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医用内窥镜的光学原理和相关测试标准

内窥镜光学成像系统由物镜系统、传像系统和/ 或目镜系统三大系统组成。工作原理:被观察物经物镜所成的倒像,通过传像系统将倒像以正像形式传输到目镜,再由目镜放大后,为人眼所观察。为构成不同的视向角,需加入不同的棱镜。

内窥镜的光学原理

 

➢ 硬性内窥镜

➢ 腹腔镜

 

 

内窥镜的测量的相关标准

 

➢ 硬性内窥镜 —YY 0068.1-2008

➢ 电子内窥镜 —YY/T 1587-2018

➢ 摄像成像系统 —YY/T 1603-2018

 

光学成像系统由物镜系统、传像系统和/ 或目镜系统三大系统组成。工作原理:被观察物经物镜所成的倒像,通过传像系统将倒像以正像形式传输到目镜,再由目镜放大后,为人眼所观察。为构成不同的视向角,需加入不同的棱镜。

 

➢ 目镜:它是由若干个透镜组合而成,具有较大的视场和视角放大率,可以用来观察前方光学系统,主要作用是将物镜放大所得的实像,进行再次放大。

➢ 物镜:物镜也是由多个透镜组成,与目镜相比, 由更加复杂的透镜组合而成。主要功能是汇集样品表面的光线,并且提供给目镜,最终形成我们所看到的图像。物镜质量的好坏直接影响着成像质量。

➢光学间隔:物镜象方焦点F1到目镜物方焦点F2之间的距离。

➢间隔管:与棒状镜构成中继系统。

➢棒状镜:内窥镜具有一定长度,需要有中继系统,放大倍率-1,使用奇数组可以使得系统成正像。

 

 

硬性内窥镜标准:YY 0068.1 - 2008

 

4.2.1视场角:制造商应以任何可能的形式明示内窥镜视场角的设计值, 允差:±15%。

4.2.2 视向角: 制造商在光学镜上应标注视向角的名义值,标称视向角, 允差:±10%。

4.3.1 角分辨力光学镜的入瞳中心对给定的光学工作距处的最小可辨等距条纹宽的极限分辨角的倒数,

4.3.2 有效景深

光学观察镜应有良好的颜色分辨能力和色还原性。当采用ISO 10526:1999 CIE S 005 规定的A和D65标准照明体的光谱,经照明光路和成像系统传输后输出,其输出光谱应能保持良好的显色性。制造商应在随附资料中给出该输出光谱的显色指数𝑅𝑎的名义值并说明其意义。

4.3.3 视场质量:视场应无重影或鬼影、闪烁等效应,无可见杂志、气泡等缺陷。

4.4 颜色分辨能力和色还原性

4.5.1 照明变化率

光学镜经灭菌或消毒试验后,其照明光路的光能积分率应保持稳定,用输出光通量衡量,光通量变化率应不大于20%。

4.5.2 照明有效性

在有效景深范围内检查,照明光斑应充满视场的有效尺度,且在𝑊𝑝的90%视场处的照度应均匀,在该视场带上选择四个正交方位测试,其均匀性应满足下表规定。对于标称视向角>0°的内窥镜,测试点应包含视轴与镜体主轴构成的平面上的两点

4.6 综合光效

制造商应在随附资料中给出𝑊𝑝的90%视场处的综合镜体光效的名义值并说明其意义。该光效的测量值不小于名义值。

制造商在设计光学工作距𝑑0处的内窥镜工作视场形状应表述为视轴对称的球面,定义为球面Z视场。如可能,在随附资料中应同时给出该球面Z视场的形状参数z,及𝑊𝑝的90%视场处的综合边缘光效。否则,制造商应给出在评价视场面形状下𝑊𝑝的90%视场处的综合边缘光效的值。

4.7 光能传递效率

4.8 单位相对畸变

 

 

YY 1587 - 2018 标准 内容

 

3.1.1 光电转换函数

电子内窥镜物方亮度和相应的输出信号之间的理想关系。

3.10 朗伯体光效

平面元与内球面相向辐射时,朗伯辐射体对受照体的边缘光效。

4.3 照明镜体光效

制造商应在随附资料中给出在Wp的90%视场处的照明镜体光效ILeR的名义值。该光效测定值应不

小于给定的名义值。

4.4 亮度响应特性

制造商应在技术资料中给出适配监视器以相对值表示的输出亮度电光转

换函数或数据列表。

4.5 信噪比

● 制造商应在技术资料中给出电子内窥镜的随机噪声信噪比的标称值以及对应的摄像模式(若电

子内窥镜有多种摄像模式时)。

● 信噪比的允差为:-20%,上限不计。

4.6 空间频率响应

● 制造商应在技术资料中给出电子内窥镜在SFR值为50%和30%时所对应的物方空间角频率的标称值

以及对应的摄像模式(若电子内窥镜有多种摄像模式时)。

● SFR值为50%和30%时所对应的物方空间角频率的允差为:-20%,上限不计。

4.7 静态图像宽容度

● 制造商应在技术资料中给出电子内窥镜的静态图像宽容度的标称值以及对应的摄像模式

(若电子内窥镜有多种摄像模式时)。

● 静态图像宽容度允差为:-20%,上限不计。

● 计算亮度信号分量

● Y值计算可以进行以下加权:𝑌 = 0.2125𝑅 + 0.7154𝐺 + 0.0721𝐵;

● 绘制亮度及其对应的亮度信号输出值曲线,读取高亮区域亮度饱和临界值 𝐿𝑠𝑎𝑡

 

 

YY/T 1603 -2018 标准 内容

 

4.1.1 可拆卸镜头 调制传递函数

4.1.2 可拆卸镜头 焦距

4.2 亮度响应特性

4.3 信噪比

4.4 空间频率响应

4.5 静态图像宽容度

4.1.1 可拆卸镜头 调制传递函数

制造商在随附资料中应给出可拆卸镜头MTF值为50%时所对应的空间频

率的标称值,允差为-20%,上限不计。

4.1.2 可拆卸镜头 焦距

制造商在随附资料中应给出可拆卸镜头的焦距参数。对于固定焦距镜头,

焦距的标称值允差±20%。对于可变倍镜头,最小焦距的标称值允差为

+20%,下限不计;最大焦距的标称值允差为-20%,上限不计。

 

 

 

 

更多详情请联系熠品医疗与生物实验室,业务咨询电话:+86 21 5473 6833

 

熠品实验室出具的测试报告可被欧盟各大发证机构(如:TUV、SGS、BSI、IMQ、MEDCERT等)以及美国FDA、澳洲TGA、加拿大CSA、尼日利亚SONCAP、NAFDAC等认可。

 

 

 


 

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