從影像輔助手術(shù)到醫(yī)療診斷系統(tǒng),實(shí)時(shí)成像技術(shù)正推動(dòng)著醫(yī)療保健服務(wù)方式的根本性變更。隨著醫(yī)學(xué)成像的廣泛應(yīng)用,工程師正在尋求新的方法,從而更加經(jīng)濟(jì)有效地傳輸高帶寬視頻。之前醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)依賴于電信、廣播、和大眾化技術(shù)傳輸視頻。這些方法需要使用專用的布線和昂貴的組件來傳輸圖像數(shù)據(jù),使得這些系統(tǒng)變得昂貴、復(fù)雜和難以廣泛使用。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),工程師采用統(tǒng)一的機(jī)器視覺標(biāo)準(zhǔn),來滿足超大的帶寬、超低的延遲和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。虹科-Pleora提供的外置式采集卡和嵌入式解決方案將為其帶來廣泛的支持。
GigE Vision技術(shù)和臨床應(yīng)用購買醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是醫(yī)院的重大投資,不僅表現(xiàn)在前期的設(shè)備成本,還表現(xiàn)在后期的維護(hù)費(fèi)用。遵循GigE Vision協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻接口產(chǎn)品,使得工程師可以在現(xiàn)有醫(yī)療設(shè)備基礎(chǔ)上創(chuàng)建實(shí)時(shí)化的網(wǎng)絡(luò)手術(shù)室。
越來越多的設(shè)備商把GigE Vision接口硬件集成到數(shù)字平面板X射線檢測(cè)儀上,以取代以膠片成像的設(shè)備。在檢測(cè)系統(tǒng)中,圖像從X射線檢測(cè)儀傳輸?shù)浆F(xiàn)有接口,比如Camera Link或LVDS接口,然后通過外置式圖像采集卡設(shè)備,把圖像轉(zhuǎn)變成遵循GigE Vision格式的視頻信號(hào)。
利用以太網(wǎng)遠(yuǎn)距離布線的優(yōu)勢(shì),醫(yī)療數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以自由的放置在無菌手術(shù)室外面,這樣減少了滅菌設(shè)備的成本,降低了患者感染的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在各個(gè)部門之間的共享。
基于GigE分布的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是把先前孤立的圖像和患者資料數(shù)據(jù)集成到網(wǎng)絡(luò)上,并把這些數(shù)據(jù)整合到一個(gè)顯示終端。這樣在手術(shù)室里的顯示器可以實(shí)時(shí)顯示來自不同成像設(shè)備和系統(tǒng)的患者數(shù)據(jù)。在不需要對(duì)硬件和軟件重新配置的情況下,外科醫(yī)師可以很容易地在這些成像源之間進(jìn)行切換。比如:切換白光和熒光攝像機(jī)數(shù)據(jù),或者對(duì)比患者手術(shù)前影像和實(shí)時(shí)圖像之間的區(qū)別等。
在傳輸層,成像設(shè)備只向網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送一份數(shù)據(jù),交換機(jī)將數(shù)據(jù)復(fù)制后,分別分配給顯示器和處理平臺(tái)。該技術(shù)確保了視頻分配不會(huì)影響服務(wù)器性能。借助以太網(wǎng)的組播傳送能力,數(shù)據(jù)可以分配到一套顯示和處理系統(tǒng)中或者分配到多套系統(tǒng)中去,從而保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。傳感器采集數(shù)據(jù)的時(shí)間戳信息,配置信息等元數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)系統(tǒng)同步傳輸?shù)浇K端設(shè)備,從而可以兼容遵循醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件設(shè)備。
圖1 更加靈活的GigE接口,使多面板X射線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加簡(jiǎn)單高帶寬成像技術(shù)的進(jìn)步也有助于減少患者受到輻射的劑量。尤其是在透視檢查設(shè)備中,傳統(tǒng)的透視設(shè)備使用連續(xù)超時(shí)的輻射照射量來實(shí)現(xiàn)X射線信號(hào)的成像,該過程造成過量的X射線輻射。新一代透視檢查系統(tǒng)使用多個(gè)移動(dòng)的X射線源,僅僅在幾秒鐘內(nèi)就可以從多個(gè)遞增的角度對(duì)患者的組織進(jìn)行成像,從而最大程度的減少患者受到的輻射量。對(duì)于這種新型透視設(shè)備,使用傳統(tǒng)的圖像傳輸接口不但價(jià)格昂貴,而且會(huì)使得系統(tǒng)變得非常復(fù)雜和臃腫。
隨著診斷成像系統(tǒng)對(duì)帶寬的需求增加,工程師開始評(píng)估使用GigE Vision協(xié)議和NBASE-T技術(shù),該技術(shù)支持5 Gb/s圖像傳輸或更快的10 GigE技術(shù)。使用10 GigE技術(shù),多源圖像數(shù)據(jù)可通過以太網(wǎng)匯聚到處理系統(tǒng)上,利用這些CMOS X-射線檢測(cè)儀上生成的數(shù)據(jù)來動(dòng)態(tài)合成3D圖像。如果需要,系統(tǒng)可以添加更多的遵循GigE Vision協(xié)議的X射線檢測(cè)儀,進(jìn)一步增加系統(tǒng)的成像質(zhì)量。整個(gè)系統(tǒng)的集成非常簡(jiǎn)便,得益于所有的成像模塊是遵循GigE Vision協(xié)議的。
虹科產(chǎn)品:嵌入式視頻接口HK-NTx-GigE?關(guān)鍵特點(diǎn):-
結(jié)構(gòu)緊湊、功率低,易于嵌入到小體積相機(jī)、平板X射線探測(cè)器和成像系統(tǒng)中
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吞吐量接近1 Gbps
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高達(dá)32位、120 MHz并行LVTTL/LVCMOS視頻輸入,以及4個(gè)交錯(cuò)Tap
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GenICam集成開發(fā)包(包含iPORT AutoGen XML生成工具和固件參考設(shè)計(jì)組成)提供一個(gè)高效簡(jiǎn)潔的GenICam交互界面
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支持添加元數(shù)據(jù)如:圖像的預(yù)處理結(jié)果,圖像拍攝時(shí)正交編碼器的準(zhǔn)確位置
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IEEE 1588精確時(shí)間協(xié)議 將多臺(tái)相機(jī)和成像設(shè)備同步到網(wǎng)絡(luò)主時(shí)鐘,精度高達(dá)1μs(微秒)行掃描和面掃描模式
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自帶120MB圖像緩存,支持?jǐn)?shù)百萬像素的傳感器尺寸
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可通過GigE端口更新固件,便于現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)
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虹科智能感知事業(yè)部專注于智能感知與機(jī)器視覺領(lǐng)域,已經(jīng)和IDS,Blickfeld和Gidel等有著重要地位的國(guó)際公司展開深度的技術(shù)合作。我們的解決方案包括3D激光雷達(dá),工業(yè)相機(jī),視覺處理平臺(tái),圖像采集卡及視覺系統(tǒng)集成等。虹科的工程師積極參與國(guó)內(nèi)外專業(yè)協(xié)會(huì)和聯(lián)盟的活動(dòng),我們非常重視技術(shù)培訓(xùn)和積累,公司定期與國(guó)內(nèi)外專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流和培訓(xùn)。
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