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彩色微循环双目视频仿立体显微系统

贾锋  张志琳  韩铁庄  
【摘要】:目的由于目前用于人体甲皱微循环变倍的体视显微镜拾取的视频图像为单通道接受,监视器和电脑图像分析均为平面效果。人体甲皱微循环的血管变异在一定时间会随着身体状况的变化而改变,其观察的深度为皮下0.3mm 左右,景深范围在 100μm左右。为得到其细微变化的视觉图形,尤其是结团状血管的变异态势,以便诊断病情,需得到一个静止的清晰的彩色血管立体图像,我们目前所采取的方法是尽量合成一个仿立体的图形,优于平面图像。方法显微镜的结构改进分为光源部分和光路部分。光学显微镜的分辨率与光的波长和物镜数值口径相关,即波长越短,分辨率越高,分辨率受λ/2的限制。为兼顾彩色和分辨率,本系统采用卤钨灯和球型汞等混合灯源。为配合显微镜变倍所需光强的不一,以免造成 CCD 感光的不足和信号的溢出,因此灯源的亮度为可调节的。光路的改进采用积木式结构:可以接入同轴落射照明、偏光装置、内置分划板、可变光阑和手动3D 装置等附件。其中通过光阑控制, 改变光学系统的通光孔径,来加大图像的景深或提高图像的清晰度。显微镜采用连续变倍的体视光路,为双光路输出,双 CCD 接受,采用双通道视频采集卡,图像处理系统采用双目视觉图像识别系统。将两副图像整合为仿立体图像。结果目前的试制正在进行中,显微镜的设计和图形卡都有了相对成熟的技术,双目视频图像识别系统在大尺度范围的应用中已趋成熟。结论微循环视频显微镜对图像的摄取有一定的难度, 首先,其所需的微血管图像在人体真皮下0.3mm 左右深度,投射光线需穿透一层半透明的皮肤,为解决光线漫反射而必须在皮肤上涂上香柏油(折射率1.51),这样光线须经过空气—香柏油—皮肤—血管(组织液、淋巴液)—皮肤—空气—物镜。势必产生杂散光和偏振光。血管和某些血细胞对蓝绿光有吸收作用,在自然光条件下显微镜对其图像能拾取,尤其加上汞灯的谱线:但组织液和淋巴液是透明液体,一般自然光投射从显微镜里是看不到反射的图像。因此尤其是偏振光和干涉滤光技术的处理和对图形背景和杂光的处理要在光路中解决。双目视觉图像的处理系统的难度在于微观条件中标示物的识别和标定,在计算机的图像处理程序中解决显微镜双光路结构误差的消除和视觉效果的整合。由于我们目前需要的是相对优于单路平面视频图像的效果,仿立体的效果在技术上是可行的。如果再加上3D 技术效果,双目视觉识别程序会增加成倍的信息处理时间,由于需要的是静止的图像,对图像处理的时间要求不高, 在技术也是可行的。

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