友思特应用 | 让健康观察更可靠：刚性内窥镜的自动视觉检查

导读

近代医学实践推动了刚性内窥镜的广泛应用，也促进了精准且高质量的内窥镜自动化检测需求。友思特伙伴 IDS 的 uEye LE 工业相机，通过集成至内窥镜测试仪 LightControl，为内窥镜的医疗工作者们实现了高效率、低成本和维护患者安全的质量保障。

刚性内窥镜在医学诊断和治疗方面应用广泛，可以用来检查体腔和中空器官并进行微创手术，在避免给患者和医护人员带来风险、保持设备完美运行状态等方面至关重要。可靠的高质量检测的首要目的是排除感染和受伤风险，同时也可以排除误诊风险。

在许多国家，法律要求医院定期检查和维护内窥镜，确保它们工作状态正常并彻底消除任何有害细菌。此外，欧洲制定了各项指南和标准，规范刚性内窥镜的质量保证工作。这些检查经由专门培训的工作人员之手，检查项目包括内窥镜测试、消毒测试以及各种目视检查。

荷兰 Dovideq Medical Systems B.V.公司，主营专业评估微创手术的各种仪器，其重点产品系列的目标客户包括医院中央消毒部门、内窥镜制造商和内窥镜维修公司。为了检查刚性内窥镜，Dovideq 开发了各种自动化和网络化系统，其中，内窥镜测试仪 LightControl 具备轻巧方便、成本低廉、速度快等诸多优点。它使用6项测试测量参数，记录和评估内窥镜状况的详细数据。这样可以确保只有处于完美状态的内窥镜才能进入手术室。

在友思特伙伴 IDS 出品的 LE相机家族的支持下，LightControl 系统非常高效可靠，不仅可以为患者提供安全保障，还可以大大提高医院的效益。

uEye LE相机助力内窥镜自动化检查系统

在新冠疫情爆发后，人们更重视内窥镜等医疗设备的卫生无菌，并充分意识到了自动化检查程序的必要性。如果内窥镜未进行充分的清洁和消毒，可能导致感染传播；如果内窥镜存在缺陷，就可能在患者检查或治疗期间带来损伤；如果内窥镜工作异常或发生损坏，就容易出现错误图像导致误诊，后果可能非常严重。

内窥镜的质量缺陷和随之而来的功能损伤可能有多种原因。一般包括运输/储存不当、医疗设备老化并缺乏维护、镜片材料或其他光学部件腐朽磨损、细菌或病原体的沉积污染等。随着时间的推移，这些因素很可能导致内窥镜检查的图像模糊或失真，严重损害图像质量，极端情况下甚至可能导致患者受到伤害。因此，定期对内窥镜进行消毒非常重要。

然而，消毒过程也会影响医疗设备的质量和准确性，这是因为操作时使用的高温和化学物质可能对内窥镜的敏感部件造成损害。热量和蒸汽可能导致镜头进入水汽，甲醛等杀菌剂也会对金属部件产生腐蚀。

各种各样的原因对内窥镜造成的损伤不尽相同，为了有效应对各项复杂的检查标准，Dovideq 开发了专利 LightControl 目视检查系统。Dovideq 董事总经理 Chielant de Wit 解释道：“在相机的帮助下，这一系统比外科医生的眼睛更加敏锐，可以准确观察灰尘颗粒、镜头破裂、杂质或颜色偏差等诸多缺陷。”

LightControl 可在 IDS uEye LE 相机的帮助下进行自动视觉检查。价格、传感器和尺寸是选择相机型号的决定性因素。内置 USB3 Vision 的工业相机 U3-3860 LE Rev.1.2 配备对光线非常敏感的索尼传感器，具备出色的基础功能。即使照明条件不佳且不断变化，集成BSI背面照明技术的 IMX290 传感器也能确保出色的图像质量和干净的分色，真实再现观察对象。

以上特点对检查工作非常重要。相机小巧、用途广泛；覆盖涂层的塑料外壳重量轻，坚固耐用。这使得它非常适合集成到小型设备和嵌入式系统中，可以在医疗技术领域大展身手。

为完成内窥镜的自动质量检查，Dovideq 确定了6个测试测量参数，我们的工业相机会检查这些参数，系统实时提供详细反馈：

“镜头破裂”算法可测量一个或多个内置镜头是否破裂。“粒子检测”算法可查找微小尘粒、潮气或其他污染物是否进入内窥镜的内部区域。进行这两种测量时，相机会拍摄多张照片，根据这些照片制作直方图。系统会与先前相关图像进行比较分析，将这些数据输入到神经网络中。

进行“光纤”测量时，系统根据发光情况，以勒克斯为单位进行测量。光纤测量根据参考值来确保内窥镜的光纤或光纤束允许足够的光通过。这可以保证内窥镜提供的图像足够清晰。

镜头的“透光性”是根据所集成 IDS 相机的各帧图像确定的。在操作时，测量设备使用校准光源照射像素平面。为每个像素分配一个特定的 RGB 值。将所有像素的合并结果转换为亮度值，并在专门开发的算法的帮助下进行评估。

“焦点测量”使用科学的哈尔小波转换来检查镜片是否完好无损且未被污染，并检查内窥镜能够提供清晰图像。在测量过程中，系统会拍摄几张照片，以了解每个镜头的状况。如果情况理想，相机通过内窥镜观察时会显示出清晰的轮廓。

“颜色校正”的目的是检测消毒过程是否导致变色。系统警告不要因颜色偏差而误解图像。这一过程使用HSV模型拍摄图像并测量颜色传输的偏差，HSV模型基于Hue（色调）、Saturation（饱和度）和Value（亮度）这3个值描述像素的颜色。颜色准确性确保仪器可以再现器官或组织的实际颜色，避免诊断或治疗出现错误。

“测试和测量细节可以用于评估被测试内窥镜的性能情况，并创建历史和趋势分析。”Chielant 解释道：“LightControl 将内窥镜测量的所有细节以及测试结果存储在一个名为 Endoscope Manager 的数据库中，用于生成报告和方便管理，从而可以提供专门的管理和质量报告。”

Chielant de Wit 的描述表明，这种系统会给客户带来很大益处。内窥镜的自动目视检查服务于医院和医疗工作，可以为保证质量、提高效率、降低成本和维护患者安全提供支持。LightControl 这类系统可以提供客观结果，能够检测内窥镜上非常微小的缺陷、划痕或磨损，为内窥镜维护工作做出了很大贡献。此外，检测系统不会疲劳，也不会产生人为错误，非常准确和稳定，大大提高了检测速度。这节省了时间和成本，增加了设备使用时间并提高了资源利用率。如果能在早期阶段检测到潜在的缺陷或损坏，就可以避免高成本的内窥镜维修或更换工作。生成的图像或视频可作为检查依据，并可以在需要时用于故障分析和培训。

应用前景

Chielant de Wit表示：“内窥镜是重要的医疗设备，它们可以提供患者身体的清晰内部影像，帮助医生诊断和治疗各种疾病。然而，像任何医疗设备一样，内窥镜也会磨损，随着时间的推移，它们可能需要维修或更换。”目前，对内窥镜自动化智能目视检查的需求非常旺盛，预计在未来几年还会进一步增长。

由于内窥镜检查越来越多，人们也越来越担心感染风险，对自动化检查技术的需求将越来越大。此外，人工智能将有助于提高检查过程的效率和准确性，并将人为错误降至最低。

卫生部门对检查的需求高速增长，检查领域使用的技术同样也在快速发展。友思特IDS相机的成功应用不断证明自身价值。IDS董事总经理 Jan Hartmann 表示：“医疗技术领域对我们产品的需求不断增长，这不但为我们带来经济效益，更让我们的产品有机会为社会做出很大贡献，这令我们倍感欣慰。”我们期待越来越多的IDS相机能够为全球的人类健康做出贡献！

审核编辑 黄宇