內窺鏡圖像高清處理系統(tǒng)硬件設計探討

任巖 濟寧市第一人民醫(yī)院

隨著醫(yī)療行業(yè)的快速發(fā)展，更加清楚直觀的反映了當前醫(yī)療中存在的問題，特別是當前生病時的檢查，一些基礎的醫(yī)療設備和病人的病歷要加以完善。內窺鏡的使用極大程度上提高了醫(yī)院的管理水平，提升醫(yī)院的工作效率以及服務質量。另外，還能強化醫(yī)療資源利用率，清楚的檢查病人的身體素質，保證病人的身體健康。

一、內窺鏡的含義

醫(yī)院所使用的電子內窺鏡是一項重要的檢查人體疾病的醫(yī)療設備儀器，該設備所呈現(xiàn)出來的圖像分辨率較高，并且色彩較為逼真，可以更加清楚直觀的為病人提供臨床的情況。近年來，伴隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化處理技術也迅速發(fā)展，基于HDTV 技術的高清視頻成像已經(jīng)被廣泛應用于醫(yī)學檢查的內窺鏡使用當中，成為了內窺鏡最為主要的組成部分，合理有效的使用圖像高清處理是未來內窺鏡應用的重要方式?，F(xiàn)階段，我國生產(chǎn)內窺鏡的廠家只有FUJINON 的EPX-4400-HD 型，其中圖像高清分辨率僅僅為1080i，我國的內窺鏡圖像高清處理還處在初級階段，并沒有十分明顯的成果。

二、內窺鏡系統(tǒng)總體設計

（一）系統(tǒng)的特點及要求

醫(yī)用內窺鏡的高清處理和其他的圖像處理有著很大的不同，醫(yī)用內窺鏡的分辨率是極高的，對于圖像的質量有著較高的要求。所以，對于圖像的質量和圖像的分辨率有著極高的要求。在分辨率上，要使用1080i60 的分辨率圖像，也就是1920X1080 進行掃描，每一場的頻率為60Hz，這是當前最為高標準的內窺鏡圖像高清處理。圖像的質量和編解碼有著十分重要的聯(lián)系，也就是說編解碼的計算方法可以作為國際上通用的視頻壓縮標準，即H.264，其中，編解碼有著四種完全不同的畫質，分別是：Baseline- Profile，Main Profile，Extended-Profilc 以及High-Profile,其中High-Profile，即高清畫質沒有損害的視頻編碼，也是目前最高的畫質，該畫質對于設備的要求也是極高的，視頻的分辨率要達到1080i60 才能滿足要求。

（二）系統(tǒng)的難點和措施

對于目前我國的內窺鏡圖像處理而言，并沒有具備可以滿足1080i60 的高清視頻處理編解碼，另外，DSP 領域中，以德州最新推出的高清處理器DaVinci- HD 最為突出，可以有效的配合內窺鏡進行高清圖像處理。并且，高清視頻處理分為奇數(shù)和偶數(shù)，使用FPGA技術進行DSP 處理，以有效的完成對視頻編碼的預處理，然后在進行解碼和視頻合并，該設備的處理性能得以有效的提高，最終可以達到1080i60 的分辨率，配合High- Profile 進行使用。

（三）系統(tǒng)的結構設計

我國傳統(tǒng)的內窺鏡圖像處理系統(tǒng)大多是采用PC 進行視頻的配合和數(shù)據(jù)的采集，然后使用PowerPC 嵌入式處理器取代了原有的PC 技術，使用FPGA 和2 片DM6467 代替了視頻中的顯示器，采用這樣的方式，可以大大減少體積，同時減少成本，十分的有效。系統(tǒng)的結構是由DaVinci-HD 視頻編解碼子系統(tǒng)和PowerPC 子系統(tǒng)兩個部分構成的，DaVinci-HD 視頻編解碼子系統(tǒng)進行1080i60 高清圖像處理，進而進行H.264 的實時編碼和實時解碼,2 片DSP 則通過PCI 總線和PowerPC 子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的交換，進而進行數(shù)據(jù)儲存和信息發(fā)送。

（四）子系統(tǒng)的設計

在內窺鏡系統(tǒng)當中，主要是為了獲取圖像信息，所以可以使用CCD 進行獲取，所謂CCD 是一種設備，可以將光學的影像完全轉化成為數(shù)字信息，而且CCD 提供的畫面分辨率是比較高的，在內窺鏡使用中起著十分重要的作用，并且CCD 還可以進行感應，將光信號合理的轉化成為電信號，進而進行數(shù)字信息處理，處理之后，信息可以通過系統(tǒng)進行儲存，然后達到顯示器進行圖像顯示，使用液晶電視進行顯示，再結合彩色的過濾裁片進行過濾，最終達到圖像顯示的效果，內窺鏡的圖像高清處理得以有效應用，不斷的推動醫(yī)學界的進步和發(fā)展，準確的診治人們的疾病。

三 結束語

綜上所述，內窺鏡在醫(yī)療領域起著十分重要的作用，醫(yī)學的內窺鏡是使用電子計算機技術以及圖像處理技術進行完善和發(fā)展的設備，是我國醫(yī)療中較為常用的醫(yī)療儀器，使用內窺鏡醫(yī)生可以清楚直接的查看病人的內臟情況，當出現(xiàn)任何問題時，醫(yī)生可以及時的進行診治，防止病情加劇，是醫(yī)生進行臨床診斷、病情根治和后續(xù)治療的重要基礎，內窺鏡圖像高清處理技術在未來的發(fā)展中會得以廣泛的應用。