Bioengineering

द्रव डूबे Fetoscope ऑप्टिकल विरूपण कैलिब्रेशन के लिए चिकित्सा ग्रेड sterilizable लक्ष्य

Published: February 23, 2017 doi: 10.3791/55298

Daniil I. Nikitichev*¹, Dzhoshkun I. Shakir*¹, François Chadebecq¹, Marcel Tella¹, Jan Deprest^1,2, Danail Stoyanov³, Sébastien Ourselin¹, Tom Vercauteren¹

¹Translational Imaging Group, CMIC, University College London, ²Department of Obstetrics and Gynecology, University Hospitals Leuven, ³Surgical Robot Vision Group, CMIC, University College London

* These authors contributed equally

Introduction

कैमरा अंशांकन कंप्यूटर दृष्टि क्षेत्र है कि अधिकता वर्ष ^{^1,} ^{^2,} ³ पर अध्ययन किया गया है में एक अच्छी तरह से ज्ञात समस्या है। कैमरा अंशांकन प्रक्रियाओं की एक प्रमुख कदम है, एक विरूपण मॉडल के मापदंडों, साथ ही आंतरिक कैमरा मानकों अनुमान लगाने के लिए उप पिक्सेल सटीकता के साथ कैमरा छवियों से एक ज्ञात ज्यामिति के साथ अंक की एक ग्रिड निकालने के द्वारा है। काले और सफेद वर्गों की विशेषता एक बिसात पैटर्न के साथ कैलिब्रेशन लक्ष्यों को आमतौर पर इस उद्देश्य के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। परिपत्र चारों एक विकल्प के पैटर्न ^{^4,} ^{^5,} ⁶ की पेशकश करते हैं।

हाल के वर्षों में, वहाँ भ्रूण पर इस तरह के जुड़वां करने वाली जुड़वां आधान सिंड्रोम (TTTS) के इलाज के रूप में भ्रूण सर्जरी की प्रक्रियाओं, शल्य चिकित्सा के लिए नेविगेशन तकनीक के विकास में एक बढ़ती रुचि रही है> ^7, ^{^8,} ^{^9,} ^10। Fetoscope के मद्देनजर क्षेत्र के रूप में (यानी, भ्रूण शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं में प्रयुक्त एक एंडोस्कोप) बहुत सीमित है, बाहरी ट्रैकर्स के उपयोग के बिना अपरा वाहिका मानचित्रण के लिए तरीकों TTTS सर्जरी ^{^11,} ^{^12,} ¹³ सहायता करने के लिए प्रस्तावित किया गया है। Fetoscopic छवियों के भीतर ऑप्टिकल विकृतियों इन कम्प्यूटेशनल mosaicing तरीकों कि दृश्य सूचना निष्कर्षण ¹¹ पर भरोसा करते हैं पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। इस प्रकार, वहाँ पेरी ऑपरेशन fetoscopes औजार इतना है कि ऑप्टिकल विरूपण मुआवजा हस्तक्षेप के दौरान वास्तविक समय में किया जा सकता है के लिए एक लागत प्रभावी और तेजी से उपकरण के लिए एक unmet की आवश्यकता है।

तथ्य यह है कि fetoscope, हस्तक्षेप के दौरान एमनियोटिक द्रव में डूब जाता है एक के बीच अंतर के कारण सूचकांक अपवर्तनआईआर और एमनियोटिक द्रव शास्त्रीय में हवा में कैमरा अंशांकन तरीकों भ्रूण सर्जरी की प्रक्रियाओं के लिए अनुपयुक्त बना देता है। में हवा में कैमरा मानकों से तरल पदार्थ डूबे कैमरा मानकों का आकलन एक मुश्किल काम है और तरल पदार्थ डूबे अंशांकन लक्ष्य ¹⁴ से कम से कम एक छवि की आवश्यकता है। इसके अलावा, पेरी-ऑपरेटिव, द्रव डूबे fetoscopic कैमरा अंशांकन वर्तमान में नसबंदी आवश्यकताओं और सामग्री ऑपरेशन थियेटर में अनुमति पर प्रतिबंधों की वजह से अव्यावहारिक है। इन कारणों के कारण, ऑप्टिकल विकृतियों के लिए एंडोस्कोप औजार आम तौर पर मौजूदा नैदानिक कार्यप्रवाह का हिस्सा नहीं है। इस पांडुलिपि में काम डिजाइन और एक sterilizable और व्यावहारिक ऑप्टिकल विरूपण अंशांकन विषम हलकों की एक पद्धति की विशेषता लक्ष्य का निर्माण करके इस कैमरे अंशांकन अंतर को बंद करने का प्रयास है। इससे पहले, वेनगर्ट एट अल। एक कस्टम अंशांकन अंशांकन लक्ष्य के रूप में एक ऑक्सीकरण एल्यूमिनियम प्लेट की विशेषता डिवाइस गढ़े। उनके मेथआयुध डिपो, तथापि, केवल कस्टम अंशांकन एल्गोरिथ्म वे विकसित ^{15 के} साथ संयोजन के रूप में काम करता है।

Protocol

1. लक्ष्य निर्माण

sandblasting
1. एक 1.2 मिमी मोटाई के साथ एक 316 स्टेनलेस स्टील शीट तैयार करें। एक पेंसिल या एक कील का प्रयोग, एक शासक की सहायता के साथ शीट पर एक 40 मिमी x 40 मिमी वर्ग आकर्षित।
2. तैयार वर्ग एक मैनुअल धातु कटर का उपयोग कर काट। सावधान! उंगलियों देखो।
3. कोनों और नमूना के पक्ष गोल करने के लिए एक फ़ाइल का उपयोग करें। सावधान! वे बहुत तेज कर रहे हैं; सावधान रहे।
4. एक सीधे लकड़ी या धातु ब्लॉक थोड़ा स्टेनलेस स्टील शीट की तुलना में आकार में बड़ा तैयार करें। उस पर कटौती चादर प्लेस, आदेश sandblasting के दौरान नमूना झुकने से बचने के लिए ऐसा करते हैं।
5. आंतरिक विस्फोट कक्ष में विधानसभा रखें। एक धूल कलेक्टर का उपयोग करने के लिए याद रखें और कसकर आंतरिक विस्फोट चैम्बर सील करने के लिए; अन्यथा, रेत प्रक्रिया के दौरान सभी में फैला होगा। सुरक्षा चश्मे पहनें आंखों की रक्षा करने के लिए।
6. सीधा करने के लिए एक विस्फोट बंदूक की स्थिति और धातु की सतह से कम से कम 4-5 सेमी की दूरी पर। पैर contr लागू करेंsandblasting के लिए राजभाषा। , लकड़ी (1-2 सेमी मोटी) एक उपाध्यक्ष का उपयोग कर के टुकड़े पर नमूना रखो उच्च दबाव रेत प्रवाह नमूना ख़राब कर सकते हैं। रेत नष्ट दौरान, लकड़ी के टुकड़े के किनारे या किसी अन्य उपाध्यक्ष का उपयोग करके कसकर पकड़ नमूना।
7. दूसरे पक्ष पर Sandblasting दोहराएँ अगर यह एक अंशांकन पैटर्न दोनों पक्षों पर उत्कीर्ण है वांछनीय है।
लेजर patterning
1. विषम हलकों के एक पैटर्न डिजाइन, के रूप में चित्र 1 में दिखाया गया है।
2. डिजाइन या तो सीएडी सॉफ्टवेयर या अन्य उपयुक्त प्रोग्रामिंग भाषा के उपयोग की एक बैठक विनिमय प्रारूप (DXF) फ़ाइल तैयार करें।
  नोट: सुविधा के लिए, एक अजगर आवेदन है कि डिजाइन इस पत्र में उल्लेख के लिए DXF फ़ाइलों को उत्पन्न कर सकते हैं कॉम्पैक्ट जीयूआई आवेदन ¹⁶ के भाग के रूप में प्रदान की जाती है।
3. लेजर काटने सॉफ्टवेयर में DXF फ़ाइलों को आयात करें।
4. पृष्ठभूमि नक़्क़ाशी के लिए निम्नलिखित मानकों को निर्धारित करें। लेजर पावर: 40%, स्कैन गति:80 सेमी / एस, आवृत्ति: 4000 हर्ट्ज, गुजरता की संख्या: 1।
5. पैटर्न नक़्क़ाशी के लिए निम्नलिखित मानकों को निर्धारित करें। लेजर पावर: 40%, स्कैन गति: 2.1 सेमी / एस, आवृत्ति: 4000 हर्ट्ज, गुजरता की संख्या: 1।
6. काम कर रहे मंच पर नमूना रखो और सॉफ्टवेयर का उपयोग कर काटने पैटर्न संरेखित।
7. बाद लेजर कट करता है, शराब में यह सूई से नमूना साफ। किसी भी पोंछे का उपयोग न करें, क्योंकि वे आम तौर पर अवांछनीय अवशेषों छोड़ दें।
बंध्याकरण
1. एक नसबंदी पैकेज में निष्फल नमूना लपेटें और नसबंदी इकाई (आटोक्लेव) में डालें।
2. पानी नहीं है (आसुत जल) आटोक्लेव को जोड़ने और लक्ष्य बाँझ के लिए उपयोगकर्ता के गाइड / निर्माता की सिफारिशों का पालन करें।

2. पेरी-ऑपरेटिव कैलिब्रेशन

अंशांकन सॉफ्टवेयर
1. "Endocal" एंडोस्कोप अंशांकन सॉफ्टवेयर GitHub ¹⁶ पर उपलब्ध कराई पैकेज स्थापित करें(README फाइल में निर्देशों का पालन उसमें)।
  नोट: यह सॉफ्टवेयर एक आसान करने के लिए उपयोग की सुविधा आवेदन में OpenCV कैमरा अंशांकन मॉड्यूल ¹⁷ लपेटता है। उपलब्ध कराए गए आवेदन दो मोड में चलाता है: ऑनलाइन और ऑफलाइन। ऑनलाइन मोड संगत फ्रेम धरनेवाला हार्डवेयर से सीधे वीडियो स्ट्रीम प्राप्त कर लेता है। ऑफलाइन मोड लोड हो रहा है एंडोस्कोप छवियों के लिए या तो एक वीडियो फ़ाइल या छवि फ़ाइलों के रूप में सहेजा वीडियो फ्रेम के एक नंबर के साथ एक फ़ोल्डर से अनुमति देता है। समर्थित हार्डवेयर और कैसे इन दो मोड का उपयोग करने के बारे में विस्तृत निर्देश README देखें।
इंडोस्कोपिक वीडियो अधिग्रहण
नोट: निम्न निर्देश (जैसा कि ऊपर वर्णित) ऑनलाइन जांच के लिए कर रहे हैं, लेकिन वे भी ऑफ़लाइन अंशांकन के लिए लागू कर रहे हैं।
1. एक बाँझ तरल पदार्थ कंटेनर में अंशांकन लक्ष्य रखें, इस तरह के एक gallipot के रूप में।
2. लक्ष्य द्रव या इसी तरह की एक बाँझ पदार्थ के साथ कंटेनर भरें।
  नोट: उदाहरण के लिए, fetoscopic प्रक्रिया मेंdures, लक्ष्य द्रव एमनियोटिक द्रव है। चूंकि एमनियोटिक द्रव की ऑप्टिकल गुण खारा पानी ^{^18,} ¹⁹ के लिए समान हैं, बाँझ खारा पानी fetoscope औजार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
3. वांछित के रूप में जूम और एंडोस्कोप के तीखेपन को समायोजित करें।
4. तरल पदार्थ में एंडोस्कोप विसर्जित कर दिया और शरीर रचना विज्ञान कि एंडोस्कोप बाद में इस्तेमाल किया जाएगा से दूरी के समान अंशांकन लक्ष्य से थोड़ी दूरी पर पकड़।
5. अंशांकन आवेदन शुरू करने और कैमरा अधिग्रहण शुरू करते हैं।
6. जबकि कैमरा के मद्देनजर पूरे अंशांकन पैटर्न में रखते हुए अलग-अलग विचारों के लिए थोड़ा एंडोस्कोप की नोक पर ले जाएँ। अनुकूलतम प्रदर्शन के लिए, एंडोस्कोप का परिपत्र देखने के भीतर अंशांकन पैटर्न के चारों ओर अंडाकार लीजेंड रहते हैं।
  नोट: वीडियो फ्रेम है कि जांच के लिए प्रयोग करने योग्य हैं, एक आभासी पैटर्न ओवरले द्वारा संकेत कर रहे हैं के रूप में चित्रा 3 में देखा।
7. Acquiफिर कम से कम इंडोस्कोपिक कैमरा (के रूप में endocal विंडो में संकेत दिया) जांच के लिए आवश्यक विचारों की न्यूनतम संख्या।
  नोट: endocal के वर्तमान संस्करण अंशांकन के लिए कम से कम 10 इंडोस्कोपिक कैमरा विचारों, विचारों का एक heuristically चयनित संख्या जहां अंशांकन त्रुटि न्यूनतम हो सकता है और एक स्थिर पैटर्न ²⁰ का पालन करने के लिए प्रकट होता है की आवश्यकता है।
8. अंशांकन कुंजी अब तक प्राप्त कर लिया छवियों का उपयोग अंशांकन प्रक्रिया शुरू करने के लिए, के रूप में endocal खिड़की पर संकेत दिया, प्रेस।
बचत और अंशांकन मापदंडों का उपयोग
1. एक YAML में जिसके परिणामस्वरूप अंशांकन मानकों को बचाने के लिए संकेत अंशांकन कुंजी प्रेस ( "YAML भाषा मार्कअप नहीं है") दायर कर ^21।
2. समूह कैमरा मैट्रिक्स और विरूपण गुणांक में अंशांकन मापदंडों OpenCV कैमरा अंशांकन मॉड्यूल ¹⁷ में विस्तार से बताया।
  नोट: अंशांकन प्रदर्शन करने के बाद, अंशांकनआवेदन स्वतः मूल एंडोस्कोप छवि के दाईं ओर विरूपण-सही छवि प्रदर्शित करता है।
3. शुद्ध दृश्य के लिए या ¹¹ mosaicing वास्तविक समय अपरा के लिए एक fetoscopic प्रक्रिया के दौरान विरूपण को सही वीडियो फीड का प्रयोग करें।

Representative Results

हम एक sandblasted स्टेनलेस स्टील धातु शीट, जिसका डिजाइन चित्र 1 में दिखाया गया है पर विषम चक्र का एक पैटर्न नक़्क़ाशी द्वारा एक sterilizable अंशांकन लक्ष्य बनाया। एक कापी कार्रवाई में इस अंशांकन लक्ष्य एक साथ दिखा एक fetoscope के साथ सेटअप चित्रा 2 में दिखाया गया है। लेजर नक़्क़ाशी सॉफ्टवेयर में इस डिजाइन को खिलाने के लिए, एक कस्टम आवेदन अजगर प्रोग्रामिंग भाषा के ¹⁶ में लागू किया गया था। डिजाइन पैटर्न बनाने iteratively एक धातु शीट पर समानांतर लाइनों नक़्क़ाशी शामिल है। पैटर्न के अंत में एक सुसंगत रंग है करने के लिए, इन पंक्तियों के बीच की दूरी लेजर बीम की चौड़ाई से कम होना चाहिए (चित्रा 1 के इनसेट देखें) -इस मूल्य Violino (Laservall) लेजर कटर के लिए 45 माइक्रोन है।

आकृति 1
रोंग> चित्रा 1: विषम हलकों के एक 3-से-11 ग्रिड की विशेषता उत्कीर्ण पैटर्न की डिजाइन। इनसेट: में बढ़कर विषम हलकों के ग्रिड का दृश्य। लाइनों के बीच की दूरी 45 माइक्रोन (लेजर बीम चौड़ाई के बराबर) है, और प्रत्येक चक्र में 1 मिमी की एक व्यास है। अन्य आकार के रूप में अच्छी तरह से ग्रिड के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इस दृश्य की fetoscope क्षेत्र के संबंध में इष्टतम होना पाया गया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: प्रयोग में अंशांकन लक्ष्य के साथ कापी सेटअप। पानी डूबे fetoscope की नोक पर सही अंशांकन लक्ष्य पर निर्देशित है। बाईं तरफ के पैमाने जानकारी प्रदान करने के लिए एक ब्रिटिश पैसा है।"लक्ष्य =" _blank "> यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

गढ़े अंशांकन लक्ष्य OpenCV ^17, जिसका स्थानों तो पूर्व निर्धारित विषम परिपत्र ग्रिड में हल कर रहे हैं के साथ इंडोस्कोपिक वीडियो स्ट्रीम में परिपत्र पैटर्न का पता लगाने के लिए अनुमति देता है (चित्रा 3 देखें)। पहले से ही ज्ञात ग्रिड ज्यामिति के साथ संयोजन के रूप में इस जानकारी का उपयोग, आंतरिक कैमरा मानकों अनुमान लगाया जा सकता है। ये कैमरा मैट्रिक्स और विरूपण गुणांक शामिल हैं। कैमरा मैट्रिक्स फोकल लंबाई और एक्स और 2 डी छवि विमान के वाई अक्ष के साथ ऑप्टिकल केन्द्रों के होते हैं। विरूपण गुणांक ब्राउन Conrady मॉडल ³ पर आधारित हैं। ध्यान दें कि इस काम के लिए, केवल रेडियल विरूपण मापदंडों का अनुमान लगाया गया था। सिद्धांत का एक संक्षिप्त चर्चा, व्यावहारिक उदाहरण के साथ के लिए, OpenCV कैमरा अंशांकन मॉड्यूल के वेबपेज को देखने <समर्थन वर्ग = "xref"> 17 और MATLAB कैमरा अंशांकन उपकरण बॉक्स ^22। कैमरा अंशांकन प्रक्रिया के बारे में अधिक जानकारी के झांग के काम ²⁰ में उपलब्ध हैं। Endocal सॉफ्टवेयर रिपोजिटरी गढ़े अंशांकन लक्ष्य ¹⁶ के 10 इंडोस्कोपिक विचारों का एक नमूना डाटासेट की सुविधा है। (: 0.16, अधिकतम: न्यूनतम 0.45) इस डाटासेट 0.28 पिक्सल के एक औसत फिर से प्रक्षेपण त्रुटि के साथ एक अंशांकन का उपयोग कर प्राप्त किया गया था। यह 0.25 पिक्सल वेनगर्ट एट अल द्वारा सूचना के बराबर है। अपने कस्टम अंशांकन एल्गोरिथ्म ¹⁵ का उपयोग कर। एक ही अनुसंधान समूह, हालांकि, 0.6 पिक्सल के एक फिर से प्रक्षेपण त्रुटि एक और हाल ही में अखबार में जब एक इंडोस्कोपिक अपरा mosaicing ^{18 के} लिए इस्तेमाल किया कैमरा औजार के लिए ¹⁵ में विधि का उपयोग कर सूचना दी।

चित्र तीन
16 से एक स्क्रीनशॉट का पता चला अंशांकन पैटर्न की विशेषता OpenCV ¹⁷ से आभासी वास्तविकता के दृश्य का उपयोग कर लाइव वीडियो स्ट्रीम पर मढ़ा। ध्यान दें कि अंशांकन पैटर्न से प्रत्येक का पता चला स्तंभ को एक अलग रंग से बल दिया है। पता चला हलकों, जाना जाता ज्यामिति के साथ संयोजन के रूप में, कंप्यूटिंग कैमरा मानकों के लिए उपयोग किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

अनुमान लगाया कैमरा मानकों ऑप्टिकल विरूपण सुधार के लिए उपयोग किया जाता है। के रूप में एक fetoscope, ऑप्टिकल विकृतियों लाइनों घटता के रूप में दिखाई देते हैं, जहां का उपयोग करके देखा चित्रा 4, एक आयताकार बिसात पैटर्न से पता चलता। ध्यान दें कि लाइनों distorti में सामान्य दिखाईछवि पर सही।

चित्रा 4: ऑप्टिकल विरूपण सुधार। अंशांकन आवेदन ¹⁶ बिसात पैटर्न (बाएं) विरूपण को सही छवि (दाएं) के साथ एक से fetoscope रिकॉर्डिंग से लाइव वीडियो छवि की विशेषता से एक स्क्रीनशॉट। तीन अनुकरणीय लाइनों, प्रत्येक दूसरे के लिए एक कोने में, जहाँ प्रक्षेपवक्र रैखिक है से दोनों छवियों में तैयार कर रहे हैं। ऑप्टिकल विकृतियों के कारण, इन पंक्तियों के मूल fetoscope छवियों में घटता के रूप में दिखाई देते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Discussion

Sandblasting निर्माण की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि कच्चे धातु की सतह प्रमुखता से एंडोस्कोप प्रकाश को दर्शाता है, यह असंभव हलकों पता लगाया जा करने के लिए कर रही है। यह भी नग्न आंखों के साथ हलकों भेद करना मुश्किल है (चित्रा 5 देखें)। ध्यान दें कि दिखाए गए लक्ष्य की सतह पहले से ही एक लेजर के साथ etched गया था। हालांकि, इस प्रकाश प्रतिबिंब को कम नहीं करता।

चित्रा 5: नहीं Sandblasting साथ कैलिब्रेशन लक्ष्य आवेदन किया। के रूप में छोड़ दिया पर एंडोस्कोप दृष्टि से देखा, सामग्री की सतह पर एंडोस्कोप प्रकाश से चमक यह मुश्किल नग्न आंखों हलकों में भेद करने के लिए भी बनाता है (सिर्फ बड़े प्रतिबिंब के दक्षिण में एक चक्र है)। ध्यान दें कि इस लक्ष्य की सतह (यानी, "पृष्ठभूमि") पहले से ही etched गया था, लेकिन यह नहीं है sandblasting के अभाव में मददगार। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

पैटर्न नक़्क़ाशी करने से पहले, यह भी पूरी नमूना की सतह खोदना करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसका कारण यह है sandblasted सतह कई specular प्रतिबिंब है, जो बूँद का पता लगाने के साथ हस्तक्षेप (चित्रा 6 देखें) आवश्यक है।

चित्रा 6: कोई नक़्क़ाशी के साथ sandblasted सतह। हालांकि कच्चे धातु की सतह के रूप में के रूप में प्रमुख नहीं, अपेक्षाकृत छोटे specular प्रतिबिंब (जिनमें से कुछ पीले तीर के साथ डाला जाता है) फिर भी, सफल होने से बूँद पता लगाने को रोकने के लिए पर्याप्त हैं तो कोई अंशांकन इस लक्ष्य के साथ किया जा सकता है।arget = "_blank"> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

अलग गति में लेजर लागू करने के अलग-अलग पृष्ठभूमि रंग देता है। पृष्ठभूमि रंग हलकों और पृष्ठभूमि के बीच इसके विपरीत में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसलिए, यह इष्टतम पृष्ठभूमि रंग निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस उद्देश्य के लिए, हलकों के साथ एक थाली अलग पृष्ठभूमि (7 चित्रा देखें) बनाया गया था की एक सेट के खिलाफ etched। पृष्ठभूमि में OpenCV ²³ है, जो OpenCV कैमरा अंशांकन मॉड्यूल ¹⁷ में प्रयोग किया जाता है का पता लगाने की सुविधा मॉड्यूल का उपयोग कर परीक्षण किया गया। इस काम में, लक्ष्य स्टेनलेस स्टील से बनाया गया था, के रूप में यह सबसे आम है और विश्वसनीय चिकित्सा उपकरणों के लिए क्लीनिक में प्रयुक्त सामग्री है। इस सामग्री को स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है, महंगा नहीं, मजबूत, और बाँझ करने के लिए आसान है। अन्य सामग्री संभवतः ऐसे एल्यूमीनियम या आयोडीन युक्त धातुओं के रूप में, अंशांकन लक्ष्य के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इस SCOP हैभविष्य के काम के ई।

चित्रा 7: स्टेनलेस स्टील प्लेट लेजर के साथ etched अलग पृष्ठभूमि रंग की पट्टी की विशेषता है। व्यावहारिक प्रयोगों OpenCV पता लगाने की सुविधा मॉड्यूल निर्धारित करने के लिए जो पृष्ठभूमि रंग बूँद करने वाली पृष्ठभूमि विपरीत ²³ के मामले में इष्टतम परिणाम देता है के साथ संयोजन के रूप में आयोजित की गई। बाईं तरफ एंडोस्कोप देखें प्लेट से पता चलता है। मध्यम पृष्ठभूमि रंग (यानी, अन्य उन अंधेरी और सबसे हल्का है कि लोगों को) इस पैलेट में बेहतर बूँद का पता लगाने निकलेगा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

इस काम के लाभ में से एक यह है कि एक अंशांकन गढ़े लक्ष्य का उपयोग कर प्रदर्शन कर 2-3 मिनट लेता है। प्रयास का सबसे जानातों मैन्युअल एंडोस्कोप स्थिर करने के लिए अंशांकन पैटर्न के सभ्य विचारों प्राप्त करने के लिए। एक कस्टम निर्मित एंडोस्कोप धारक का उपयोग मैनुअल स्थिरीकरण, जो बारी में काफी अंशांकन समय कम हो सकता है की आवश्यकता को समाप्त कर सकता है।

वीडियो 1: वीडियो दिखा कैसे ऑप्टिकल विरूपण अंशांकन endocal सॉफ्टवेयर के साथ मिलकर विकसित अंशांकन लक्ष्य का उपयोग किया जा सकता है। इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें। (डाउनलोड करने के लिए राइट क्लिक करें।)

हमारे काम का एक लाभ यह वेनगर्ट एट अल के काम की तुलना में। ¹⁵ OpenCV कैमरा अंशांकन मॉड्यूल ¹⁷ के रूप में जांच के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि, किसी भी संशोधन या कस्टम parame की आवश्यकता के बिना हैterization। क्योंकि OpenCV एक अच्छी तरह से स्थापित है और अच्छी तरह से बनाए रखा सॉफ्टवेयर पैकेज है और कंप्यूटर दृष्टि समुदाय में बहुत लोकप्रिय है, यह लिख रहे हैं और कस्टम सॉफ्टवेयर को बनाए रखने के लिए की आवश्यकता समाप्त उपयोग कर। पाठक की सुविधा के लिए, एक कॉम्पैक्ट जीयूआई आवेदन ¹⁶ प्रदान की जाती है, जो पाठक को आसानी से स्थापित करने और नए अंशांकन लक्ष्यों का परीक्षण करने के लिए उपयोग कर सकते हैं। वेनगर्ट एट अल की तुलना में हमारे विधि का एक नुकसान। ¹⁵ कि उनकी विधि, पैटर्न के अवरोध को और अधिक मजबूत है, क्योंकि यह सभी चारों का पता लगाने की आवश्यकता नहीं है।

प्रारंभ में, एक बिसात पैटर्न के साथ एक अंशांकन लक्ष्य इस काम के लिए निर्मित किया गया था। हालांकि, अंशांकन लक्ष्य के इस प्रकार बिसात वर्गों के कोने का पता लगाने में कठिनाई के कारण प्रयोगों में अनुपयुक्त साबित हुई। कोने का पता लगाने हिस्टोग्राम आधारित छवि binarization (OpenCV स्रोत कोड ²⁴ देखें) पर निर्भर करता है। यह छोटा सा भूतअंधेरे और प्रकाश चौराहों, आंशिक रूप से specular प्रतिबिंब के कारण हमारे बिसात पैटर्न के साथ की गारंटी है जो नहीं किया जा सका, 6 चित्र में दिखाया लोगों की तरह बीच एक स्पष्ट रंग विपरीत के लिए जरूरत है। इस तरह के specular प्रतिबिंब पृष्ठभूमि नक़्क़ाशी के बाद भी मौजूद हैं; हालांकि, हलकों का पता लगाने के कम इस कमी के प्रति संवेदनशील होने लगता है।

मौजूदा सेटअप में, अंशांकन लक्ष्य का केवल सीधा विचारों सफल बूँद का पता लगाने के लिए अनुमति देते हैं। इस लक्ष्य की सतह परोक्ष कोण पर बूँद का पता लगाने में बाधा से specular प्रतिबिंब के कारण है। हम आगे के लक्ष्य में सुधार करने के लिए इतनी के रूप कोण की एक व्यापक रेंज है, जो संभावित प्रदर्शन किया calibrations ²⁰ की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है पर विचारों के अधिग्रहण के लिए अनुमति देने के लिए काम कर रहे हैं।

वास्तविक समय में अपरा पाइप लाइन है कि पहले ¹¹ प्रस्तावित किया गया था, ट्रांस की गणना mosaicingगठन के उस छवि जोड़े के नक्शे सफल पता लगाने और सुविधाओं के समूह पर निर्भर करता है। ऑप्टिकल विकृतियों, दूसरे हाथ पर, एक कठोर ज्यामिति के साथ सुविधाओं के एक समूह छवियों भर में विभिन्न प्रकट करने के लिए कारण। एक परिणाम के रूप में, इस अंतर को गणना परिवर्तनों, जो कारण परिणामस्वरूप छवि मोज़ाइक में drifts में अशुद्धियों की ओर जाता है। क्योंकि सबसे प्रमुख ऑप्टिकल विकृतियों किनारों की ओर मौजूद हैं, इंडोस्कोपिक छवियों वर्तमान में अपने अंतरतम क्षेत्रों के लिए उत्पन्न होते हैं। ऑप्टिकल विकृतियों के लिए एक अच्छा सुधार संभावित mosaicing प्रक्रिया में प्रत्येक छवि का एक बड़ा हिस्सा के समावेश के लिए अनुमति होगी। इस विधि का लाभ दो गुना है। सबसे पहले, यह प्रत्येक छवि में पाया सुविधाओं की संख्या में वृद्धि संभावित छवि परिवर्तनों की गणना में सुधार होगा। दूसरा, यह पूरे लक्ष्य संरचनात्मक सतह के लिए अनुमति देने के एक छोटे समय में खंगाला होगा।

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.2 mm Metal sheet 316 Grade, 40 mm by 40 mm
Water container at least 50 mm by 50 mm by 30 mm
A sterilization package
Saline water
Manual metal cutter
A file to round up the corners
A wooden or metal block 50 mm by 50 mm at least 10 mm thick
A vice (desirable but not required)
Sand Blasting machine
GUI application to create .dxf file with the pattern			https://github.com/gift-surg/endocal
PC
Laser Cutter
Autoclave
An endoscope calibration software			from GitHub: https://github.com/gift-surg/endocal
Endoscope
OpenCV camera calibration module			http://docs.opencv.org/2.4/doc/tutorials/calib3d/camera_calibration/camera_calibration.html
Safety goggles
A lab coat
A ruler and a marker
Alcohol (preferably ethanol) for dust removal and cleaning

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References

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