友思特應(yīng)用 | 讓健康觀察更可靠：剛性內(nèi)窺鏡的自動(dòng)視覺(jué)檢查

導(dǎo)讀

近代醫(yī)學(xué)實(shí)踐推動(dòng)了剛性內(nèi)窺鏡的廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)了精準(zhǔn)且高質(zhì)量的內(nèi)窺鏡自動(dòng)化檢測(cè)需求。友思特伙伴 IDS 的 uEye LE 工業(yè)相機(jī)，通過(guò)集成至內(nèi)窺鏡測(cè)試儀 LightControl，為內(nèi)窺鏡的醫(yī)療工作者們實(shí)現(xiàn)了高效率、低成本和維護(hù)患者安全的質(zhì)量保障。

剛性內(nèi)窺鏡在醫(yī)學(xué)診斷和治療方面應(yīng)用廣泛，可以用來(lái)檢查體腔和中空器官并進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)，在避免給患者和醫(yī)護(hù)人員帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)、保持設(shè)備完美運(yùn)行狀態(tài)等方面至關(guān)重要?？煽康母哔|(zhì)量檢測(cè)的首要目的是排除感染和受傷風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可以排除誤診風(fēng)險(xiǎn)。

在許多國(guó)家，法律要求醫(yī)院定期檢查和維護(hù)內(nèi)窺鏡，確保它們工作狀態(tài)正常并徹底消除任何有害細(xì)菌。此外，歐洲制定了各項(xiàng)指南和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范剛性內(nèi)窺鏡的質(zhì)量保證工作。這些檢查經(jīng)由專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)的工作人員之手，檢查項(xiàng)目包括內(nèi)窺鏡測(cè)試、消毒測(cè)試以及各種目視檢查。

荷蘭 Dovideq Medical Systems B.V.公司，主營(yíng)專(zhuān)業(yè)評(píng)估微創(chuàng)手術(shù)的各種儀器，其重點(diǎn)產(chǎn)品系列的目標(biāo)客戶包括醫(yī)院中央消毒部門(mén)、內(nèi)窺鏡制造商和內(nèi)窺鏡維修公司。為了檢查剛性內(nèi)窺鏡，Dovideq 開(kāi)發(fā)了各種自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，其中，內(nèi)窺鏡測(cè)試儀 LightControl 具備輕巧方便、成本低廉、速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)。它使用6項(xiàng)測(cè)試測(cè)量參數(shù)，記錄和評(píng)估內(nèi)窺鏡狀況的詳細(xì)數(shù)據(jù)。這樣可以確保只有處于完美狀態(tài)的內(nèi)窺鏡才能進(jìn)入手術(shù)室。

在友思特伙伴 IDS 出品的 LE相機(jī)家族的支持下，LightControl 系統(tǒng)非常高效可靠，不僅可以為患者提供安全保障，還可以大大提高醫(yī)院的效益。

uEye LE相機(jī)助力內(nèi)窺鏡自動(dòng)化檢查系統(tǒng)

在新冠疫情爆發(fā)后，人們更重視內(nèi)窺鏡等醫(yī)療設(shè)備的衛(wèi)生無(wú)菌，并充分意識(shí)到了自動(dòng)化檢查程序的必要性。如果內(nèi)窺鏡未進(jìn)行充分的清潔和消毒，可能導(dǎo)致感染傳播；如果內(nèi)窺鏡存在缺陷，就可能在患者檢查或治療期間帶來(lái)?yè)p傷；如果內(nèi)窺鏡工作異?；虬l(fā)生損壞，就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤圖像導(dǎo)致誤診，后果可能非常嚴(yán)重。

內(nèi)窺鏡的質(zhì)量缺陷和隨之而來(lái)的功能損傷可能有多種原因。一般包括運(yùn)輸/儲(chǔ)存不當(dāng)、醫(yī)療設(shè)備老化并缺乏維護(hù)、鏡片材料或其他光學(xué)部件腐朽磨損、細(xì)菌或病原體的沉積污染等。隨著時(shí)間的推移，這些因素很可能導(dǎo)致內(nèi)窺鏡檢查的圖像模糊或失真，嚴(yán)重?fù)p害圖像質(zhì)量，極端情況下甚至可能導(dǎo)致患者受到傷害。因此，定期對(duì)內(nèi)窺鏡進(jìn)行消毒非常重要。

然而，消毒過(guò)程也會(huì)影響醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，這是因?yàn)椴僮鲿r(shí)使用的高溫和化學(xué)物質(zhì)可能對(duì)內(nèi)窺鏡的敏感部件造成損害。熱量和蒸汽可能導(dǎo)致鏡頭進(jìn)入水汽，甲醛等殺菌劑也會(huì)對(duì)金屬部件產(chǎn)生腐蝕。

各種各樣的原因?qū)?nèi)窺鏡造成的損傷不盡相同，為了有效應(yīng)對(duì)各項(xiàng)復(fù)雜的檢查標(biāo)準(zhǔn)，Dovideq 開(kāi)發(fā)了專(zhuān)利 LightControl 目視檢查系統(tǒng)。Dovideq 董事總經(jīng)理 Chielant de Wit 解釋道：“在相機(jī)的幫助下，這一系統(tǒng)比外科醫(yī)生的眼睛更加敏銳，可以準(zhǔn)確觀察灰塵顆粒、鏡頭破裂、雜質(zhì)或顏色偏差等諸多缺陷。”

LightControl 可在 IDS uEyeLE 相機(jī)的幫助下進(jìn)行自動(dòng)視覺(jué)檢查。價(jià)格、傳感器和尺寸是選擇相機(jī)型號(hào)的決定性因素。內(nèi)置 USB3 Vision 的工業(yè)相機(jī) U3-3860 LE Rev.1.2 配備對(duì)光線非常敏感的索尼傳感器，具備出色的基礎(chǔ)功能。即使照明條件不佳且不斷變化，集成BSI背面照明技術(shù)的 IMX290 傳感器也能確保出色的圖像質(zhì)量和干凈的分色，真實(shí)再現(xiàn)觀察對(duì)象。

以上特點(diǎn)對(duì)檢查工作非常重要。相機(jī)小巧、用途廣泛；覆蓋涂層的塑料外殼重量輕，堅(jiān)固耐用。這使得它非常適合集成到小型設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)中，可以在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域大展身手。

為完成內(nèi)窺鏡的自動(dòng)質(zhì)量檢查，Dovideq 確定了6個(gè)測(cè)試測(cè)量參數(shù)，我們的工業(yè)相機(jī)會(huì)檢查這些參數(shù)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供詳細(xì)反饋：

“鏡頭破裂”算法可測(cè)量一個(gè)或多個(gè)內(nèi)置鏡頭是否破裂。“粒子檢測(cè)”算法可查找微小塵粒、潮氣或其他污染物是否進(jìn)入內(nèi)窺鏡的內(nèi)部區(qū)域。進(jìn)行這兩種測(cè)量時(shí)，相機(jī)會(huì)拍攝多張照片，根據(jù)這些照片制作直方圖。系統(tǒng)會(huì)與先前相關(guān)圖像進(jìn)行比較分析，將這些數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。

進(jìn)行“光纖”測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)發(fā)光情況，以勒克斯為單位進(jìn)行測(cè)量。光纖測(cè)量根據(jù)參考值來(lái)確保內(nèi)窺鏡的光纖或光纖束允許足夠的光通過(guò)。這可以保證內(nèi)窺鏡提供的圖像足夠清晰。

鏡頭的“透光性”是根據(jù)所集成 IDS 相機(jī)的各幀圖像確定的。在操作時(shí)，測(cè)量設(shè)備使用校準(zhǔn)光源照射像素平面。為每個(gè)像素分配一個(gè)特定的 RGB 值。將所有像素的合并結(jié)果轉(zhuǎn)換為亮度值，并在專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的算法的幫助下進(jìn)行評(píng)估。

“焦點(diǎn)測(cè)量”使用科學(xué)的哈爾小波轉(zhuǎn)換來(lái)檢查鏡片是否完好無(wú)損且未被污染，并檢查內(nèi)窺鏡能夠提供清晰圖像。在測(cè)量過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)拍攝幾張照片，以了解每個(gè)鏡頭的狀況。如果情況理想，相機(jī)通過(guò)內(nèi)窺鏡觀察時(shí)會(huì)顯示出清晰的輪廓。

“顏色校正”的目的是檢測(cè)消毒過(guò)程是否導(dǎo)致變色。系統(tǒng)警告不要因顏色偏差而誤解圖像。這一過(guò)程使用HSV模型拍攝圖像并測(cè)量顏色傳輸?shù)钠?，HSV模型基于Hue（色調(diào)）、Saturation（飽和度）和Value（亮度）這3個(gè)值描述像素的顏色。顏色準(zhǔn)確性確保儀器可以再現(xiàn)器官或組織的實(shí)際顏色，避免診斷或治療出現(xiàn)錯(cuò)誤。

“測(cè)試和測(cè)量細(xì)節(jié)可以用于評(píng)估被測(cè)試內(nèi)窺鏡的性能情況，并創(chuàng)建歷史和趨勢(shì)分析?！盋hielant 解釋道：“LightControl 將內(nèi)窺鏡測(cè)量的所有細(xì)節(jié)以及測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在一個(gè)名為 Endoscope Manager 的數(shù)據(jù)庫(kù)中，用于生成報(bào)告和方便管理，從而可以提供專(zhuān)門(mén)的管理和質(zhì)量報(bào)告。”

Chielant de Wit 的描述表明，這種系統(tǒng)會(huì)給客戶帶來(lái)很大益處。內(nèi)窺鏡的自動(dòng)目視檢查服務(wù)于醫(yī)院和醫(yī)療工作，可以為保證質(zhì)量、提高效率、降低成本和維護(hù)患者安全提供支持。LightControl 這類(lèi)系統(tǒng)可以提供客觀結(jié)果，能夠檢測(cè)內(nèi)窺鏡上非常微小的缺陷、劃痕或磨損，為內(nèi)窺鏡維護(hù)工作做出了很大貢獻(xiàn)。此外，檢測(cè)系統(tǒng)不會(huì)疲勞，也不會(huì)產(chǎn)生人為錯(cuò)誤，非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定，大大提高了檢測(cè)速度。這節(jié)省了時(shí)間和成本，增加了設(shè)備使用時(shí)間并提高了資源利用率。如果能在早期階段檢測(cè)到潛在的缺陷或損壞，就可以避免高成本的內(nèi)窺鏡維修或更換工作。生成的圖像或視頻可作為檢查依據(jù)，并可以在需要時(shí)用于故障分析和培訓(xùn)。

應(yīng)用前景

Chielant de Wit表示：“內(nèi)窺鏡是重要的醫(yī)療設(shè)備，它們可以提供患者身體的清晰內(nèi)部影像，幫助醫(yī)生診斷和治療各種疾病。然而，像任何醫(yī)療設(shè)備一樣，內(nèi)窺鏡也會(huì)磨損，隨著時(shí)間的推移，它們可能需要維修或更換?！蹦壳?，對(duì)內(nèi)窺鏡自動(dòng)化智能目視檢查的需求非常旺盛，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年還會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)。

由于內(nèi)窺鏡檢查越來(lái)越多，人們也越來(lái)越擔(dān)心感染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)自動(dòng)化檢查技術(shù)的需求將越來(lái)越大。此外，人工智能將有助于提高檢查過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性，并將人為錯(cuò)誤降至最低。

衛(wèi)生部門(mén)對(duì)檢查的需求高速增長(zhǎng)，檢查領(lǐng)域使用的技術(shù)同樣也在快速發(fā)展。友思特IDS相機(jī)的成功應(yīng)用不斷證明自身價(jià)值。IDS董事總經(jīng)理 Jan Hartmann 表示：“醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覀儺a(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)，這不但為我們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，更讓我們的產(chǎn)品有機(jī)會(huì)為社會(huì)做出很大貢獻(xiàn)，這令我們倍感欣慰?！蔽覀兤诖絹?lái)越多的IDS相機(jī)能夠?yàn)槿虻娜祟?lèi)健康做出貢獻(xiàn)！

審核編輯 黃宇