醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡是一種可以直接進(jìn)入人體的醫(yī)療器械,在醫(yī)學(xué)診斷上發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)電子內(nèi)窺鏡的尺寸相對較大,在進(jìn)入人體時需要對病人麻醉,會給病人帶來傷害。而人體器官腔道尺寸變化范圍大,一些小的腔道只有超細(xì)內(nèi)窺鏡（鏡頭尺寸一般小于5 mm）才能進(jìn)入。本文設(shè)計并開發(fā)一套超細(xì)徑的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng),采用 1/18英寸的超小型CMOS圖像傳感器實現(xiàn)體內(nèi)成像,使用USB2.0協(xié)議采集與傳輸圖像數(shù)據(jù),通過基于COMe架構(gòu)并搭載WES系統(tǒng)的高性能嵌入式圖像處理器來處理與顯示圖像。同時也設(shè)計了一套基于ARM A5處理器的便攜式內(nèi)窺鏡系統(tǒng),來滿足不同場景下的需求。在內(nèi)窺鏡硬件系統(tǒng)中,本文首先介紹了圖像傳感模塊,提出了數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)換方法與該模塊的電路架構(gòu)。然后論述了圖像數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計方案,基于USB2.0控制器設(shè)計了圖像數(shù)據(jù)的采集與傳輸電路。最后設(shè)計了基于COMe架構(gòu)的嵌入式圖像處理器載板,將載板的尺寸控制在了 170 mm×170 mm。在超細(xì)徑內(nèi)窺鏡的固件系統(tǒng)中,分別從圖像傳感器的初始化、圖像數(shù)據(jù)的同步與USB控制器的固件編寫三個方面做了論述。其中圖像數(shù)據(jù)的同步采用了 Slave FIFO和GPIF兩種... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１傳像光纖束??圖１．１是傳像光纖束的示意圖，傳像光纖束的技術(shù)關(guān)鍵是將光纖束從無序排??列轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚺帕?br>

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?緒論??二二，??？?光奸有序排列■??圖１．１傳像光纖束??圖１．１是傳像光纖束的示意圖，傳像光纖束的技術(shù)關(guān)鍵是將光纖束從無序排??列轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚺帕�。一種可行的制造方法是將排列好的光纖束固化，再對光纖束??加熱拉細(xì)，最后將光纖之間的固定物質(zhì)用酸溶解掉。由于光纖束在使用過程中可??以彎曲，而且對導(dǎo)光影響不大，這種特性可以用來代替透鏡，使醫(yī)療內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)??進(jìn)一步筒化。圖１．２是一種結(jié)構(gòu)光式內(nèi)窺鏡光纖束陣列：??ＬＥＤ光源??－餅束末端陣列??口?〇?Ｈ——＾§§??Ｍｉ??耦合透鏡??圖１．２光纖束陣列［９］??１９５７年Ｈｉｒｓｃｈｏｗｉｔｚ發(fā)明了?一種改進(jìn)的光導(dǎo)纖維，并利用它制作了世界第??一臺光纖式內(nèi)窺鏡，可用于人體胃腸等部位的檢測［１°］。自此以后，光纖式內(nèi)鏡快??速發(fā)展。１９６６年日本的Ｏｌｙｍｐａｓ公司發(fā)明了前端彎角結(jié)構(gòu)，Ｍａｃｈｉｄａ廠在１９６７??年設(shè)計使用了外部冷光源，使光纖內(nèi)部通光量大大增加，進(jìn)一步增大了視野。隨??著光纖式內(nèi)鏡的附屬結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，使其不僅能用于醫(yī)療診斷，還可用于輔助手??術(shù)。??２??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文???現(xiàn)代典型的光纖式醫(yī)療內(nèi)窺鏡有腹腔鏡，直腸鏡與支氣管鏡等。圖１．３是??Ｋａｒｌ?Ｓｔｏｒｚ公司的光纖式輸尿管鏡１１２７８，它的頭端部外徑為２．?５圓，同時具??有９０°的視場角；導(dǎo)管直徑只有２．５?ｍｍ，其彎曲角度高達(dá)２８５°。??—??圖１．?３?Ｋａｒｌ?Ｓｔｏｒｚ光纖式輸尿管鏡１１２７８??圖１．４是Ｏｌｙｍｐａｓ公司研發(fā)的光纖式輸尿管鏡ＵＲＦ－Ｐ６，它的頭端部外徑約??１．６?ｒａｎ，擁有９０°的視場角；光纖導(dǎo)管的直徑只有２．?６５?ｍｍ，但具有２７５°的彎??曲角度，超細(xì)型的頭端部以及導(dǎo)管使其能深入到狹小的腔道內(nèi)部，觀察到更復(fù)雜??的人體組織圖像。??圖?１．?４?Ｏｌｙｍｐａｓ?輸尿管鏡?ＵＲＦ－Ｐ６??光纖式內(nèi)窺鏡一直是國內(nèi)的研究熱門，在制造工藝上上與國外差距并不明??顯。閏興濤Ｕｌ］等設(shè)計了一種基于光纖傳像束的內(nèi)窺鏡物鏡，該內(nèi)窺鏡的光纖束直??徑為１．１?ｍｍ，數(shù)值孔徑ＮＡ為０．４，單絲直徑只有１５?ｕｍ。最終設(shè)計的內(nèi)窺鏡物??鏡總長約１０．?３２?ｍｍ，與光纖束的耦合效率高達(dá)９６％。殷剛１１２］等設(shè)計了一種光纖式??３??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3446875