内窥镜影像技术的发展5.0

Scope Info Loss: 45.6% Vertical: 40.2%
Horizontal: 5.4%
目前手术室通用的规格
目前大部分HD电视常用的规格
高清晰度（HIGH DEFINITION, HD）
High Definition (SXGA: 1280x1024, Progressive Scan CCD’s, 1088、1188、1288 STORZ Image 1 HD、 Olympus CV-180
Name
Resolution
VGA
SVGA XGA SXGA UXGA
640x480
800x600 1024x768 1280x1024 1600x1200
High Resolution (XGA: 1024x768, Interlaced Scan CCD’s, 988, Dyonics, Linvatec)
—— 三种输出格式：1920﹡1080p， 1280﹡1024p， 1280﹡720p，清晰明丽 ——水平分辨率：1100线 —— HD（4：3）与HDTV（16：9）皆兼容，满足多种需求 —— 业界唯一液晶触摸控制面板，方便操作，且与摄像头形成“双保险” ——九种专业手术模式，根据每一种手术不同的要求“量身订制” —— 业界唯一支持无线传输无损无压缩1080p全高清信号，将手术室解决方案做到极致

模拟:4 Composite 视频信号输出（Video)：所有的图像信号由一
条线混合输出 出

S-Video，Y/C超级视频：复合信号，亮度和色度分开输

RGB ：红绿蓝三种颜色分色输出

VGA---RGBHV ： 视频图像阵列

数字:4 SDI DVI DVI光纤输出 DV即IEEE 1394 （可选）
一旦触碰，危及生命！
（二）L9000 LED冷光源(已经登陆中国大陆)
四、SCIENTIFIC DATA CENTER – SDC 科学资料中心—刻录系统的发展

Stryker最新的数字化图像刻 录系统 双通道刻录（双镜联合手术） SDC Ultra 可以在手术过程 中采集静态及动态视频图像， 并经过数字化处理，将图像 文件储存于CD、DVD或其 他USB设备，亦可将上述文 件直接上传到互联网 中文界面
所以数码相机要走的路还很远哪---。


总结：5个方面

1、内窥镜影像系统包括:光学视镜和医用摄像机系统等5部分

2、医用监视器的发展 3、冷光源的发展 卤素灯-小功率氙灯-大功率氙灯-椭球形氙灯-LED灯 4、科学资料中心—刻录系统的发展 5、单反相机、单电相机与卡片机的区别



谢谢大家！
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决定画质的关键因素：感光元件CCD的大小。 像素不决定画质 （一）全画幅：36mmX24mm,即普通35mm胶卷大小，专业级单反，


如：佳能5D Mark2、5D Mark3。 （二）APS-H画幅：28.7mmX15.6mm,中端单反，sony nex 7。 （三）DX画幅：23.7mmX15.6,入门级单反常用CCD，如：尼康D70. （四）APS-C画幅：22.5mmX15mm,如：佳能550D、600D. （五）4/3系统：17.3mmX13mm,奥林巴斯 E300。 （六）2/3英寸：9.74mmX7.96mm,目前卡片机采用的最大尺寸CCD. （七）1/1.8英寸：8.1mmX6.64mm，如：佳能A95。 （八）1/2.5英寸：6.66mmX5.58mm,松下FZ10。 （九）1/2.7英寸：6.17mmX5.17mm，佳能A95。 （十）1/3.2英寸：4.54mmX3.42mm，如：FZ3.
Lucent 连接器光 纤 (X4) （推入式 ）
无限制
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BNC（同轴电缆卡环形接口）接口 S 端子视频线 （S-Video Cable ） VGA即RGBHV接口
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RGB 视频线（RGB Cable）
红绿蓝三色分离传输。
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DVI 数字视频线（Digital Visual Interface， 28 Pin ,24+4）
2010-第三代高清 （High Definition，HD） 摄像机1288
（三）单晶片与三晶片
•单晶片（1-chip）摄像机
所有的颜色通过一块晶片处理，色彩还原不好
682 x 492 = 335,544 pixels
•三晶片（3-chip）摄像机
先通过棱镜将光线分为三基色光，通过三块镜片分 别处理，色彩还原好 3 x (1280 x 1024) = 3,932,160 pixels
小结： 目前最好的卡片机，其CCD的面积与传统的胶卷 的面积相去甚远，一般只能做到1000多万像素。 而全画幅的单反做到8000万以上的像素无问题。 胶卷可以有更大的画幅。

单反数码CCD的面积远远大于普通卡片数码相机， 这使相机每个像素点的感光面积远大于普通卡片， 这使单反相机摄影质量明显高于卡片机的原因。
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（八）视频信号的种类及接口
类别 信号名称 线缆形式 接口 BNC,视频 线 四针S端子 RGB视频线 15针,电脑 接口 BNC 24＋4针 特点 所有图像信号由一 条线混合输出 色度亮度分开输出 红绿蓝三种颜色分 色输出 色度分离,双同步 串行化,远距离 VGA的数字化，可 转接为VGA 远距离传输信号不 衰减 最高分辨率 200-300线 500-600线 无限制 无限制 800×600 无限制 Composite普通视频 单同轴线 Video 模拟 S-Video，Y/C超级 视频 RGB（色差分量） 高清 模拟 VGA即RGBHV（ 视频图像阵列） SDI （串行数字视 频） DVI （数字视频接 口）（DVI－I） 数字 DVI光纤传输 光纤（X4） 四芯线缆 四同轴线 ,rgb+同步 五同轴或更 多,电脑 单同轴线 28芯线
（十）关于高清晰度HD与HDTV
HD
HDTV
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关于高清晰度HD与HDTV
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（十一）关于4：3 与 16：9
4:3比Байду номын сангаас6:9 多12.9%的信息量
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关于4：3 与 16：9
（十二）屏幕宽高比
Scope Info Loss: 32.7% Vertical: 25.3% Horizontal: 7.4%
1600*1200
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1920*1200
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（二）画上画、画外画、画中画—方便双镜联合
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三、冷光源的发展 卤素灯-小功率氙灯-大功率氙灯-椭球形氙灯-LED灯
专利Align-Lock技术，“自动对焦 ”无光损失
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（一）LED冷光源 特点及好处


SDC pro --- SDC pro2 --- SDC HD --- SDC Ultra
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五、单反相机、单电相机与卡片机的区别

单反相机：有五棱镜和反光镜，光线透过镜头到五棱镜、反光镜， 然后到达CCD，优点：CCD大，可交换镜头,机械快门，光学取景， 所以画质好，缺点：体积大，重量大，不方面携带。 单电相机：无五棱镜和反光镜，拍摄者在电子显示屏上看到的景物， 可能会比实际瞄准的要迟几秒，优点：CCD处于单反和卡片机之间， 可交换镜头，性能介于单反和卡片机之间。 卡片机：（便携式数码相机）的成像原理与单电相机是一样的，不 适于抓拍，优点：便于携带，重量轻，体积小。缺点： CCD较小， 不能更换镜头，液晶屏取景，有明显的快门时滞，没有前两者的效 果好，也有少数高端卡片机有较大的CCD,快门也经过改进，如：富 士X100。 总之，单电相机是介于单反相机和卡片机之间的一种，它既不 如单反相机的“快”，又不如卡片机便携，主要的好处是可以更换 相机镜头,便携较好。能满足家用和旅行使用，对于摄影师或者摄 影爱好者：可用来做备用机使用。
内窥镜影像技术及发展
医学工程科 郭
赤
1
内窥镜影像系统包括:
5部分
一、光学视镜 二、医用摄像机
三、医用监视器
四、冷光源 五、刻录系统
（一）光学视镜--柱状镜系统 30º 、0º 、70º
（二）医用摄像机的发展
1981---史赛克介入
Endo领域
1982- 第一支可浸泡 的摄像头 (Syn-Optics)

1 Field of Interlaced Image (1/2 of the image)
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（六）HIGH DEFINITION - PROGRESSIVE SCAN 高清晰度—逐行扫描技术
1组信号即可形成一幅完整的图 像 60Hz的行频每秒可形成60幅完 整的图像 图像质量成倍提高，无闪烁， 亮度增强，细节再现，尤其是 动态图像 需要高端显示设备与之匹配
1989- 第一台医用三晶片摄像机 (Stryker) 1992- 第一个实现S-Video输出
1999- 第一台数字变焦 及数字增强功能 888,RGB+同步
2001-第一台真正 数字化的摄像机988
2004-第一台高清晰度 （High Definition，HD） 摄像机1088
2008-第二代高清晰度 （High Definition，HD） 摄像机1188
—— 业界唯一1080p全高清一字型摄像头，为单孔腹腔镜技术提供完美解決方案
—— 真正完全自定义摄像头按钮功能，尊重手术者使用习惯 —— 中文操作界面，方便操作 —— 纯摄像头仅重90克，业界最轻
二、医用监视器的发展
CRT---普通液晶----高清液晶---双路信号液晶
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（一）高清监视器4：3及16：9

1 Field of Progressive Image (All of the image)
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Interlace Scan with Motion Artifact
Progressive Scan eliminates Motion Artifact
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（七）图像信号输出方式将以DVI信号输出为主导
Standard Definition (VGA: 768x480, Storz SDI)
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（十三）反映摄像系统所形成图像的清晰程度
水平分辨率： 单位：线（TVL）
图像输出像素： 图像的大小
揭秘“12亿像素”政协开幕照
图片放大
1288HD VIDEO SYSTEM
（十三）1288的特点及好处

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关于高清晰度HD与HDTV
HDTV是美国电影电视工程师协会（SMPTE）制定的高 清数字电视的格式标准 。 它有以下三种格式：1080i、720P及1080P。 其中的i是interlace，代表隔行扫描；P是Progressive，代表逐 行扫描。 1080i格式，分辨率为1920×1080i/60Hz； 隔行扫描 ( 1920/120=16，1080/120=9，16:9) 720p格式，分辨率为1280×720p/60Hz； 逐行扫描 1080p格式，分辨率为1920×1080P； 逐行扫描 HDTV两个必备条件： 1、图像必须是16：9的宽高比 2、分辨率为1080i或720P或1080P
——真正的冷光 LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多 ——真正纯净白光，不含红外线与紫外线 ——难以置信的超长使用时间（理论上六万到十万小时）
—— 愉悦的低成本体验（不需换灯泡）
——超低能耗，绿色环保 ——触摸屏 ——安全 启动LED灯只需直流电压 (低电压, 无害)，
而启动氙灯 需要高频交流电压，
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光纤输出口
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（九）关于高清晰度HD与HDTV(容易混淆)
高清晰度（HD）就是分辨率高于标准清晰度（SD）。 标准清晰度通常指分辨率达到 XGA （1024 x 768）。 对宽高比无要求。

高清电视（HDTV）是一种要求使用 16:9宽高比的标准。 720P、1080i及1080P
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（四）三晶片摄像头的棱镜
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（五）图像信号采集方式逐行扫描将占主导
Interlace
Scan
隔行扫描
Progressive
Scan
逐行扫描
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INTERLACED SCAN 隔行扫描

50年前的技术 2组相互交错的信号组成一 幅完整的图像

60Hz的行频每秒只能形成 30幅图像
图像闪烁明显