：在 内镜 的检查 、治疗和清洗操作 中 ，活检 通道是各种附件的必经之路 ，操作不 当会使活检通道破损 。 Ｃ旋钮漏水 ：角度旋钮在使用 过程 中频繁转动 ；密封圈老 化磨损 ：在测 漏气 压作用下开裂 ；在使用保养过程 中旋钮 受到
计算机在生物医学工程中的应用
计算机在生物医学工程中的应用摘要随着计算机性能的不断提高、体积的不断缩小、使用的不断简化，现已渗透到几乎所有领域。
其在医学领域的应用也取得了很大的进展，其代表发展水平包括医学图像处理、医学信息处理、人工智能等。
本文结合生物医学工程的几个方面来说明计算机在该领域中的应用情况，以加深人们对计算机在生物医学工程应用的认识。
关键词计算机技术；生物医学工程；医学图像处理；医学信息处理Computers in Biomedical EngineeringWang Yaochu(Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100080)Abstract With the continuous improvement of computer performance, the volume continues to shrink, the continuous use of streamlining, has penetrated into almost all areas.Its application in the medical field has made great progress, and its level of development, including representatives of medical image processing, medical information processing, and artificial intelligence.In this paper, several aspects of biomedical engineering to illustrate the computer in the field of application, in order to deepen the understanding of computer applications in biomedical engineering knowledge.Keywords Computer Technology; Biomedical Engineering; Medical Image Processing; Medical Information Processing 计算机以其高速的计算功能、数值与逻辑计算功能以及存储记忆功能，广泛应用于科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域。
医用内窥镜市场发展浅析
医用内窥镜市场发展浅析一、内窥镜概述内窥镜是一种常用的医疗器械，经人体的自然孔道或经手术做的小切口进入人体内，使用时将内窥镜导入预检查的器官，可直接窥视有关部位的变化。
内窥镜发展到现在已拥有二百多年的历史。
1806年，德国人Bozzini发明了一种光导器，用于检查膀胱和尿道。
这种光导器是现代内窥镜的雏形，也打开了医用内窥镜的应用和发展之路。
1932年，柏林人Georg Wolf制成了一种可以在不同水平弯曲而又不使图像变形的内窥镜，成为软性医用内窥镜发展的开端。
1957年，Hirschowitz发明了第一台以光导纤维作为导光、传像元件，采用外部强冷光源照明，可进行摄像的纤维内窥镜。
1960年美国囊腔镜制造公司（AVMI）将其商业化。
日本从1962年开始制造纤维内窥镜，虽然起步晚，但不论在品种规格、质量和数量上，目前都已居于世界首位。
1983年美国WELCH-ALLYN公司推出世界上首台电子内窥镜，该类内窥镜采用电荷耦合器件（CCD）将观察到的物象由光信号转换成电信号传输到视频中心进行处理，医用内窥镜的发展进入一个新的高度。
医用内窥镜系统大体由三大系统组成：窥镜系统、图像显示系统和照明系统。
内窥镜系统包括物镜、传像元件、目镜、照明元件及其他辅助元件组成。
图像显示系统由光电传感器、显示器、计算机、图像处理系统组成。
照明系统由氙灯冷光源、卤素灯冷光源、LED光源等照明光源和导光束组成。
20世纪50年代以前，内窥镜照明采用的是内光源，照明效果较差，图像色彩扭曲，并有致组织灼伤的危险。
1930年，德国的LAMM提出可以用细的玻璃纤维束在一起传导光源，设想用玻璃纤维束制作柔软胃镜，并曾与SCHINDLER合作试制，因纤维间光绝缘没解决而未获成功。
后来，荷兰的HEEL及美国的BRIEN在纤维上加一被覆层，解决了纤维间的光绝缘问题。
1954年，英国HOPKINGS及KAPANY研究了纤维的精密排列，有效地解决了纤维束的图像传递，为纤维光学的使用奠定了基础。
医用内窥镜系统的组成与常见故障维修方法探讨
医用内窥镜系统的组成与常见故障维修方法探讨摘要：在我国医疗技术水平日益提升的今天，医用内窥镜技术的发展也愈发完善，成为现代医学发展的重要内容之一。
文章将通过分析医用内窥镜系统的基本构成，从而围绕内窥镜系统的常见故障问题，提出行之有效的维修方法，以期延长医用内窥镜系统的应用期限。
关键词：医用内窥镜系统；基本组成；常见故障；维修方法现如今，我国医学技术发展愈发完善，医用内窥镜在治疗中的运用十分普遍。
通过利用内窥镜能够观察人体中内脏器官的基本形态，为临床诊断提供可靠依据。
医用内窥镜作用优势得到各个医院的高度重视，并实现内窥镜技术的合理运用，特别针对微创手术，离不开内窥镜仪器的运用。
为此，在现代医疗环境下，内窥镜仪器形成的好与坏，将会影响医疗的整体水平。
1.医用内窥镜系统的基本构成医用内窥镜主要通过插入人体腔内，以此达到辅助临床诊断与治疗的目的，是一种仪器工具，临床上胃镜、支气管镜、耳鼻喉镜等运用较为多见。
尤其在医疗技术愈发完善发展的今天，医用内窥镜技术发展得到良好优化，从而展现出集成化、微型化发展的新态势。
根据临床工作实践内窥镜可划分为硬性内窥镜、软镜内窥镜。
其中，硬性内窥镜常见于直肠镜、子宫镜、宫腔镜等，基本构成包括：（1）传像系统。
传像作为内窥镜的重要部分，主要由物镜、中继系统、目镜构成；（2）照明系统。
照明主要针对人体腔内器官进行照明，以直肠镜为例，该照明系统就是运用光源光导纤维，观察人体器官是否出现病变；（3）气孔系统。
气孔能够发挥为人体腔内送水、送气的作用[1]。
而软性内窥镜，常见于胃镜、十二指肠镜、输尿管镜等，运用纤维光束传像与导光或者借助CCD传导图像的内窥镜，被统称之软性内窥镜，主要由监视器、电子镜或纤维镜和摄像头、图像处理装置、冷光源构成。
结合软性内窥镜与硬性内窥镜的基本特征，常见医用内窥镜的基本构成包括以下几个部分：第一，摄像显示系统。
作为内窥镜的显示仪器与摄像仪器，是呈现人体器官图像的主要部分，现阶段医用内窥镜常用液晶显示仪器；第二，光源系统。
PENTAX电子下消化道内窥镜中文操作手册
如果您对本说明书中的信息由任何疑问，或存在设备安全性和（或）使用方面的问题，请与当地PENTAX经销商联系。
灭菌说明
本手册中介绍的仪器为可重复使用的次级关键医疗器械。因为此类设备未采用无菌包装，所以在初次使用之前，必须进行严格的 消毒或灭菌。在进行下一个操作过程之前，必须进行正确的清洗和严格的消毒及灭菌程序。
参考随附的PENTAX《再处理/保养手册》，该手册详细说明了此类内窥镜的保养、清洗、灭菌和消毒。
使用禁忌
如果内窥镜将用于或决定用于（操作后）感染传染性海绵样脑病（CJD或v CJD）患者之前，请查阅区域和国家卫生当局关于内窥 镜再处理和（或）销毁所应遵循协议的建议及要求。
提示规范
本用户手册采用下列提示规范，以指示可能带来的潜在危险：
末端 （参见本手册封底内页的说明）
拉力缓释橡胶套
弯曲部分
前向射水接头
可连接专用的冲洗管(OF-B113)，用 于向内窥镜的观察表面喷射液体。
插入管
气/水端口 连接水瓶组件的输送管
PVE接头 可在180度范围 内转动。
通风接口 可连接ETO气体灭菌的“红色”通风帽。 也可连接测漏器。
ETO气体灭菌通风帽 红色 OF-C5 实现内窥镜内部的空气流通，以平衡 内外压力。浸泡前应取下通风帽。
各医疗机构有责任确保使用这类医疗设备的人员都已接受良好教育和培训，他们必须具备内窥镜设备，抗菌试剂/处理和医院感染 控制规程方面所需的能力和知识。使用软性内窥镜进行检查的过程中，其已知的风险和可能的伤害包括但不仅限于：穿孔、感染、 出血、灼伤和电击。
本手册介绍了设备使用前的检查和准备工作。
双模切换显微内窥镜成像系统设计及应用
双模切换显微内窥镜成像系统设计及应用张朋涛;杨西斌;周伟;屈亚威;欧阳航空;王驰;熊大曦【摘要】为了将荧光分子成像技术应用于临床进行手术导航、肿瘤边界识别、在体显微病理诊断等,设计了一种双模切换显微内窥镜成像系统,采用荧光素钠作为荧光分子探针,高亮度蓝光LED光源作为荧光激发光源,通过切换内窥成像探头,实现了两个模态下的成像:宽场白光内窥成像模式下进行手术导航,荧光分子成像进行病变肿瘤边界识别;显微内窥成像模式下,进行在体显微病理分析,确定肿瘤良恶性及其种类.本文研究了双模切换显微内窥镜成像系统的光学特性,搭建系统并测试了相关的性能指标,展示了该系统在小鼠肝脏多模式内窥成像下的效果.研究结果表明:宽场内窥成像可以实现组织颜色和边界特征识别,显微内镜成像系统可以实现分辨率达4.4 μm的组织显微成像,能够满足在体肿瘤实时手术导航和显微病理诊断的临床需求.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2019(027)006【总页数】10页(P1335-1344)【关键词】肿瘤;内镜检查;边界特征识别;LED;荧光成像【作者】张朋涛;杨西斌;周伟;屈亚威;欧阳航空;王驰;熊大曦【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200444;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光健康研究中心,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光健康研究中心,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光健康研究中心,江苏苏州215163;解放军总医院第三医学中心,北京100039;上海大学机电工程与自动化学院,上海200444;上海大学机电工程与自动化学院,上海200444;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光健康研究中心,江苏苏州215163【正文语种】中文【中图分类】TB853.291 引言在世界范围内，肝癌是导致癌症相关死亡的第四大疾病，2016年约有 82.9万人死于肝癌，发病率不断上升[1]。
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胶囊内窥镜控制系统的设计新型的电子内窥镜融合了电子、光学以及图像处理等技术，以其方便优良的图像采集、处理及显示能力在工业无损检测、现代医疗等方面得到了广泛的应用。
如何进一步提高电子内窥镜的图像采集及处理速度、智能化控制水平、便携性等是目前该领域研究的重要课题。
高速大容量低功耗FPGA的出现，为电子内窥镜图像处理系统的设计提供了新的思路和方案。
本文以Actel独特的低功耗Flash FPGA芯片为核心，对电子内窥镜图像处理系统进行研究和设计。
论文探讨了电子内窥镜以及数字图像处理技术的发展和应用现状；对比论证了现有的几种电子内窥镜图像处理方法，在此基础上，提出了基于Flash FPGA的系统总体方案并进行了相关的分析和设计；对视频输入输出接口模块、图像处理模块、系统电源模块等部分的关键硬件电路进行了深入的研究，完成了系统原理图和PCB版图的设计；设计了系统的主要软件，包括：图像采集显示控制模块(包括基于8051软核处理器的I2C通讯程序、视频编解码器寄存器的初始化程序等)、SRAM读写控制模块(即基于Verilog HDL乒乓缓存结构数据存储控制器)、数字图像处理模块等；最后给出了系统调试方法以及关键电路模块试验和仿真的结果。
微型胶囊内窥镜机器人(Micro Capsule Endoscopy Robot)集微执行器、微驱动器、传感器和微能源于一体，是当前医用机器人研究的最高目标。
人体肠道是一个及其特殊的环境：它是活的生物体、本身在自主蠕动运动，并具有柔软、弯曲、狭小和包含体液等特点。
以色列Given Imaging公司胶囊内窥镜系统主要由三个部分组成：Given摄像胶囊，Given数据记录仪、RAPID应用软件和工作站。
依据现阶段国内外研究情况，胶囊内窥镜系统一般由具有无线收发的胶囊摄像装置、便携式无线接收与数据传输装置和计算机控制和处理装置三个部分组成，利用微传感器技术、无线通讯技术、生物电磁技术与临床医学技术，研制了无线内窥镜系统，利用这种智能系统进行检查，无创伤、无痛苦、无交叉感染，不但克服了胃镜等传统推进式内窥镜的缺点，而且能检查以前不能通过仪器检查的小肠。
无线内窥镜彻底解除了病人的痛苦，是消化道系统无损伤性诊断的一种革命性的技术创新。
新型的电子内窥镜融合了电子、光学以及图像处理等技术，以其方便优良的图像采集、处理及显示能力在工业无损检测、现代医疗等方面得到了广泛的应用。
如何进一步提高电子内窥镜的图像采集及处理速度、智能化控制水平、便携性等是目前该领域研究的重要课题。
高速大容量低功耗FPGA的出现，为电子内窥镜图像处理系统的设计提供了新的思路和方案。
本文以Actel独特的低功耗Flash FPGA芯片为核心，对电子内窥镜图像处理系统进行研究和设计。
新型的电子内窥镜融合了电子、光学以及图像处理等技术，以其方便优良的图像采集、处理及显示能力在工业无损检测、现代医疗等方面得到了广泛的应用。
如何进一步提高电子内窥镜的图像采集及处理速度、智能化控制水平、便携性等是目前该领域研究的重要课题。
高速大容量低功耗FPGA的出现，为电子内窥镜图像处理系统的设计提供了新的思路和方案。
本文以Actel独特的低功耗Flash FPGA芯片为核心，对电子内窥镜图像处理系统进行研究和设计。
本课题设计了一种无线胶囊内窥镜诊断系统的原理与结构。
该系统主要基于采用OV7660图像传感芯片，Nordic公司的NRF24LE1射频发射芯片相结合的架构，成功实现了将体内胶囊内窥镜传输出的图像数据实时接收存储的功能。
集中研究了人体胶囊式无线内窥镜系统中的图像采集与无线传输系统的硬件，软件以及电路的设计，给出了体内控制的无线磁控装置设计。
系统尽可能减少外围电路，从而严格控制体内无线胶囊的体积及功耗，减少由于胶囊体积过大对人体造成的不适及满足胶囊在人体中停留足够时间以便完成对病变部位的实时图像采集传输。
关键词：胶囊内窥镜，无线图像传输，电磁波，OV7660，NRF24LE1The design fundamental and the wireless image transmission subsystem of the capsule endoscopy (CE) are prosed. Then a scheme based on RF chips, NRF24LE1, is given. To validate the feasibility of this scheme, this paper calculated the attenuation of the signal transmitted form CE. The result shows that the signal enough for the receiver to receiver to receive after it is absorbed by the human body tissues when the signal propagate in human body.A capsule endoscope system, based on the RF chip and image acquisition NRF24LE1 of OV7660 chip design. According to electromagnetic wave propagation theory, the calculation of the capsule in the hum an body’s electromagnetic signal fired after penetrating the body to reach the receiver at the time of field strength values, results showed that the signal strength in vitro can be achieved to receive the request, in order to verify the feasibility of the program.This paper mainly design a wireless capsule endoscopy diagnosis system principle and structure. The system is mainly based on the OV7660 image sensor chips used, Nordic’s RF chip NRF24LE1 combination of structure, the successful implementation of the capsule endoscope to the body of the image data transmission to receive real-time acquisition.Key words: capsule endoscopy, wireless image transmission, electromagnetic wave, OV7660, NRF24LE1胶囊内窥镜控制系统的设计Design of the control system of capsule endoscopyDigestive tract diseases perplexes numerous persons in the world. The traditional endoscope examines the diseases by means of the catheterization, so there are many disadvantages, such as difficulty in operation, the invasive detection, the limited examination range, etc. in the recent years, with the popularity of the minimally invasive and noninvasive medical concepts, a capsule endoscopy system-M2A was firstly carried out by Israet GivenImaging corporation on May 2010. This new capsule endoscopy fuses the micro sensor technology, wireless communication technology, biological electromagnetic technology and clinical medicine technology, wireless capsule endoscopy system is developed. It is introduced briefly, which shows that wireless capsule endoscopy is an excellent noninvasive method with safety, simplicity, and speed. It not only overcomes a lot of disadvantages generated by the traditional capsule endoscopy, but also can examine the small intestine which can’t do this by the former endoscopy. The wireless capsule endoscopy can alleviate the sufferings of patients thoroughly, which is a revolutionary and new technique innovation of noninvasive and accurate method in GI system.消化道疾病困扰着全球无数患者，传统内窥镜使用插入导管的方式，存在重大的缺陷，如：操作困难；属于有创检测；诊察范围有限等。
近年来，随着微创、无创医学理念的普及，以色列GivenImaging公司于2001年5月率先推出其M2A胶囊内窥镜系统，该新型的胶囊内窥镜融合微传感器技术、无线通讯技术、生物电磁技术与临床医学技术，研制了无线内窥镜系统，利用这种智能系统进行检查，无创伤、无痛苦、无交叉感染，不但克服了胃镜等传统推进式内窥镜的缺点，而且能检查以前不能通过仪器检查的小肠。