例舉醫用電視監控系統的幾種典型應用

醫用電視監控系統的幾種典型應用 
1、生物顯微鏡電視監控系統
生物顯微鏡電視監控系統可以分成兩種：一種是以一般染色方法染色的微生物、細胞、組織的標本作為主要觀察對象的，稱作一般生物顯微鏡電視監控系統；另一種是用于偏光、暗場、熒光及相襯顯微的，稱作特種生物顯微鏡電視監控系統。

1）、一般生物顯微鏡電視監控系統 
這種電視監控系統用于觀察標本和活體組織的透射圖像，大多采用彩色電視攝像機，光源為12V，100W鹵素燈。采用柯勒照明器，保證視場亮度均勻。采用平場消色差或平場復消色差物鏡，平場補償目鏡及消色差聚光鏡，消除像差，提高像質。

醫用彩色顯微測量電視監控系統是具有測量功能的的彩色顯微鏡電視，由一般生物顯微鏡、彩色攝像機、彩色監視器、測量裝置組成。攝像光學接口是專門設計的、由攝像目鏡（4×）、旋轉棱鏡、反射鏡構成。光學放大的圖像、經旋轉棱鏡（用于圖像旋轉）、反射鏡、投射到攝像機的感光面上。旋轉棱鏡可使光學圖像順時針或逆時針方向旋轉3600，用于圖像定向，便于測量。反射鏡使光學圖像轉為水平方向行進。該機可以觀測3μm微細血管彩色圖像。

2）、特種生物顯微鏡電視監控系統 
（1）暗場顯微鏡電視監控系統

這種電視監控系統用于觀察暗背景下微粒的光衍射斑。大于0.3μm的亞超粒子，可看到其形態和大??；小于0.1μm的超微粒，可看到其存在和位置，用以判斷原生質和某些病毒如鉤端螺旋體病毒的存在。

采用高分辨力黑白攝像機，暗場側向照明方式，使用暗場聚光器。

（2）熒光顯微鏡電視監控系統

這種電視系統用于觀察紫外、紫藍光激發的物體自身熒光和色素熒光染色的繼發熒光的圖像，應用于微生物、組織抗原的臨床診斷。熒光是彩色可見光，熒光與背景的反差很大，比普通顯微鏡大一百倍，但亮度不高。熒光消退，磷光持續較久。光源只用于激發熒光。

采用彩色攝像機，無熒光消色差高倍物鏡、暗場透射照明器或明場落射照明器。紫外線截止濾色片對于目視觀察和彩色攝像都是必需的。

（3）相襯顯微鏡電視監控系統

這種電視系統用于觀察在透明背景下透明活生物體（如培養皿中的細菌）的圖像。相襯顯微鏡利用生物體和背景的直射和衍射的相位差，形成它們的反差。只要物體各部份有0.001μm的光程差，就能反映出來，應用于血液、組織、微生物、寄生物諸學科研究。

采用黑白攝像機，使用有配套相板的相襯物鏡、明場透射式或落射式相襯照明器及其相襯聚光器。

（4）偏光顯微鏡電視監控系統

這種電視監控系統用于觀察活體、非活體的偏振光圖像，應用于通過齒、頭發、指甲、卵巢、活細胞等結晶內含物，神經纖維和動物肌肉的結構細節，進行復性過程的研究，還可區分正常細胞和腫瘤細胞。

采用黑白攝像機，使用偏光物鏡、偏光目鏡、明場透射照明器。

2、手術顯微鏡電視監控系統
顯微手術電視監控系統用于各科顯微手術的示教和研究。

手術顯微鏡與電視系統有關的主要特點為：觀察放大倍數小，MOE=4~40×，其中4~10×用于初查，10~16×用于手術，16~40×用于術后細查；視場大，DEO =15~40mm；各路一致的立體像；照明適中，不得過強、過熱，EO=5000~10,000lx左右。

基于上述特點，對于單一的二維電視而言，不能實現立體像，但是照度能滿足要求，色重現基本能實現。唯一的困難是在觀察倍數低、視場大的場合，特別是在初查時，現行制式電視無法滿足電視與目視具有同樣的視場和分辨力的要求，，只有適當提高觀察倍數，縮小觀察視場；提高攝像倍數，降低視場比，才能解決視場和分辨力的矛盾?？傊?，顯微手術電視監控系統要選用高分辨力彩色攝像機和監視器。

攝像接口裝置是長度可調、內無雜散光的連接筒，用攝像目鏡取代示教鏡。

3、眼底電視監控系統 
眼底是指人眼后部包括黃斑、視神經乳頭、視網膜動靜脈在內的小區，它是診斷眼病和早期診斷多種疾病的重要依據，是微循環研究的重要對象。由于視頻圖像信號的特點，眼底電視系統得到了發展，在圖像的實時性、連續性、動態化以及二次加工應用等方面，都是眼底照相機所不具備的，因而可以獲得更加豐富的眼底信息。

眼底電視系統分為一般眼底電視攝像（或稱為眼底電視攝像）和眼底熒光電視攝像，前者攝取白光照明眼底而反射的圖像，后者攝取外部注射的熒光素鈉在眼底動靜脈內發生的熒光圖像。

（1）一般眼底電視監控系統

這種電視監控系統主要用于診斷眼疾，還用于糖尿病、高血壓癥、腎病等疾病的早期診斷及其教學示教與資料保存。采用彩色攝像機，用100W以上的鹵素燈照明眼底，一般須散瞳（人在完全放松狀態下，瞳孔直徑擴大到7mm。散瞳后，可達到8mm）。CCD固體黑白攝像機因其光譜響應波長延伸到1.1μm 近紅外區，而被用作暗室使用的紅外眼底電視。人眼瞳孔在暗室會自然擴大到8mm，故無須散瞳。這種攝像機還被用于視力儀中。

（2）眼底熒光電視監控系統

這種電視用于實時連續顯示和記錄變化迅速的眼底彩色熒光圖像。從肘靜脈注射熒光素鈉后，經血液循環首先在眼底動脈中出現，隨后進入毛細血管。同時，微靜脈出現熒光并迅速擴展到靜脈血管。其間，眼底發生熒光的過程只有五、六秒鐘，此后二十分鐘是熒光減弱消退過程。

顯然，電視對顯示和記錄眼底熒光在最初階段的激烈變化是非常方便的，可以判斷血管破裂、滲漏、可以診斷一般難以發現的眼底微血管瘤、視網膜炎、視神經乳頭炎、中央靜脈阻塞等。

4、微循環電視監控系統 
微循環（顯微鏡）電視監控系統是對人體甲擘、球睫膜、耳垂等部位以及實驗動物甲囊、腸系膜等部位的微細血管進行圖像放大、顯示、記錄的裝置。觀測人指甲擘的微循環電視監控系統已大量用于門診。

一般采用彩色攝像機，唯有對于甲擘因其反差太小，只能用在10×以下的物鏡的場合。此時，因其視場較大，使得甲擘絆子較多、圖像很小，觀測頗感吃力。用于人體如甲擘，須用長工作距離物鏡。

因為人的紅血球吸收主譜線（415，515，575nm）與75W汞燈的發光主譜線（430，540，570nm）相近，所以用220V的75W汞燈作主光源。

微循環診斷與研究已不滿足于直觀分析，還促使發展了微循環測量電視。用于甲擘高倍率測量，還是用高靈敏度、高分辨力的黑白攝像機為好（如采用最小照度為0.01 lx，水平清晰度為600線的）。采用長窗口采樣、區域數字化技術和相關測量方法而開發的微循環測量電視系統，可自動測量10~150μm的微血管直徑，和2mm / S以內的血流速度及血液流量，并將各種分析結果打印或描跡輸出。

5、無影燈手術電視監控系統 
無影燈手術電視監控系統主要用于手術示教和重放教學。采用彩色攝像機和變焦鏡頭，通常采用6×變焦鏡頭，例如焦距變化范圍為12.5~75mm。由12孔無影燈照明手術區，燈距離手術臺面900~1000mm時，臺面照度高達30,000~70,000lx。照明面直徑100~200mm可調。2/ 3英寸彩色攝像機（現多用1/2英寸的CCD攝像機）攝取的手術面直徑為DCL/fo=146~188mm，式中DC=11mm 1000m，fo=12.5~75mm。

攝像機安裝方式有燈載式、架載式、移動式（立柱式和車載式）、頭盔式等，它們的主要優缺點是，燈載式的攝像機與無影燈裝成一體，便于調準，但燈重增加且易受遮擋；架載式與移動式安裝方便，位置均可移動，既可觀察手術部位又可觀察手術全景，但不易對準，易受遮擋；頭盔式攝像機裝于手術操作者頭上，不易受遮擋，但隨頭部動，圖像晃動。

醫院采用最多的是燈載式。把12孔無影燈中央的風扇拆下，將其出風口擴大，用支架裝上攝像機，重心居中，便于平衡。在燈內兩側各裝一個風扇，以冷卻燈和攝像機。鏡頭上加裝密封防潮玻璃罩，以適應手術室消毒液蒸發滲入。由于燈加重了，須將制動機構擰緊。為減輕燈的負重，應選用輕型攝像機，使其與鏡頭（重1kg左右）合計重量在1.5kg左右為好。

監視器除手術室監視用的放在手術現場外，其它均放在遠離現場的控制室、教室、辦公室、會議室等地。

近幾年來發展了多機系統、多用途系統和多功能系統。小系統用模擬方式控制，大系統用計算機控制。其組成除視頻系統外，還擴充了音頻系統如通話對講，解說收聽，錄放重播等?？刂品绞接梢欢嗫刂葡蚨嘁豢刂?、矩陣式控制發展。視頻系統擴充了漢字、時間、日期顯示和多畫面、動靜畫面顯示。

6、內窺鏡電視監控系統 
醫用內窺鏡是伸入人體內部腔囊式器官諸如喉、支氣管、食道、胃腸、腹腔、子宮以及心血管等內部，觀察其組織和病灶，進行診斷、治療的光學儀器。

（1）纖維內窺鏡電視監控系統

纖維內窺鏡種類繁多，已成為呼吸道、消化道及其它器官的普及儀器，許多加裝了電視攝像機。

纖維內窺鏡用纖維束把物鏡的像傳送給目鏡，并用纖維束導光實現外照明。為提高透光率和分辨力，傳像纖維束排列成六角形蜂窩狀，截面呈方形。

纖維內窺鏡電視是將彩色攝像機通過攝像接口接在觀察口或示教口，攝取內窺鏡圖象，并以視頻信號形式用電纜送給監視器顯示。

若攝像目鏡為3×，傳像束截面為2.2×2.2mm，則在攝像機感光面上的象大小為6.6×6.6mm，用于感光面為6.4×4.8mm2的1/2英寸攝像機是合適的，用于感光面為8.8×6.6mm的2/3英寸攝像機嫌欠缺些，左右兩側各有1.1mm的空白。若移動攝像目鏡使像的尺寸擴大為8.8×8.8mm，便可覆蓋2/3英寸攝像機感光面了。

現多用1/2英寸CCD固體彩色攝像機，其攝像頭外型尺寸為φ17×48mm，重量只有20g，水平分辨力至少為380線以上，窺鏡光源能滿足攝像照度要求。

（2）電子內窺鏡電視監控系統

電子內窺鏡又稱電子內鏡，主要由內窺鏡、視頻處理器（二者相當于分離型微型攝像機）、監視器（相當于電子目鏡）三部分組成。此外，還有錄像機、照相機等記錄裝置。

電子內窺鏡彩色成像方法有兩種：

① 同時制

同時制與現在單片式（固體）或過去單管式彩色攝像機的色成像方法一樣，用附加在攝像器件感光面前面的條紋濾色片把彩色光學圖像進行編碼的方法，將受濾色片調制的彩色光學圖像傳遞給CCD感光面。它只需要白光照明，因此照明系統簡單。但是，條紋濾色片使色信息有所損失。

內窺鏡輸出的彩色視頻信號經過色分離電路分離出R、G、B視頻信號，再經過A/D變換，將其數字信號分別同時存入R、G、B三個存貯器。然后，同時取出并經D/A變換，輸出R、G、B三路模擬視頻信號，送給監視器顯示，或送給錄像機（VTR）、視頻磁盤（VD）記錄。

② 面順序制

用R、G、B三基色濾色片轉盤把白光分解為三基色光，并順序地進行照明的方法，把分解的R、G、B三種顏色的光學圖像順序地投射到CCD攝像器件的感光面上。它需要白光的分解和周期性的順序變換，因此照明系統復雜。但是，R、G、B光學圖像全部作用在感光面上，不會使色信息丟失。

內窺鏡順序輸出的R、G、B視頻信號依次經過A/D變換，將其數字信號順序地分別存入相應的存貯器。然后，同時取出并經D/A變換，輸出R、G、B三路模擬視頻信號，送給監視器顯示，或送給VTR、VD記錄。

兩種制式均可編碼合成一路彩色全電視信號輸出，也可直接輸出數字信號，用于計算機圖像處理。

目前電子內窺鏡有用于上消化道、結腸、十二指腸等品種。近來主要廠家都給電視攝像機與纖維內窺鏡（目鏡口或示教口）之間配置了電視連接器，把二者連接起來成為纖維內窺鏡電視系統。韋爾奇一阿林公司又開發了激光結腸電子內窺鏡。