Name: medical-grade sterilizable target for fluid-immersed fetoscope optical distortion calibration
Uploaded: 2017-02-23T13:00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Medical-grade Sterilizable Target for Fluid-immersed Fetoscope Optical Distortion Calibration at JoVE.com

This work was supported through an Innovative Engineering for Health award by the Wellcome Trust [WT101957], the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) [NS/A000027/1], and a National Institute for Health Research Biomedical Research Centre UCLH/UCL High Impact Initiative. Jan Deprest is being funded by the Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek Vlaanderen (FWO; JD as clinical researcher 1.8.012.07). Danail Stoyanov receives funding from the EPSRC (EP/N013220/1, EP/N022750/1), the EU-FP7 project CASCADE (FP7-ICT-2913-601021), and the EU-Horizon2020 project EndoVESPA (H2020-ICT- 2015-688592). Sebastien Ourselin receives funding from the EPSRC (EP/H046410/1, EP/J020990/1, EP/K005278) and the MRC (MR/J01107X/1). Marcel Tella is supported by the EPSRC-funded UCL Centre for Doctoral Training in Medical Imaging (EP/L016478/1).

1. الهدف تلفيق <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الرملي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ورقة 316 الفولاذ المقاوم للصدأ مع سمك 1.2 ملم. باستخدام قلم رصاص أو الأظافر، رسم 40 ملم × 40 ملم مربع على ورقة مع المعونة من الحاكم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع مربع تعادل باستخدام قطع معدنية اليدوي. الحذر! مشاهدة الأصابع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الملف لتدوير زوايا وجوانب من العينة. الحذر! أنها حادة جدا. كن حذرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد خشبي أو معدني كتلة التوالي أكبر قليلا في الحجم من صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ. وضع ورقة قطع عليه. القيام بذلك من أجل تجنب الانحناء للعينة خلال الرملي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع التجمع في غرفة الانفجار الداخلي. تذكر أن استخدام أحد هواة جمع الغبار وختم بإحكام غرفة الانفجار الداخلي. خلاف ذلك، سوف تنتشر الرمال في جميع أنحاء أثناء العملية. ارتداء نظارات السلامة لحماية العينين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع بندقية الانفجار عمودي وما لا يقل عن 4-5 سم بعيدا عن سطح المعدن. تطبيق مقاولات القدمرأ لالرملي. وضع العينة على قطعة من الخشب (1-2 سم سميكة) باستخدام الرذيلة، وتدفق الرمال ذات الضغط العالي يمكن أن تشوه العينة. خلال بالرمل، عقد العينة بإحكام على حافة قطعة من الخشب أو باستخدام نائب آخر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الرملي على الجانب الآخر إذا كان من المستحسن أن يكون لها نمط المعايرة التي نقشت على كلا الجانبين. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الزخرفة بالليزر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصميم نمط الدوائر غير المتماثلة، كما هو مبين في الشكل 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ملف تنسيق تبادل رسم (DXF) من تصميم إما باستخدام برامج CAD أو لغة برمجة أخرى مناسبة. ملاحظة: للحصول على الراحة، يتم توفير تطبيق بيثون التي يمكن أن تولد ملفات DXF لتصميم المذكورة في هذه الورقة كجزء من الاتفاق على تطبيق واجهة المستخدم الرسومية 16. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استيراد ملفات DXF في البرنامج القطع بالليزر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد المعلمات التالية الحفر الخلفية. الليزر الطاقة: 40٪، سرعة المسح الضوئي:80 سم / ثانية، التردد: 4000 هرتز، عدد التمريرات: 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد المعلمات التالية لخدش لنمط. الليزر الطاقة: 40٪، سرعة المسح الضوئي: 2.1 سم / ثانية، التردد: 4000 هرتز، عدد التمريرات: 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع العينة على منصة العمل ومواءمة نمط القطع باستخدام البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الليزر يؤدي الخفض، وتنظيف عينة عن طريق غمس في الكحول. لا تستخدم أي مناديل، لأنها عادة ما تترك بقايا غير مرغوب فيها. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعقيم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التفاف عينة تعقيمها في حزمة التعقيم وأدخله في وحدة التعقيم (الأوتوكلاف). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يضاف الماء (الماء المقطر لا) إلى الأوتوكلاف واتبع دليل المستخدم / توصيات الشركة الصانعة لتعقيم الهدف. </li></ol></li></ol> معايرة 2. بيري للعمليات الجراحية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج المعايرة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثبيت &quot;endocal&quot; حزمة برامج المنظار معايرة المقدمة على جيثب 16(اتبع التعليمات في ملف اقرأني فيها). ملاحظة: هذا البرنامج يلتف مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية الكاميرا معايرة وحدة 17 في تطبيق الراحة سهلة الاستخدام. تشغيل التطبيق المنصوص عليها في وضعين: الانترنت وغير متصل. وضع على شبكة الإنترنت يكتسب دفق الفيديو مباشرة من متوافق الأجهزة الإطار المختطف. وضع غير متصل بالشبكة يسمح للصور المنظار تحميل إما من ملف فيديو أو مجلد مع عدد من إطارات الفيديو المحفوظة على شكل ملفات الصور. انظر التمهيدي للأجهزة المعتمدة وتعليمات مفصلة حول كيفية استخدام هذين الوضعين. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اكتساب الفيديو بالمنظار ملاحظة: الإرشادات التالية هي للمعايرة على الانترنت (كما هو موضح أعلاه)، ولكنها تنطبق أيضا على حاليا معايرة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع هدف المعايرة في حاوية السوائل المعقمة، مثل حنجود. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء حاوية مع السائل الهدف أو مادة معقمة مماثلة. ملاحظة: على سبيل المثال، في صناعة تج fetoscopicاإلجراءات، السائل الهدف هو السائل الذي يحيط بالجنين. منذ الخصائص البصرية من السائل الذي يحيط بالجنين متشابهة إلى المياه المالحة 18، 19، ماء ملحي معقم يمكن أن تستخدم لمعايرة منظار الجنين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط التكبير وحدة من المنظار كما تريد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج المنظار في السائل والاحتفاظ بها على مسافة من هدف المعايرة مماثل لبعد المسافة من التشريح أن المنظار سيتم لاحقا المستخدمة في. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء تطبيق معايرة والبدء في شراء كاميرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحرك غيض من المنظار قليلا عن وجهات نظر مختلفة مع الحفاظ على نمط معايرة كله في ضوء الكاميرا. لتحقيق الأداء الأمثل، والحفاظ على أسطورة بيضاوية حول نمط المعايرة داخل عرض دائري من المنظار. يشار فيديو الأطر التي يمكن استخدامها للمعايرة من قبل نمط تراكب الظاهري، كما رأينا في الشكل (3): ملاحظة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أكيإعادة ما لا يقل عن الحد الأدنى لعدد من وجهات النظر كاميرا بالمنظار اللازمة لمعايرة (كما هو مبين في الإطار endocal). ملاحظة: الإصدار الحالي من endocal تتطلب على الأقل 10 وجهات النظر كاميرا بالمنظار للمعايرة، عدد مختار تجريبيا وجهات النظر حيث يظهر الخطأ معايرة أن يكون الحد الأدنى واتباع نمط ثابت 20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اضغط على مفتاح المعايرة، كما هو مبين في إطار endocal، لبدء عملية المعايرة باستخدام الصور المكتسبة حتى الآن. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توفير واستخدام المعلمات معايرة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اضغط على مفتاح المعايرة اشارت الى انقاذ المعلمات معايرة مما أدى إلى YAML ( &quot;YAML أليس لغة توصيف النص&quot;) ملف 21. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مجموعة معلمات المعايرة في مصفوفة الكاميرا وتشويه معاملات، كما هو موضح في الكاميرا مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية معايرة وحدة 17. ملاحظة: بعد إجراء المعايرة، والمعايرةتطبيق تلقائيا يعرض صورة لتصحيح التشويه على يمين الصورة المنظار الأصلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام خدمة الفيديو لتصحيح التشويه أثناء إجراء fetoscopic التصور النقي أو المشيمة في الوقت الحقيقي mosaicing 11. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Zhang, Z., Matsushita, Y., Ma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Camera+calibration+with+lens+distortion+from+low-rank+textures.">Camera calibration with lens distortion from low-rank textures.</a> , 2321-2328 (2011).</li><li>Devernay, F., Faugeras, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+calibration+and+removal+of+distortion+from+scenes+of+structured+environments.">Automatic calibration and removal of distortion from scenes of structured environments.</a> , 62-72 (1995).</li><li>Duane, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Close-range+camera+calibration.">Close-range camera calibration.</a> Photogramm. Eng. 37 (8), 855-866 (1971).</li><li>Mallon, J., Whelan, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Which+pattern?+biasing+aspects+of+planar+calibration+patterns+and+detection+methods.">Which pattern? biasing aspects of planar calibration patterns and detection methods.</a> Pattern recognition letters. 28 (8), 921-930 (2007).</li><li>Balletti, C., Guerra, F., Tsioukas, V., Vernier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+Action+Cameras+for+Photogrammetric+Purposes.">Calibration of Action Cameras for Photogrammetric Purposes.</a> Sensors. 14 (9), 17471-17490 (2014).</li><li>Heikkila, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometric+camera+calibration+using+circular+control+points.">Geometric camera calibration using circular control points.</a> IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. 22 (10), 1066-1077 (2000).</li><li>Deprest, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+surgery+is+a+clinical+reality.">Fetal surgery is a clinical reality.</a> Seminars in fetal and neonatal medicine. 15 (1), 58-67 (2009).</li><li>Watanabe, M., Flake, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+surgery:+Progress+and+perspectives.">Fetal surgery: Progress and perspectives.</a> Advances in pediatrics. 57 (1), 353-372 (2010).</li><li>Lewi, L., Deprest, J., Hecher, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vascular+anastomoses+in+monochorionic+twin+pregnancies+and+their+clinical+consequences.">The vascular anastomoses in monochorionic twin pregnancies and their clinical consequences.</a> American journal of obstetrics and gynecology. 208 (1), 19-30 (2013).</li><li>Yamashita, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+bending+manipulator+for+fetoscopic+intrauterine+laser+therapy+to+treat+twin-to-twin+transfusion+syndrome.">Miniature bending manipulator for fetoscopic intrauterine laser therapy to treat twin-to-twin transfusion syndrome.</a> Surgical Endoscopy. 22 (2), 430-435 (2008).</li><li>Daga, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+mosaicing+of+fetoscopic+videos+using+SIFT.">Real-time mosaicing of fetoscopic videos using SIFT.</a> Proc. SPIE 9786, Medical Imaging 2016: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling. 97861R. , (2016).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+mapping+of+untracked+free-hand+endoscopic+views+to+an+ultrasound+image-constructed+3D+placenta+model.">Image mapping of untracked free-hand endoscopic views to an ultrasound image-constructed 3D placenta model.</a> The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 11 (2), 223-234 (2015).</li><li>Liao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+image+mapping+of+endoscopic+image+mosaics+with+three-dimensional+ultrasound+image+for+intrauterine+fetal+surgery.">Fast image mapping of endoscopic image mosaics with three-dimensional ultrasound image for intrauterine fetal surgery.</a> Minimally invasive therapy &amp; allied technologies. 18 (6), 332-340 (2009).</li><li>Chadebecq, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+Dry+Calibration+With+Medium+Adaptation+For+Fluid-Immersed+Endoscopy.">Practical Dry Calibration With Medium Adaptation For Fluid-Immersed Endoscopy.</a> , (2015).</li><li>Wengert, C., Reeff, M., Cattin, P. C., Sz&#233;kely, G., Handels, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bildverarbeitung f&#252;r die Medizin 2006: Algorithmen Systeme Anwendungen. Proceedings des Workshops vom 19. - 21. M&#228;rz 2006 in Hamburg. , 419-423 (2006).</li><li>. Compact GUI application for optical distortion calibration of endoscopes Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/gift-surg/endocal">https://github.com/gift-surg/endocal</a> (2016)</li><li>Reeff, M., Gerhard, F., Cattin, P. C., Sz&#233;kely, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mosaicing of endoscopic placenta images. , (2011).</li><li>Steigman, S. A., Kunisaki, S. M., Wilkins-Haug, L., Takoudes, T. C., Fauza, D. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+human+amniotic+fluid:+implications+for+videofetoscopic+surgery.">Optical properties of human amniotic fluid: implications for videofetoscopic surgery.</a> Fetal diagnosis and therapy. 27 (2), 87-90 (2009).</li><li>Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+flexible+new+technique+for+camera+calibration.">A flexible new technique for camera calibration.</a> IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 22 (11), 1330-1334 (2000).</li><li>. Open Source Computer Vision Library Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/opencv/opencv">https://github.com/opencv/opencv</a> (2016)</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

الرملي هو خطوة هامة في عملية التصنيع وذلك لأن سطح المعدن الخام يعكس بشكل بارز ضوء المنظار، مما يجعل من المستحيل على الدوائر ليتم الكشف. ومن الصعب التمييز بين الدوائر حتى بالعين المجردة (انظر الشكل 5). لاحظ أن سطح الهدف هو موضح كان محفورا بالفعل مع ليزر. ومع ذلك، هذا لا يقلل من انعكاس الضوء. <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig5.jpg" /> الرقم 5: هدف المعايرة مع عدم وجود الرملي تطبيقها. كما يرى من وجهة نظر المنظار على اليسار، على مرأى ومسمع من ضوء المنظار على سطح مادة يجعل من الصعب حتى للعين المجردة للتمييز بين الدوائر (هناك دائرة فقط إلى الجنوب الشرقي من انعكاس كبير). لاحظ أن سطح هذا الهدف (أي &quot;الخلفية&quot;) كان محفورا بالفعل، ولكن هذا ليس<html> مفيدة في غياب الرملي. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/55298fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> قبل نمط النقش، فمن المهم أيضا أن حفر سطح العينة بأكملها. وهذا أمر ضروري لأن السطح بالرمل والعديد من انعكاس منتظم (انظر الشكل 6)، التي تتداخل مع الكشف عن فقاعة. <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig6.jpg" /> الشكل 6: يسفع السطح مع عدم وجود الحفر. وإن لم يكن بارزة مثل سطح المعدن الخام، وانعكاس منتظم صغيرة نسبيا (وبعضها يتم تسليط الضوء مع الأسهم الصفراء) لا تزال كافية لمنع الكشف عن فقاعة من النجاح، لذلك لا يمكن معايرة أداء مع هذا الهدف.arget = &quot;_ فارغة&quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. تطبيق الليزر بسرعات مختلفة يعطي خلفية مختلفة الألوان. لون الخلفية يلعب دورا هاما في التباين بين الدوائر والخلفية. وبالتالي، فمن الأهمية بمكان لتحديد لون الخلفية الأمثل. لهذا الغرض، لوحة مع دوائر محفورا ضد مجموعة من خلفيات مختلفة تم إنشاء (انظر الشكل 7). تم اختبار الخلفيات باستخدام وحدة الكشف عن ميزة من مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية 23، والذي يستخدم في الكاميرا مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية معايرة وحدة 17. في هذا العمل، وجاء الهدف من الفولاذ المقاوم للصدأ، كما هو المادة الأكثر شيوعا وموثوقة المستخدمة في عيادات للأجهزة الطبية. هذه المواد متاحة بحرية، ليست مكلفة، قوية، وسهلة لتعقيم. من المحتمل أن تستخدم مواد أخرى لهدف المعايرة، مثل الألومنيوم أو المعالج باليود والمعادن، ولكن هذا هو سكوب(ه) من العمل في المستقبل. <img alt="الرقم 7" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig7.jpg" /> الشكل 7: لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ ويضم لوحة من خلفية مختلفة الألوان محفورا مع الليزر. وأجريت التجارب العملية بالتعاون مع مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية وحدة الكشف عن ميزة لتحديد لون الخلفية يعطي نتيجة أفضل من حيث النقطة إلى خلفية تباين 23. وجهة نظر المنظار على اليسار يظهر لوحة. ألوان الخلفية معتدلة (أي تلك البعض أن أحلك والأخف وزنا منها) في هذه اللوحة تسفر عن الكشف سائل أفضل. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/55298fig7large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> واحدة من مزايا هذا العمل هو أن أداء المعايرة باستخدام الهدف ملفقة يأخذ 2-3 دقيقة. معظم الجهد الذهابوفاق ليستقر يدويا المنظار إلى الحصول على آراء لائقة من نمط المعايرة. يمكن استخدام حامل المنظار مبنية خصيصا للقضاء على الحاجة لتحقيق الاستقرار اليدوي، والتي بدورها يمكن اختصار الوقت بشكل كبير المعايرة. <img alt="فيديو 1" src="/files/ftp_upload/55298/55298video1.jpg" /> الفيديو 1: فيديو يبين كيفية معايرة تشويه بصري يمكن تنفيذها باستخدام هدف المعايرة وضعت جنبا إلى جنب مع برنامج endocal. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/fetoscope-calibration-480.mov" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)</a> ميزة عملنا مقارنة لعمل نغرت وآخرون. 15 غير أن الكاميرا مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية معايرة وحدة 17 يمكن استخدامها كما هو للمعايرة، دون الحاجة إلى أي تعديل أو العرف parameterization. لأن مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية هو مجموعة من البرامج راسخة وبحالة جيدة وتحظى بشعبية كبيرة في المجتمع رؤية الكمبيوتر، وذلك باستخدام أنه يلغي الحاجة لكتابة والحفاظ على برامج مخصصة. لراحة القارئ، يتم توفير تطبيق واجهة المستخدم الرسومية المدمجة 16، والتي يمكن للقارئ أن تثبيت بسهولة واستخدامها لاختبار أهداف معايرة جديدة. عيب واحد من أسلوبنا مقارنة نغرت وآخرون. 15 غير أن منهجهم هو أكثر قوة إلى انسداد في نمط، كما أنها لا تتطلب الكشف عن جميع النقط. في البداية، كانت ملفقة هدف المعايرة مع نمط الشطرنج لهذا العمل. ومع ذلك، أثبت هذا النوع من هدف المعايرة لتكون غير صالحة في التجارب بسبب صعوبة الكشف عن زوايا المربعات الشطرنج. يعتمد الكشف الزاوية على القائم على الرسم البياني binarization صورة (انظر مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية شفرة المصدر 24). هذه عفريتتكمن الحاجة إلى النقيض من لون واضح بين الساحات المظلمة والضوء، والتي لا يمكن أن تكون مضمونة مع نمط الشطرنج لدينا، ويرجع ذلك جزئيا إلى انعكاس منتظم، مثل تلك التي تظهر في الشكل (6). هذه انعكاس منتظم موجودة حتى بعد الحفر الخلفية؛ ومع ذلك، فإن الكشف عن الدوائر ويبدو أن أقل حساسية لهذا القصور. في الإعداد الحالي، إلا وجهات النظر عمودي من هدف المعايرة تسمح للكشف سائل ناجحة. ويرجع ذلك إلى انعكاس منتظم من على سطح الهدف تعرقل الكشف سائل بزوايا مائلة هذا. ونحن نعمل على زيادة تحسين المستهدفة وذلك لإتاحة الفرصة لاكتساب وجهات النظر في مجموعة واسعة من الزوايا، التي يحتمل أن تحسين نوعية المعايرات المنفذة 20. في الوقت الحقيقي المشيمة mosaicing خط الأنابيب الذي اقترح في وقت سابق 11، حساب العابرةتشكيل تعين صورة أزواج يعتمد على الكشف الناجح والتجميع من الميزات. التشوهات البصرية، من ناحية أخرى، تسبب مجموعة من الميزات مع هندسة جامدة لتبدو مختلفة عبر الصور. ونتيجة لذلك، هذا الاختلاف يؤدي إلى عدم الدقة في التحولات المحسوبة، التي تسبب الانجرافات يترتب عليه من فسيفساء من الصور. لأن التشوهات البصرية أبرز موجودة نحو الحواف، واقتصاص الصور بالمنظار حاليا إلى مناطقهم أعمق. ومن شأن تصحيح جيدة لالتشوهات البصرية يحتمل أن تسمح لإدراج جزء أكبر من كل صورة في عملية mosaicing. وميزة هذه الطريقة هي ذات شقين. أولا، فإنه زيادة عدد من الميزات الكشف في كل صورة، ويحتمل أن تحسين حساب التحولات صورة. ثانيا، فإنه يسمح للهدف سطح التشريحية كله من أجل إعادة بنائها في فترة زمنية أقصر.

<html> معايرة الكاميرا هي مشكلة معروفة في مجال الرؤية الحاسوبية التي تم دراستها بشكل مكثف خلال السنوات 1 و 2 و 3. والخطوة الأساسية لإجراءات المعايرة الكاميرا لتقدير معالم النموذج تشويه، وكذلك المعلمات كاميرا الجوهرية، عن طريق استخراج شبكة من نقاط مع هندسة يعرف من صور الكاميرا مع دقة البكسل الفرعي. أهداف المعايرة مع نمط الشطرنج يضم المربعات السوداء والبيضاء وتستخدم عادة لهذا الغرض. النقط الدائرية توفر نمط بديل 4، 5، 6. في السنوات الأخيرة، كان هناك اهتمام متزايد في تطوير تكنولوجيا الملاحة الجراحية من أجل إجراء جراحات الجنين، مثل علاج التوأم إلى التوأم متلازمة نقل الدم (تي تي تي إس) على الأجنة&gt; 7، 8، 9، 10. وبما أن مجال الرؤية من منظار الجنين (أي المنظار المستخدم في العمليات الجراحية الجنين) محدودة جدا، وقد تم اقتراح طرق لرسم خرائط الأوعية الدموية المشيمة دون استخدام بتتبع الخارجية للمساعدة في عملية جراحية تي تي تي إس 11، 12، 13. التشوهات البصرية داخل الصور fetoscopic لها آثار سلبية على هذه الأساليب mosaicing الحسابية التي تعتمد على استخراج المعلومات البصرية 11. وبالتالي، هناك حاجة غير الملباة لأداة فعالة من حيث التكلفة وسريعة لشبه الجراحة معايرة fetoscopes بحيث تعويض التشويه البصري الذي يمكن القيام به في الوقت الحقيقي أثناء التدخل. يرجع ذلك إلى حقيقة أن منظار الجنين مغمورة في السائل الذي يحيط بالجنين أثناء التدخل، والفرق مؤشر الانكسار بينالسائل الذي يحيط بالجنين الأشعة تحت الحمراء ويجعل الطرق التقليدية في الهواء الكاميرا المعايرة غير صالحة للإجراءات جراحة الجنين. تقدير المعلمات الكاميرا مغمورة السوائل من المعلمات الكاميرا في الهواء مهمة صعبة وتتطلب صورة واحدة على الأقل من هدف المعايرة مغمورة السائل 14. وعلاوة على ذلك، شبه المنطوق،-مغمورة السائل fetoscopic الكاميرا المعايرة غير عملية في الوقت الراهن نظرا لمتطلبات التعقيم والقيود المفروضة على المواد المسموح بها في غرفة العمليات. نظرا لهذه الأسباب، ومعايرة المناظير لالتشوهات البصرية هي عادة ليست جزءا من سير العمل السريري الحالي. العمل في هذا المخطوط هو محاولة لإغلاق هذه الكاميرا الفجوة المعايرة من خلال تصميم وإنتاج هدف المعايرة تشويه بصري تعقيمها وعملي يتميز نمط الدوائر غير المتماثلة. سابقا، نغرت وآخرون. ملفقة جهاز معايرة مخصص يضم لوحة الألمنيوم المؤكسد كهدف المعايرة. المنهجيات الخاصةالتطوير التنظيمي، ومع ذلك، لا تعمل إلا بالتعاون مع الخوارزمية العرف المعايرة أنها وضعت 15.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.2mm Metal sheet 316 Grade, 40 mm by 40 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water container at least 50mm by 50mm by 30mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A sterilisation package</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Seline water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual metal cutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A file to round up the corners</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A wooden or metal block 50 mm by 50 mm at least 10 mm thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A vise (desirable but not required)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sand Blasting machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GUI application to create .dxf file with the pattern (https://github.com/gift-surg/endocal)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Cutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>An endoscope calibration software from GitHub (http://docs.opencv.org/2.4/doc/tutorials/calib3d/camera_calibration/camera_calibration.html)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endoscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OpenCV camera calibration module (https://github.com/opencv/opencv)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

medical-grade sterilizable target for fluid-immersed fetoscope optical distortion calibration

We have developed a calibration target for use with fluid-immersed endoscopes within the context of the GIFT-Surg (Guided Instrumentation for Fetal Therapy and Surgery) project. One of the aims of this project is to engineer novel, real-time image processing methods for intra-operative use in the treatment of congenital birth defects, such as spina bifida and the twin-to-twin transfusion syndrome. The developed target allows for the sterility-preserving optical distortion calibration of endoscopes within a few minutes. Good optical distortion calibration and compensation are important for mitigating undesirable effects like radial distortions, which not only hamper accurate imaging using existing endoscopic technology during fetal surgery, but also make acquired images less suitable for potentially very useful image computing applications, like real-time mosaicing. In this paper proposes a novel fabrication method to create an affordable, sterilizable calibration target suitable for use in a clinical setup. This method involves etching a calibration pattern by laser cutting a sandblasted stainless steel sheet. This target was validated using the camera calibration module provided by OpenCV, a state-of-the-art software library popular in the computer vision community.

ولقد خلقنا هدف المعايرة تعقيمها بواسطة الحفر وجود نمط من دائرة غير المتماثلة على ورقة الفولاذ المقاوم للصدأ المعادن بالرمل، الذي هو مبين في الشكل رقم 1 تصميم. ويرد الإعداد قدوة عرض هذا هدف المعايرة في العمل جنبا إلى جنب مع منظار الجنين في الشكل 2. لتغذية هذا التصميم في البرنامج النقش بالليزر، تم تنفيذ تطبيق مخصص في لغة البرمجة بايثون 16. خلق نمط تصميم ينطوي الحفر تكرارا خطوط متوازية على الصفائح المعدنية. لنمط أن يكون لها لون متناسق في النهاية، والمسافة بين هذه الخطوط يجب أن يكون أقل من عرض من شعاع الليزر (انظر أقحم في الشكل 1)، هذا القيمة هي 45 ميكرون للقطع الليزر فيولينو (Laservall). <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig1.jpg" /> <st<html> رونغ&gt; الشكل 1: تصميم نمط محفورة يضم شبكة 3-ب-11 من الدوائر غير المتماثلة. أقحم: التكبير في رأي الشبكة من الدوائر غير المتماثلة. المسافة بين السطور 45 ميكرون (يساوي عرض شعاع ليزر)، ولكل دائرة التي يبلغ قطرها 1 مم. ويمكن استخدام أحجام أخرى للحصول على الشبكة أيضا، ولكن هذا كان جدت لتكون الأمثل بالنسبة إلى الميدان منظار الجنين نظر. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/55298fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig2.jpg" /> الشكل 2: إعداد نموذج مع هدف المعايرة في الاستخدام. يتم توجيه غيض من منظار الجنين-مغمورة بالمياه في هدف المعايرة على اليمين. على اليسار هو قرش البريطانية لتوفير المعلومات على نطاق و.&quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. هدف المعايرة ملفقة يسمح للكشف عن نمط دائري في دفق الفيديو بالمنظار مع مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية 17، الذي ثم يتم فرز في شبكة دائرية غير المتماثلة محددة مسبقا المواقع (انظر الشكل 3). باستخدام هذه المعلومات بالتزامن مع هندسة شبكة معروفة، يمكن تقدير المعلمات الكاميرا الداخلية. وتشمل هذه المصفوفة الكاميرا ومعاملات تشويه. تتكون المصفوفة الكاميرا من الاتصال أطوال والمراكز البصرية على طول X- والعمودي للطائرة صورة 2D. وتستند معاملات التشويه على نموذج براون Conrady 3. لاحظ أن لهذا العمل، وقدرت فقط المعلمات تشويه شعاعي. للمناقشة وجيزة من الناحية النظرية، مع أمثلة عملية، راجع صفحة ويب كاميرا وحدة المعايرة مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية &lt;سوب الطبقة = &quot;XREF&quot;&gt; 17 والكاميرا MATLAB معايرة الأدوات 22. تتوفر في العمل تشانغ 20 مزيد من التفاصيل حول إجراءات سرية المعايرة. يتميز برنامج مستودع endocal مجموعة بيانات عينة من 10 وجهات النظر بالمنظار من هدف المعايرة ملفقة 16. باستخدام هذه البينات، المعايرة بمتوسط ​​الخطأ إعادة الإسقاط من 0.28 بكسل (الحد الأدنى: 0.16، ماكس: 0.45) تم الحصول عليها. هذا هو مماثل إلى بكسل 0.25 أفاد به نغرت وآخرون. استخدام مواردها المخصصة معايرة خوارزمية 15. نفس فريق البحث، ومع ذلك، أفاد الخطأ إعادة الإسقاط من 0.6 بكسل في ورقة أكثر حداثة عند استخدام الأسلوب في 15 لمعايرة كاميرا بالمنظار المستخدمة في المشيمة mosaicing 18. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig3.jpg" /> <stرونغ&gt; الشكل (3): كشف في الوقت الحقيقي من نمط المعايرة. لقطة من تطبيق معايرة 16 وشارك فيها نمط معايرة الكشف عن مضافين على دفق الفيديو الحية باستخدام التصور الواقع الافتراضي من مكتبة برمجية مفتوحة للرؤية الحاسوبية 17. لاحظ أن يتم التأكيد على كل عمود الكشف عن نمط المعايرة بلون مختلف. الدوائر الكشف، بالتزامن مع هندسة نعرف، وتستخدم لحساب المعلمات الكاميرا. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/55298fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> وتستخدم الكاميرا معايير والمقدرة لتصحيح التشويه البصري. ويبين الشكل 4 نمط رقعة الشطرنج مستطيلة، كما يراها باستخدام منظار الجنين، حيث تشكل التشوهات البصرية خطوط تظهر على شكل منحنيات. لاحظ أن خطوط يبدو طبيعيا في distortiعلى تصحيح الصورة. <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/55298/55298fig4.jpg" /> الشكل 4: تصحيح التشويه البصري. لقطة من تطبيق معايرة 16 يضم صورة لقطات فيديو حية من تسجيل منظار الجنين من نمط الشطرنج (يسار) مع صورة لتصحيح التشويه (يمين). وينتمي ثلاثة خطوط نموذجية في كل من الصور، كل من زاوية واحدة إلى أخرى، حيث مسار خطي. بسبب التشوهات البصرية، تظهر هذه الخطوط والمنحنيات في الصور منظار الجنين الأصلي. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55298/55298fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Medical-grade Sterilizable Target for Fluid-immersed Fetoscope Optical Distortion Calibration at JoVE.com

Medical-grade Sterilizable Target for Fluid-immersed Fetoscope Optical Distortion Calibration

This article describes the design and development of a sterilizable custom camera optical distortion calibration target for the peri-operative, fluid-immersed calibration of endoscopes during endoscopic interventions.

الطبية الصف الهدف تعقيمها ل-مغمورة السائل منظار الجنين البصرية تشويه المعايرة

We have developed a calibration target for use with fluid-immersed endoscopes within the context of the GIFT-Surg (Guided Instrumentation for Fetal ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

ثلاثي الأبعاد البصرية الميكروسكوب الضوئي الاستبانة

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

أ ف التوحد لجنة المساواة العرقية ، السلمون المدخن النهج للكشف عن خلية الانصهار في فيفو</em

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including ...

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

في تركيب المختبر من تباعد الليفية الأصلية، طويل والقطاعي الكولاجين تباعد طويل

Collagen fibrils are present in the  extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and  mechanical strength. These native ...

Graphene Coatings for Biomedical Implants

الجرافين عوازل للزراعة الحيوية الطبية

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

النطاق العريض للكشف عن الموجات فوق الصوتية البصرية للتطبيقات التصوير الطبي

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

Quantitative Optical Microscopy: Measurement of Cellular Biophysical Features with a Standard Optical Microscope

المجهر الضوئي الكمية: قياس الخلوية البيوفيزيائية الميزات مع مجهر بصري قياسي

We describe the use of a standard optical microscope to perform quantitative measurements of mass, volume, and density on cellular specimens through a ...

Optical Control of Living Cells Electrical Activity by Conjugated Polymers

مراقبة البصرية من الخلايا الحية النشاط الكهربائي من قبل مترافق البوليمرات

Hybrid interfaces between organic semiconductors and living tissues represent a new tool for in-vitro and in-vivo applications. In particular, conjugated ...

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

إعداد 3D الهلام الكولاجين وMicrochannels لدراسة التفاعلات 3D<em&gt; في فيفو</em

Historically, most cellular processes have been studied in only 2 dimensions.  While these studies have been informative about general cell signaling ...

Multicolor Fluorescence Detection for Droplet Microfluidics Using Optical Fibers

متعدد الألوان كشف الإسفار عن القطرة على microfluidics عن طريق الألياف البصرية

Fluorescence assays are the most common readouts used in droplet microfluidics due to their bright signals and fast time response. Applications such as ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

استهدفت البلازما غشاء تسليم ومسعور الشحن مغلف في الكريستال السائل الجسيمات النانوية الناقل

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...