本文介紹了近年來電子內(nèi)窺鏡的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程,。主要從影響圖像質(zhì)量的因素--CCD的結(jié)構(gòu),、視頻處理器的技術(shù)應(yīng)用、電子內(nèi)窺鏡的工藝水平及電子內(nèi)窺鏡的產(chǎn)品開發(fā)與臨床應(yīng)用等幾方面分別進(jìn)行了分析和評(píng)述,。同時(shí),，對(duì)電子內(nèi)窺鏡的技術(shù)和應(yīng)用前景做一展望。
內(nèi)窺鏡的歷史經(jīng)歷了從硬性光學(xué)內(nèi)窺鏡到光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡再到電子內(nèi)窺鏡的過程,。隨著半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,，1983年美國(guó)人首先發(fā)明了電子內(nèi)窺鏡并應(yīng)用于臨床，被認(rèn)為是內(nèi)窺鏡發(fā)展史上的第三個(gè)里程碑,。電子內(nèi)窺鏡不是通過光學(xué)鏡頭或光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)圖像,，而是通過裝在內(nèi)窺鏡先端被稱為微型攝像機(jī)的光電耦合元件CCD將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽俳?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)量的優(yōu)劣直接影響著內(nèi)窺鏡的使用效果，也標(biāo)志著內(nèi)窺鏡技術(shù)不斷提高,、不斷完善的發(fā)展進(jìn)程,。電子內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)，使圖像質(zhì)量提高到一個(gè)嶄新的水平,，因此在臨床上得到了越來越廣泛的應(yīng)用,。
1 圖像質(zhì)量
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(biāo)，也是用電子技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行合成再處理的技術(shù)基礎(chǔ),，圖像質(zhì)量可分為清晰度(分辨率,，由像素?cái)?shù)量決定)、色彩還原性(逼真程度)和觀察的舒適性(圖像穩(wěn)定性,、對(duì)比度和亮度等)幾個(gè)方面,。決定電子內(nèi)窺鏡圖像質(zhì)量的核心部件是光電耦合元件(CCD)，它如同電子內(nèi)窺鏡的心臟,，其基本構(gòu)造是在對(duì)敏感的半導(dǎo)體硅片上采用高精度的光刻技術(shù)分割出數(shù)十萬個(gè)柵格,，每一個(gè)柵格代表一個(gè)成像元素，像素?cái)?shù)越多,，圖像的分辨率越高,，畫面越清晰。
CCD只能感受光信號(hào)的強(qiáng)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(duì)彩色視頻信號(hào)進(jìn)行處理后獲得的。彩色濾光片的放置有以下兩種方式,。
(1)順次方式,。將一塊帶有同樣面積的紅,、綠、藍(lán)三種原色濾光片的圓盤置于照明光源前,，當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),，紅、綠,、藍(lán)三種色光順次照射被射物體,，CCD攝像時(shí)所產(chǎn)生的三種強(qiáng)弱信號(hào)也依次有時(shí)間間隔地傳送并儲(chǔ)存在圖像處理器中。采用順次方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點(diǎn)是由于三色光分別照射,，像素?cái)?shù)相當(dāng)于原來的3倍,，因而可提高分辨率，而且內(nèi)窺鏡易于做得細(xì)且硬性部短,，缺點(diǎn)是濾光盤高速旋轉(zhuǎn)引起的圖像閃爍,，以及由于紅、綠,、藍(lán)依次攝像引起的套色不準(zhǔn)而出現(xiàn)的彩虹現(xiàn)象,。目前在中國(guó)市場(chǎng)上，日本奧林巴斯公司和賓得公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡都是采用像素分別為8.1萬和6.25萬的順次式黑白CCD,。
(2)同步方式,。在CCD的受光面上鑲嵌原色和補(bǔ)色的濾光片，當(dāng)白色光源照射到被射物體,，由它發(fā)出的光作用到CCD時(shí),，由于鑲嵌式濾光片的作用直接產(chǎn)生彩色信號(hào)，傳送并儲(chǔ)存在圖像處理器中,。采用同步方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰,，亮度高，色彩還原性好,，缺點(diǎn)是技術(shù)難度高,。由于鑲嵌式濾光片的置入，為縮小內(nèi)窺鏡的直徑和縮短先端硬性部增加了技術(shù)難度,。目前在中國(guó)市場(chǎng)上,，日本富士公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡采用了像素為41萬的同步式彩色CCD，最高像素?cái)?shù)達(dá)85萬,。
根據(jù)以上分析,，同步方式CCD的技術(shù)難度要高于順次方式CCD,，但所獲得的圖像質(zhì)量要明顯優(yōu)于采用順次方式的CCD,。目前，日本富士公司推出的采用同步方式CCD技術(shù),，具有857Y像素的電子內(nèi)窺鏡處于世界領(lǐng)先水平,，標(biāo)志著電子內(nèi)窺鏡技術(shù)的又一次飛躍,，必將推動(dòng)內(nèi)窺鏡診斷治療水平再上一個(gè)新臺(tái)階。
內(nèi)窺鏡的歷史經(jīng)歷了從硬性光學(xué)內(nèi)窺鏡到光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡再到電子內(nèi)窺鏡的過程,。隨著半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,，1983年美國(guó)人首先發(fā)明了電子內(nèi)窺鏡并應(yīng)用于臨床，被認(rèn)為是內(nèi)窺鏡發(fā)展史上的第三個(gè)里程碑,。電子內(nèi)窺鏡不是通過光學(xué)鏡頭或光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)圖像,，而是通過裝在內(nèi)窺鏡先端被稱為微型攝像機(jī)的光電耦合元件CCD將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽俳?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)量的優(yōu)劣直接影響著內(nèi)窺鏡的使用效果，也標(biāo)志著內(nèi)窺鏡技術(shù)不斷提高,、不斷完善的發(fā)展進(jìn)程,。電子內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)，使圖像質(zhì)量提高到一個(gè)嶄新的水平,，因此在臨床上得到了越來越廣泛的應(yīng)用,。
1 圖像質(zhì)量
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(biāo)，也是用電子技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行合成再處理的技術(shù)基礎(chǔ),，圖像質(zhì)量可分為清晰度(分辨率,，由像素?cái)?shù)量決定)、色彩還原性(逼真程度)和觀察的舒適性(圖像穩(wěn)定性,、對(duì)比度和亮度等)幾個(gè)方面,。決定電子內(nèi)窺鏡圖像質(zhì)量的核心部件是光電耦合元件(CCD)，它如同電子內(nèi)窺鏡的心臟,，其基本構(gòu)造是在對(duì)敏感的半導(dǎo)體硅片上采用高精度的光刻技術(shù)分割出數(shù)十萬個(gè)柵格,，每一個(gè)柵格代表一個(gè)成像元素，像素?cái)?shù)越多,，圖像的分辨率越高,，畫面越清晰。
CCD只能感受光信號(hào)的強(qiáng)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(duì)彩色視頻信號(hào)進(jìn)行處理后獲得的。彩色濾光片的放置有以下兩種方式,。
(1)順次方式,。將一塊帶有同樣面積的紅,、綠、藍(lán)三種原色濾光片的圓盤置于照明光源前,，當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),，紅、綠,、藍(lán)三種色光順次照射被射物體,，CCD攝像時(shí)所產(chǎn)生的三種強(qiáng)弱信號(hào)也依次有時(shí)間間隔地傳送并儲(chǔ)存在圖像處理器中。采用順次方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點(diǎn)是由于三色光分別照射,，像素?cái)?shù)相當(dāng)于原來的3倍,，因而可提高分辨率，而且內(nèi)窺鏡易于做得細(xì)且硬性部短,，缺點(diǎn)是濾光盤高速旋轉(zhuǎn)引起的圖像閃爍,，以及由于紅、綠,、藍(lán)依次攝像引起的套色不準(zhǔn)而出現(xiàn)的彩虹現(xiàn)象,。目前在中國(guó)市場(chǎng)上，日本奧林巴斯公司和賓得公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡都是采用像素分別為8.1萬和6.25萬的順次式黑白CCD,。
(2)同步方式,。在CCD的受光面上鑲嵌原色和補(bǔ)色的濾光片，當(dāng)白色光源照射到被射物體,，由它發(fā)出的光作用到CCD時(shí),，由于鑲嵌式濾光片的作用直接產(chǎn)生彩色信號(hào)，傳送并儲(chǔ)存在圖像處理器中,。采用同步方式CCD的電子內(nèi)窺鏡的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰,，亮度高，色彩還原性好,，缺點(diǎn)是技術(shù)難度高,。由于鑲嵌式濾光片的置入，為縮小內(nèi)窺鏡的直徑和縮短先端硬性部增加了技術(shù)難度,。目前在中國(guó)市場(chǎng)上,，日本富士公司生產(chǎn)的電子內(nèi)窺鏡采用了像素為41萬的同步式彩色CCD，最高像素?cái)?shù)達(dá)85萬,。
根據(jù)以上分析,，同步方式CCD的技術(shù)難度要高于順次方式CCD,，但所獲得的圖像質(zhì)量要明顯優(yōu)于采用順次方式的CCD,。目前，日本富士公司推出的采用同步方式CCD技術(shù),，具有857Y像素的電子內(nèi)窺鏡處于世界領(lǐng)先水平,，標(biāo)志著電子內(nèi)窺鏡技術(shù)的又一次飛躍,，必將推動(dòng)內(nèi)窺鏡診斷治療水平再上一個(gè)新臺(tái)階。
