電子內(nèi)窺鏡的成像
電子內(nèi)窺鏡的成像原理是利用電視信息中心裝備的光源所發(fā)出的光,經(jīng)內(nèi)鏡內(nèi)的導光纖維將光導入受檢體腔內(nèi),CCD圖像傳感器接受到體腔內(nèi)粘膜面反射來的光,將此光轉(zhuǎn)換成電信號,再通過導線將信號輸送到電視信息中心,再經(jīng)過電視信息中心將這些電信號經(jīng)過貯存和處理,最后傳輸?shù)诫娨暠O(jiān)視器中在屏幕上顯示出受檢腔器的彩色粘膜圖像。目前世界上使用的CCD圖像傳感器有兩種,其具體的形成彩色圖像的方式略有不同。
電子內(nèi)窺鏡的圖像質(zhì)量
圖像質(zhì)量的好壞直接影響著內(nèi)窺鏡的使用效果,也標志著內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展水平。電子內(nèi)窺鏡不是通過光學鏡頭或光導纖維傳導圖像,而是通過裝在內(nèi)窺鏡先端被稱為微型攝像機的光電耦合元件CCD將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,再?jīng)過圖像處理器"重建"高清晰度的、色彩逼真的圖像。
圖像質(zhì)量是電子內(nèi)窺鏡的本質(zhì)和最重要的性能指標,也是用電子技術(shù)對圖像進行合成再處理的技術(shù)基礎(chǔ),圖像質(zhì)量可分為清晰度、色彩還原性等等幾個方面。
光電耦合元件——CCD是決定電子內(nèi)窺鏡圖像質(zhì)量的核心部件,它如同電子內(nèi)窺鏡的心臟,其基本構(gòu)造是在對敏感的半導體硅片上采用高精度的光刻技術(shù)分割出數(shù)十萬個柵格,每一個柵格代表一個成像元素,像素數(shù)越多,圖像的分辨率越高,畫面越清晰。CCD只能感受光信號的強弱,電子內(nèi)窺鏡的彩色還原是通過在CCD的攝像光路中添加彩色濾光片,并對彩色視頻信號進行處理后獲得的。
電子內(nèi)窺鏡冷光源對所檢查或手術(shù)部位照明后物鏡將被測物體成像在CCD光敏面上,CCD將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,由電纜傳輸至視頻處理器,經(jīng)處理還原后顯示在監(jiān)視器上。
CCD光敏面由規(guī)律排列的二極管組成,每一個二極管稱為一個像素(picture elemont),像素的多寡決定像質(zhì)的優(yōu)劣。目前的制作工藝普遍可達到30~41萬像素。電子內(nèi)窺鏡靶面和有效尺寸為Fi(外徑)=2mm左右,而且CCD輸出信號的一級放大電路也要包含在2mm的圓柱體積內(nèi)。電子內(nèi)窺鏡像質(zhì)的好壞主要取決于CCD性能,其次還有驅(qū)動電路和后處理系統(tǒng)的技術(shù)指標,包括分辨率、靈敏度、信躁、光譜響應(yīng)、暗電流、動態(tài)范圍和圖像滯后等。