[發明專利]手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置及其檢測方法

無效

• 申請號: 200910050294.8
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101576372A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 王殊軼;張敏燕;周潁;葛斌;孟青云;郭世俊;謝海明;尹勛超;高艷華;韓露
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/06;G01B11/03
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

1.一種手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，包括計算機(1)，攝像機(2)，檢測平臺(12)，其特征在于，還包括光源燈(3)、標定量塊夾具(4)、寬度檢測夾具(5)、高度/厚度檢測夾具(6)、攝像機固定裝置(7)、標定量塊；

所述攝像機(2)由CMOS圖像傳感器和CMOS攝像頭組成；所述攝像機固定裝置(7)包括攝像機架(8)、導軌滑塊(9)、導軌(10)、導軌底座(11)，檢測平臺(12)上面通過導軌底座(11)固定連接斜齒立柱導軌(10)，立柱導軌(10)的斜齒槽連接固定導軌滑塊(9)，導軌滑塊(9)前面固定連接攝像機架(8)，攝像機架(8)上面固定攝像機(2)；檢測平臺(12)上面，攝像機(2)下面固定標定量塊夾具(4)，標定量塊夾具(4)前面安裝有寬度檢測夾具(5)，左連安裝有高度/厚度檢測夾具(6)；攝像機(2)正下方平臺(12)上放置光源燈(3)，攝像機(2)鏡頭中心、標定量塊夾具(4)中心、標定量塊(13)以及檢測部位的中心在同一垂直線上；

所述攝像機(2)與計算機(1)通過USB2.0通用串行總線接口連接。

2.根據權利要求1所述的手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，其特征在于，所述計算機(1)操作系統為WindowsXP+SP2，所用軟件為基于Visual?C++6.0的檢測軟件。

3.根據權利要求1所述的手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，其特征在于，所述CMOS圖像傳感器的最高分辨率為2048*1536，像素尺寸為3.2μm*3.2μm，光學尺寸為1/2inch，信噪比＞42dB，動態范圍＞60dB，敏感度在550nm的光源下為1V/lux-sec。

4.根據權利要求1所述的手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，其特征在于，所述CMOS攝像頭的光學鏡頭的焦距為55mm，圖像最大尺寸：8.8mm*6.6mm，光圈：F2.8-F32C，焦點：0.14m-Inf，工作距離：140mm-Inf，光學放大率0.5x。

5.根據權利要求1所述的手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，其特征在于，所述光源燈(5)為LED高亮度背面光源。

6.根據權利要求1所述的手術器械使用部位尺寸自動檢測裝置，其特征在于，所述計算機(1)數據輸出口接顯示器或打印機。

7.一種手術器械使用部位尺寸自動檢測方法，其特征在于，具體檢測步驟如下：

(一)圖像采集

CMOS傳感器采集原始圖像，并將原始圖像進行開運算，即先腐蝕再膨脹，以消除噪聲點；

(二)系統標定

使用標定量塊進行系統標定，得出每像素代表的實際寬度；

(三)圖像處理

A.使用部位自動定位

采用基于二分查找法的自動定位方法來定位手術器械的頂部位置得到手術器械頂端的縱坐標P。

手術器械的使用部位位于其頂端向下3mm處，利用下面公式得出使用部位的縱坐標Q：

Q＝3mm/K+P??，其中：K為單個像素所代表的實際物理尺寸，

以Q為縱坐標的橫線方向進行亞像素精度一維邊緣提取，兩邊緣間的距離即為使用部位尺寸；

B.亞像素邊緣檢測

1)粗定位

選用滿足Canny準則且能以遞歸方式實現的最理想邊緣濾波器Deriche邊緣濾波器：

d′_σ(x)＝-α²xe^-α|x|

e′_σ(x)＝-2αsin(αx)e^-α|x|

對Deriche邊緣濾波器而言則是α越小對應的平滑程度越大；

2)精定位

采用擬合拋物線求最大值的方法來實現對邊緣點的亞像素精度提取：首先檢測出邊緣幅度的局部最大區域，然后在最大值附近找到三個點，通過此三個點來擬合一條拋物線，此拋物線的最大值就是亞像素精度的邊緣位置。