本文關(guān)鍵詞：基于近紅外光的人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人工流產(chǎn)手術(shù)是一種用手術(shù)終止婦女妊娠的方法。迄今為止,負(fù)壓吸宮術(shù)在中國(guó)已使用近50年,具有簡(jiǎn)捷有效、出血量少等特點(diǎn),其完全流產(chǎn)率仍是最高的。負(fù)壓吸宮術(shù)適用于終止5-10周的妊娠。但傳統(tǒng)負(fù)壓吸宮人工流產(chǎn)手術(shù)是憑借操作者的經(jīng)驗(yàn)和手感在宮腔內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作的；不能準(zhǔn)確地確定孕囊在宮腔里面的位置以及判斷胚胎組織是否清除干凈,手術(shù)過程是在非直接可視的條件下進(jìn)行的,具有一定的盲目性。內(nèi)窺鏡是一種常見的醫(yī)療儀器,用于檢查人體內(nèi)部的中空器官。常見的有腸道內(nèi)窺鏡、子宮內(nèi)窺鏡、耳鼻喉內(nèi)窺鏡、胃內(nèi)窺鏡、膀胱內(nèi)窺鏡、人工流產(chǎn)內(nèi)窺鏡、腹腔鏡等。隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展,在內(nèi)窺鏡鏡體后接CCD攝像機(jī)或照相機(jī),便可觀察、取樣、保存圖像,實(shí)現(xiàn)病人資料信息圖片網(wǎng)絡(luò)化、可視化、系統(tǒng)化,這種方案具有良好前景。CCD像素已超過41萬,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光纖傳像束的5萬像素。CCD比普通光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡的電子內(nèi)窺鏡色澤逼真,圖像更加清晰,分辨率更高,而且可供多人同時(shí)觀看。采用硬式內(nèi)窺鏡或纖維內(nèi)窺鏡進(jìn)行負(fù)壓吸引人工流產(chǎn)時(shí),由于宮腔內(nèi)的可視空間有限,無法觀察宮腔內(nèi)的全貌。同時(shí)被切割處會(huì)流出大量的血液,孕期血管的分布即多又密,如不采取某種措施,手術(shù)會(huì)因血液遮擋目鏡導(dǎo)致的視野不清而無法繼續(xù)進(jìn)行。目前宮腔鏡技術(shù)已經(jīng)解決了上述兩個(gè)問題,宮腔鏡采用充入膨脹介質(zhì)的方法可使宮腔獲得良好的視野,但由于膨脹介質(zhì)容易形成血栓或者氣栓,其在人工流產(chǎn)手術(shù)中的應(yīng)用受到限制。隨之,可視化人工流產(chǎn)吸引管逐漸發(fā)展起來。負(fù)壓吸宮術(shù)時(shí),子宮會(huì)發(fā)生兩種生物學(xué)效應(yīng),即宮腔壁的彈性形變和平滑肌的舒縮變化。這兩種變化會(huì)導(dǎo)致宮腔腔隙發(fā)生形變,引起宮腔內(nèi)壓力的變化。負(fù)壓吸引術(shù)時(shí)宮腔內(nèi)的壓力為正壓,腹腔內(nèi)的壓力一般為負(fù)壓,宮腔與腹腔會(huì)形成一個(gè)較大的壓力差；根據(jù)流動(dòng)力學(xué)原理,當(dāng)壓力差大小能夠克服輸卵管的阻力時(shí),就會(huì)促使宮腔內(nèi)的血液沿輸卵管逆流到腹腔,可能會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位等并發(fā)癥。為了克服現(xiàn)行可視化人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)的不足,提供一種可在手術(shù)過程中全程觀察到整個(gè)手術(shù)部位的方案,提出了一種基于近紅外光的人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。采用近紅外LED代替現(xiàn)有的可見光LED進(jìn)行照明,CMOS攝像頭在有血液遮擋的情況下有著更佳的成像效果；合理裝配CMOS攝像頭,使CMOS攝像頭的視野可以覆蓋吸引窗的位置,準(zhǔn)確地進(jìn)行定點(diǎn)吸引；增加一個(gè)減壓管道,術(shù)中人工流產(chǎn)吸引管接負(fù)壓吸引器,實(shí)時(shí)觀察宮腔內(nèi)視頻圖像,進(jìn)行定點(diǎn)吸引；當(dāng)吸引管吸引宮腔組織時(shí),宮腔壓力會(huì)急劇增加,可以從減壓入口,通過減壓出口向外排液,減小宮腔壓力,避免宮血逆流入腹腔。血液在近紅外光區(qū)域的吸光度小于可見光區(qū)域。在200-1300nm波段,測(cè)定人血與動(dòng)物血液的吸收光譜,比較紫外光區(qū)域、可見光區(qū)域以及近紅外光區(qū)域吸光度高低,研究發(fā)現(xiàn)人與動(dòng)物血液均在近紅外區(qū)域700-1300nm吸光度最低。在近紅外光波段,由于近紅外光透過血液的吸光度低于可見光的吸光度,近紅外光通過血液后的透射光強(qiáng)度比可見光大,CMOS攝像頭接收透射光強(qiáng)度大,CMOS攝像頭成像效果較好。為此,本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了血液環(huán)境下的近紅外光模擬實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證CMOS攝像頭在近紅外光條件下較可見光條件下,具有更高的分辨能力。實(shí)驗(yàn)過程選擇可見光燈珠,850nm、940nm主波的紅外LED燈珠直接作為照明光源。選擇光程不同(0.3mm、0.5mm、1mm)裝滿血液的比色皿,其光程大小表示血液的厚度。CMOS攝像頭透過0.3mm的血液,在可見光條件下可以分辨出間隔lmm的線條,但成像效果不好；在850nm、940nm主波的紅外光條件下可以分辨出間隔0.5mm的線條,成像效果好。CMOS攝像頭透過0.5mm的血液,在可見光條件下分辨不出不同間隔的線條；在850nm、940nm主波的紅外條件下可以分辨出間隔1mm距離的線條,但成像效果比較差。在CMOS攝像頭透過1mm的血液,在可見光、850nm主波的紅外光、940nm主波的紅外光條件下都不能分辨出不同間隔距離的線條,成像效果很差。實(shí)驗(yàn)證明了在紅外光照明條件下,CMOS攝像頭可以穿透約0.3mm厚度的血液并且成像效果比可見光成像效果好。而CMOS圖像傳感器的光譜范圍為350-1100nm,峰值響應(yīng)波長(zhǎng)在700nm附近,并且CMOS圖像傳感器有各自的截止波長(zhǎng)。隨著紅外光波長(zhǎng)越長(zhǎng),CMOS傳感器的響應(yīng)度與量子效率都發(fā)生了改變,會(huì)對(duì)成像效果有一定的影響。所以,在透過血液成像的條件下,合理的選擇紅外光波長(zhǎng)成為關(guān)鍵,使成像效果達(dá)到最佳。為此,設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)一步確定最佳紅外波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)選擇鎢鹵燈光源(波長(zhǎng)范圍360～2000nm),10nm窄帶濾色片(800、900、925、975、1000、1025、1050、1075nm)組成的單一波長(zhǎng)的紅外光,作為照明光源,用傳光束進(jìn)行傳光照明。與上面實(shí)驗(yàn)相比只是照明光源不相同,其他實(shí)驗(yàn)條件相同。COMS攝像頭透過0.3mm的血液,可以觀察到比色皿后面的不同間隔距離的線條,800、900nm波長(zhǎng)的紅外光的成像效果較好。925、975nm波長(zhǎng)的紅外光成像效果逐漸變差,1000、1025、1050、1075nm波長(zhǎng)的紅外光成像效果最差。CMOS攝像頭透過0.5mm的血液,幾乎看不到比色皿后面的不同間隔距離的線條。攝像頭透過lmm的血液,完全分辨不出比色皿后面的不同間隔距離的線條。在不同波長(zhǎng)單色光下CMOS攝像頭透過0.5mm、1.0mm血液成像圖效果較差。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了照明光源采用波長(zhǎng)為900nm附近的單色光,可以使CMOS攝像頭在0.3mm血液厚度的情況下成像效果最佳。DirectShow與WDM視頻采集卡驅(qū)動(dòng)程序有著無縫對(duì)接的特性。CMOS圖像傳感器的模擬信號(hào)可以通過WDM采集卡進(jìn)行采集,通過對(duì)DirectShow過濾器進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的采集。在可視的情況下進(jìn)行流產(chǎn)手術(shù),可以實(shí)現(xiàn)真正的可視化人工流產(chǎn)。CMOS圖像傳感器采用OmniVision公司的1/18英寸的0V6922低功耗醫(yī)用傳感器,非常適合于外徑要求小于4mm一次性人工流產(chǎn)系統(tǒng)中醫(yī)療成像應(yīng)用中。由于子宮頸的特殊生理結(jié)構(gòu),要求吸引管體直徑不能超過9mm,使用0V6922芯片CMOS模組可以滿足上述要求。該CMOS模組包括CMOS圖像傳感器、前端的成像物鏡、照明光源、軟性線路板(FPC)。CMOS圖像傳感器貼在FPC軟性線路板上,其電源信號(hào)線放置在CMOS模組電源信號(hào)線腔道內(nèi)。照明光源采用近紅外LED,代替?zhèn)鹘y(tǒng)可見光LED。CMOS模組成像物鏡朝向吸引窗的方向,準(zhǔn)確地觀察孕囊的位置以及術(shù)中吸宮時(shí)宮腔里面的情況。CMOS模組后面有一個(gè)楔形塊,起到固定CMOS模組的作用,防止CMOS模組在吸引管中晃動(dòng)而影響成像效果。CMOS攝像頭采用廣角攝像頭,攝像頭可以觀察到最大范圍的夾角為β,即視場(chǎng)角β≥90°。吸引管的軸向方向與CMOS成像物鏡的中心軸之間的夾角為α,100。≤α≤135。。CMOS模組前端放置一個(gè)透明隔板,防止手術(shù)出血時(shí)污染CMOS模組鏡頭。DirectShow不僅可以與硬件設(shè)備進(jìn)行通信,還可以與高層的應(yīng)用程序進(jìn)行通信。DirectShow在應(yīng)用層提供統(tǒng)一規(guī)范的COM接口,可以簡(jiǎn)便的通過編程實(shí)現(xiàn)從設(shè)備獲取多媒體數(shù)據(jù),而不用考慮硬件的一些具體特性。首先要構(gòu)造出一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^濾器圖,然后構(gòu)建過濾器圖中的每個(gè)過濾器,并將它們連接起來；再通過應(yīng)用程序控制過濾器圖管理器來完成視頻采集的功能。使用VC++的MFC實(shí)現(xiàn)了視頻采集界面的設(shè)計(jì)。運(yùn)行該軟件,點(diǎn)擊“視頻預(yù)覽”、“視頻錄像”、“圖像處理”“視頻格式”等按鈕,可實(shí)現(xiàn)視頻預(yù)覽、視頻錄像、視頻圖像處理等功能；視頻圖像處理功能具體包括亮度、對(duì)比度、飽和度、色度等。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試,以上功能全部實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：人工流產(chǎn)手術(shù) CMOS圖像傳感器 近紅外光 減壓通道 DirectShow技術(shù) 過濾器
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN219;R169.42
【目錄】：

• 摘要3-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 人工流產(chǎn)的現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展14-18
• 1.1.1 藥物流產(chǎn)14
• 1.1.2 傳統(tǒng)負(fù)壓吸宮人工流產(chǎn)手術(shù)14-15
• 1.1.3 無痛人工流產(chǎn)手術(shù)15-16
• 1.1.4 超聲引導(dǎo)下的人工流產(chǎn)手術(shù)16-17
• 1.1.5 旋動(dòng)式人工流產(chǎn)手術(shù)17-18
• 1.1.6 內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下可視人工流產(chǎn)手術(shù)18
• 1.2 研究可視化人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)的意義18-21
• 1.2.1 藥物流產(chǎn)存在的并發(fā)癥18-19
• 1.2.2 人工流產(chǎn)手術(shù)存在的并發(fā)癥19-20
• 1.2.3 此項(xiàng)研究的必要性20
• 1.2.4 此項(xiàng)研究所要解決的問題20-21
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容21-23
• 第二章 電子內(nèi)窺鏡技術(shù)進(jìn)展及在人工流產(chǎn)系統(tǒng)中應(yīng)用23-31
• 2.1 醫(yī)用內(nèi)窺鏡的發(fā)展及現(xiàn)狀23-26
• 2.1.1 硬管式內(nèi)窺鏡23
• 2.1.2 軟式內(nèi)窺鏡23-24
• 2.1.3 電子內(nèi)窺鏡24-26
• 2.2 現(xiàn)行可視化人工流產(chǎn)吸引手術(shù)裝置存在問題分析26-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于近紅外光的人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-41
• 3.1 宮腔環(huán)境的分析31
• 3.2 負(fù)壓吸宮術(shù)宮腔內(nèi)壓力分析31-34
• 3.2.1 宮腔壓力的測(cè)定32-33
• 3.2.2 理論分析33-34
• 3.3 改進(jìn)的可視人工流產(chǎn)吸引手術(shù)裝置設(shè)計(jì)34-39
• 3.3.1 人工流產(chǎn)吸引管結(jié)構(gòu)34-37
• 3.3.2 吸引管頭部組件設(shè)計(jì)37-39
• 3.3.3 CMOS模塊設(shè)計(jì)39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 在血液環(huán)境下近紅外光源成像實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)41-49
• 4.1 血液吸光度41-42
• 4.1.1 朗伯-比耳定律41
• 4.1.2 血液吸光度41-42
• 4.1.3 討論與分析42
• 4.2 采用近紅外光源的模擬實(shí)驗(yàn)42-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 第五章 在血液環(huán)境下不同波長(zhǎng)近紅外光源成像效果分析49-54
• 5.1 可見光、近紅外光LED光源的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-51
• 5.1.1 可見光、近紅外光LED光源的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-50
• 5.1.2 可見光、近紅外光LED光源的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-51
• 5.2 不同波長(zhǎng)近紅外光源的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-53
• 5.2.1 不同波長(zhǎng)近紅外光源的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-53
• 5.2.2 不同波長(zhǎng)近紅外光源的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 第六章 基于DirectShow的人工流產(chǎn)視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-62
• 6.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54
• 6.2 DIRECTSHOW54-56
• 6.2.1 DirectShow系統(tǒng)架構(gòu)54-56
• 6.2.2 DirectShow主要COM接口56
• 6.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)56-58
• 6.3.1 構(gòu)造視頻采集過濾器56-57
• 6.3.2 Capture Filter和其他Filter之間的連接57-58
• 6.3.3 創(chuàng)建Smart Tee和Video Renderer Filter58
• 6.4 視頻采集58-61
• 6.5 本章小結(jié)61-62
• 第七章 總結(jié)和展望62-64
• 7.1 總結(jié)62
• 7.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士期間成果68-69
• 致謝69-70

【共引文獻(xiàn)】

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2 黃波;跳遠(yuǎn)起跳對(duì)膝關(guān)節(jié)損傷的數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

3 蒲欣欣;辨證求因治療不孕癥的臨床總結(jié)[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2010年

4 陳皇珍;王秀霞教授治療外陰白色病變的臨床經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2010年

5 夏亞東;高分子材料的線性與非線性分?jǐn)?shù)算子本構(gòu)關(guān)系研究[D];暨南大學(xué);2010年

6 李冠一;任意皮瓣的有限元建模與仿真[D];北方工業(yè)大學(xué);2011年

7 景潞華;不同植入角度及不同加載力角度對(duì)微植體穩(wěn)定性影響的研究[D];山西醫(yī)科大學(xué);2010年

8 張晨朝;烏龜殼力學(xué)性能分析[D];大連理工大學(xué);2011年

9 李言芝;B型主動(dòng)脈夾層血液流動(dòng)數(shù)值模擬分析[D];蘭州理工大學(xué);2011年

10 李曉娟;盆底功能障礙性疾病患者陰道壁成纖維細(xì)胞受力后生物學(xué)功能的變化[D];河北醫(yī)科大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于近紅外光的人工流產(chǎn)手術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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