無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)①

王 植, 沈建新

?

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)①

王 植, 沈建新

(南京航空航天大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院, 南京 210016)

針對(duì)傳統(tǒng)檢眼鏡、眼底照相機(jī)等眼科檢查設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、移動(dòng)性差、不能實(shí)時(shí)觀察視網(wǎng)膜情況等缺陷, 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng). 對(duì)視網(wǎng)膜圖像獲取和WiFi無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了研究, 通過(guò)WiFi無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)、HTTP網(wǎng)絡(luò)編程, 用裝有網(wǎng)卡的PC機(jī)遠(yuǎn)程控制眼底照相機(jī)采集視網(wǎng)膜圖像, 并將圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、顯示和保存. 最終將裝有網(wǎng)卡的PC機(jī)與眼底照相機(jī)通過(guò)WiFi相連接, 方便快捷的完成視網(wǎng)膜圖像的無(wú)線采集和實(shí)時(shí)觀察, 為醫(yī)生提供眼科疾病診斷、治療的客觀依據(jù).

視網(wǎng)膜病變; 視網(wǎng)膜成像; WiFi; HTTP協(xié)議; 無(wú)線傳輸

眼睛是人類(lèi)感知周?chē)挛锏囊曈X(jué)器官, 外界景物要先通過(guò)復(fù)雜的人眼光學(xué)成像系統(tǒng)在視網(wǎng)膜上成一個(gè)倒立的實(shí)像, 然后經(jīng)視神經(jīng)傳送至大腦. 人眼是一臺(tái)精密的光學(xué)成像系統(tǒng), 視網(wǎng)膜相當(dāng)于光學(xué)成像系統(tǒng)中的接收器, 對(duì)人眼獲取外界信息非常重要, 因而眼底成像檢查是現(xiàn)代科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)研究的熱門(mén)對(duì)象.

傳統(tǒng)的眼底視網(wǎng)膜檢查方法是使用直接檢眼鏡、雙目間接檢眼鏡或者眼底照相機(jī)等, 通過(guò)具有豐富眼底篩查經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生和病人相互配合, 能夠觀察到眼底的情況, 但這些方法需要醫(yī)生根據(jù)主觀判斷對(duì)患者視網(wǎng)膜病變情況進(jìn)行診斷[1]. 檢眼鏡操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣, 但是檢查需要患者配合和豐富經(jīng)驗(yàn)的眼科醫(yī)生, 病變情況缺乏客觀性圖像記錄、無(wú)立體感, 容易漏診誤診. 傳統(tǒng)的眼底照相機(jī)可以形成視網(wǎng)膜客觀性圖像記錄, 但是照明系統(tǒng)和觀察系統(tǒng)比較復(fù)雜, 體積較大, 便攜性差, 需要病人的配合才能完成檢查, 不能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷與圖像傳輸, 無(wú)法應(yīng)用于嬰幼兒和老年人等特殊病人[2].

目前無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有: 藍(lán)牙、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GPRS、無(wú)線局域網(wǎng)ZigBee、基于IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)WiFi. WiFi由于傳輸速率快、能耗低、運(yùn)行環(huán)境兼容性高, 因此成為在有限范圍內(nèi)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先選擇的通信方式[3].

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)是將有線傳輸?shù)囊暰W(wǎng)膜數(shù)字圖像信號(hào)和控制數(shù)據(jù)改為無(wú)線傳輸. 本文提出將眼底照相機(jī)內(nèi)部嵌入WiFi傳輸模塊, 通過(guò)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC設(shè)備連接相機(jī)的WiFi熱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜圖像的無(wú)線采集、傳輸、顯示和存儲(chǔ)等工作.

1 方案設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)眼底照相機(jī)的工作原理是通過(guò)復(fù)雜的成像光路將生成的視網(wǎng)膜光學(xué)影像投射到圖像傳感器上, 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào), 將該數(shù)字信號(hào)傳送至數(shù)字信號(hào)處理芯片中進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)等操作, 最終通過(guò)有線線路如USB接口將成像結(jié)果傳送到PC設(shè)備中并通過(guò)顯示器顯示[4]. 傳統(tǒng)眼底照相機(jī)進(jìn)行無(wú)線改造的關(guān)鍵就是如何將數(shù)字信號(hào)處理芯片處理的數(shù)字圖像信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸裝置傳輸[5], 并通過(guò)無(wú)線接收裝置將數(shù)字信號(hào)傳送至裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC機(jī)實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜圖像的無(wú)線采集和傳輸.

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)總體上由裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC設(shè)備和眼底照相機(jī)組成, 其中眼底照相機(jī)由視網(wǎng)膜成像透鏡組、CMOS模組、WiFi傳輸模塊組成. PC設(shè)備與眼底照相機(jī)通過(guò)WiFi傳輸模塊相連接, 兩者之間通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交互. PC設(shè)備通過(guò)WiFi傳輸模塊發(fā)送命令控制眼底照相機(jī)采集視網(wǎng)膜圖像, 并將圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、顯示和保存, 無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)解決方案如圖1所示.

圖1 無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)解決方案

2 硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)的眼底照相機(jī)部分包括視網(wǎng)膜成像透鏡組、CMOS模組、WiFi傳輸模塊組成, CMOS模組和WiFi傳輸模塊采用索尼的WiFi鏡頭機(jī)DSC-QX100.

2.1 WiFi鏡頭機(jī)

WiFi鏡頭機(jī)是集視頻編碼、攝像與WiFi傳輸于一體的不含顯示器的鏡頭模塊, 它的顯示器可以是智能手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦等具有連接WiFi功能的顯示設(shè)備, 其內(nèi)嵌有TCP/IP協(xié)議棧, 每個(gè)鏡頭機(jī)都有一個(gè)唯一的IP地址, 將采集到的圖像信號(hào)通過(guò)WiFi傳輸模塊傳送至顯示設(shè)備.

索尼的DSC-QX100相機(jī)是一款比較具有代表性的WiFi鏡頭機(jī), 它擁有1英寸2020萬(wàn)Exmor R CMOS傳感器和BIONZ影像處理器, ISO感光度最高是12800, 鏡頭為3.6倍光學(xué)變焦的蔡司T * f/1.8鏡頭, 35mm等效焦距為28-100mm, 覆蓋廣角到長(zhǎng)焦, 大光圈在弱光下優(yōu)勢(shì)明顯, 并可以營(yíng)造淺景深效果. 采用四個(gè)非球面鏡片, 成像清晰并且圖像畸變控制到最低程度. 支持光學(xué)防抖, 減少相機(jī)震動(dòng)對(duì)成像的影響, 單次拍攝自動(dòng)對(duì)焦、手動(dòng)對(duì)焦和觸摸自動(dòng)對(duì)焦等.

2.2 CMOS模組

CMOS模組包括Exmor R CMOS圖像傳感器和BIONZ影像處理器. Exmor R CMOS傳感器的感光能力是普通傳感器的兩倍, 照射技術(shù)與普通方法相反即向沒(méi)有布線層的一面照射光線. 由于照射光線不受晶體管和金屬線路的影響, 開(kāi)口率(光電轉(zhuǎn)換部分在一個(gè)像素中所占的面積比例)可以接近100%, 與傳統(tǒng)的表面照射產(chǎn)品相比, 靈敏度(S/N)具有很大優(yōu)勢(shì). 圖像傳感器如圖2所示, 包括行選通邏輯、定時(shí)和控制電路、像素陣列、模擬信號(hào)處理器(ASP)、列選通邏輯與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等結(jié)構(gòu)組成[6].

圖2 圖像傳感器結(jié)構(gòu)

BIONZ影像處理器是固化到鏡頭機(jī)主機(jī)板的一個(gè)大型集成電路芯片, 集成用于圖像處理功能的DSP和MCU, 在成像過(guò)程中對(duì)圖像傳感器蓄積下的電荷信號(hào)進(jìn)行處理, 完成數(shù)碼圖像的壓縮、顯示和存儲(chǔ)等.

2.3 WiFi傳輸模塊

WiFi傳輸模塊是實(shí)現(xiàn)無(wú)線視網(wǎng)膜成系統(tǒng)的關(guān)鍵, 它將COMS模組采集的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為無(wú)線電信號(hào), 并進(jìn)行無(wú)線傳輸, 使圖像可以在與其相連的顯示設(shè)備中顯示. WiFi傳輸模塊支持UART/GPIO通訊, 與鏡頭機(jī)的芯片進(jìn)行無(wú)線連接; 采用擴(kuò)頻技術(shù), 保證無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸能順利進(jìn)行; 支持802.11無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP/UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議, 便于在無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)傳輸, 可以使視網(wǎng)膜圖像在裝有無(wú)線網(wǎng)卡的設(shè)備上顯示、保存和存儲(chǔ)等[7].

3 相關(guān)技術(shù)

3.1 WiFi傳輸技術(shù)

WiFi是Wireless Fidelity(無(wú)線保真)的英文縮寫(xiě), 俗稱(chēng)無(wú)線寬帶, 遵循IEEE802.11系列協(xié)議, 是一種可以將PC、手機(jī)或者平板電腦等終端在數(shù)十米范圍內(nèi)以無(wú)線的方式相互連接起來(lái)的主流無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù), WiFi協(xié)議是定義OSI(Open System Interconnection)七層協(xié)議的物理層(PHY)和數(shù)據(jù)鏈路控制層(DLC)的一部分[8]. 它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高, 可以達(dá)到11Mbps.

WLAN一般是由站(STA)、無(wú)線介質(zhì)(WM)、接入點(diǎn)(AP)和分布式系統(tǒng)(DS)等部分構(gòu)成. 站STA(station)是無(wú)線局域網(wǎng)中各個(gè)終端的總稱(chēng), 是具有無(wú)線接口的設(shè)備. WLAN中的站之間既可直接通信又可以通過(guò)接入點(diǎn)(AP)通信. 無(wú)線介質(zhì)WM(wireless medium)是無(wú)線局域網(wǎng)中各終端及接入點(diǎn)之間傳遞信息的媒介, 一般指自由空間里電磁波的傳播. AP是Access Point簡(jiǎn)稱(chēng), 主要在媒介訪問(wèn)控制層MAC中扮演無(wú)線工作站及無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁. 在封閉性區(qū)域, WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通訊距離為76米到122米; 在開(kāi)放性區(qū)域, 通訊距離可達(dá)305米[9].

WiFi相機(jī)鏡頭模塊就可以看成一個(gè)站, 裝有無(wú)線網(wǎng)卡的顯示設(shè)備也可以看成一個(gè)站. WiFi相機(jī)鏡頭模塊中的WiFi無(wú)線傳輸模塊和顯示設(shè)備中的無(wú)線網(wǎng)卡模塊不需要通過(guò)接入點(diǎn)(AP)就可直接通信.

3.2 HTTP協(xié)議

HTTP協(xié)議是超文本傳輸協(xié)議的簡(jiǎn)稱(chēng), 是應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議, 在TCP/IP協(xié)議中處于應(yīng)用層, 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的客戶(hù)端服務(wù)器模型[10]. HTTP協(xié)議是基于請(qǐng)求與響應(yīng)模式的無(wú)狀態(tài)的協(xié)議, 客戶(hù)端通過(guò)統(tǒng)一資源定位器URL向服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求, 服務(wù)器在80號(hào)端口監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端的請(qǐng)求并向客戶(hù)端發(fā)送HTTP響應(yīng)報(bào)文.

HTTP協(xié)議中定義了8個(gè)方法和服務(wù)器進(jìn)行交互, 其中g(shù)et和head方法是服務(wù)器必須實(shí)現(xiàn)的. HTTP請(qǐng)求分為請(qǐng)求行、消息報(bào)頭、請(qǐng)求正文3個(gè)部分, 所有的方法、實(shí)現(xiàn)都是圍繞如何運(yùn)用和組織這三個(gè)部分來(lái)完成的. 請(qǐng)求行以方法符號(hào)開(kāi)頭, 用空格分開(kāi), 然后是請(qǐng)求的URI和協(xié)議版本; 消息報(bào)頭包括普通報(bào)頭、請(qǐng)求報(bào)頭、響應(yīng)報(bào)頭、實(shí)體報(bào)頭4類(lèi); 請(qǐng)求正文是用戶(hù)提交的信息, 它位于請(qǐng)求報(bào)頭之后, 通常以空格等符號(hào)與報(bào)頭信息分開(kāi). 客戶(hù)端與服務(wù)器連接過(guò)程如圖3所示, 可以分為3個(gè)步驟: 客戶(hù)端請(qǐng)求、服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)、連接確認(rèn).

圖3 客戶(hù)端與服務(wù)器連接過(guò)程

3.3 SonyWiFiCtrl控件

SonyWiFiCtrl控件是一款適用于PC機(jī)通過(guò)WiFi無(wú)線連接Sony WiFi鏡頭機(jī)進(jìn)行操作控制的二次開(kāi)發(fā)控件, 通過(guò)控件可控制相機(jī)拍照, 調(diào)焦, 實(shí)時(shí)取回拍攝照片等. 支持Liveview實(shí)時(shí)顯示, 可在VC6.0平臺(tái)或VS平臺(tái)添加SonyWiFiCtrl控件為快速簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)相機(jī)控制程序提供方便.

控件屬性: VARIANT_BOOL EnableVideoEvent;//視頻幀觸發(fā)事件開(kāi)關(guān), 允許或禁止視頻幀觸發(fā)事件, 需獲取視頻數(shù)據(jù)時(shí)可設(shè)置為允許.

控件方法:

(1) SHORT FindCamera(void);//搜索WiFi相機(jī), 成功后返回WiFi 連接的相機(jī)數(shù)量. 在連接相機(jī)前先通過(guò)此接口獲得連接的相機(jī)數(shù). 如果返回值為零, 則表示沒(méi)有連接到相機(jī).

(2) BSTR GetCameraModelName(void);//讀取相機(jī)型號(hào), 返回當(dāng)前連接的相機(jī)型號(hào).

(3) VARIANT_BOOL OpenConnection(void);//打開(kāi)相機(jī)WiFi 連接, 相機(jī)的其他操作必須在此接口操作連接成功后執(zhí)行.

(4) VARIANT_BOOL CloseConnection(void);//關(guān)閉相機(jī)WiFi連接.

(5) VARIANT_BOOL Capture(BSTR szFile);//執(zhí)行拍照操作, 照片按輸入的參數(shù)指定的文件名保存.

(6) LONG SetZoom(BSTR direction, BSTR movement); //相機(jī)焦距調(diào)整, 輸入?yún)?shù): direction: 調(diào)節(jié)方向, 輸入”in” 或“out”; movement: 調(diào)節(jié)步長(zhǎng), 輸入“1shot” 、“start” 或“stop".

(7) VARIANT_BOOL SetPropertyValue(PropertyID propertyID, BSTR val);//設(shè)置相機(jī)參數(shù).

(8) LONG StartMovieRec(void);//開(kāi)始錄制視頻文件. 當(dāng)ShootMode 設(shè)置為”movie”時(shí)可用.

(9) LONG StopMovieRec(void);//停止錄制視頻. 啟動(dòng)錄像后執(zhí)行此函數(shù)停止錄制.

(10) void SetPictureSaveAs(BSTR szFile);//在相機(jī)上按快門(mén)進(jìn)行拍照時(shí), 軟件會(huì)自動(dòng)觸發(fā)照片下載完成事件, 客戶(hù)端程序可在此事件中執(zhí)行SetPictureSaveAs 函數(shù)將照片保存成文件.

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 軟件功能

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)的眼底照相機(jī)的CMOS模組和WiFi傳輸模塊采用索尼的WiFi鏡頭機(jī), 軟件在VC6.0和索尼相機(jī)的SonyWiFiCtrl控件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)完成. 軟件主要實(shí)現(xiàn)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC設(shè)備和眼底相機(jī)的無(wú)線連接、視網(wǎng)膜實(shí)時(shí)拍照和視頻錄制3個(gè)功能, 具體包括設(shè)備查找與連接、模式選擇、拍照、錄像、圖像與視頻內(nèi)容查看、成像時(shí)的焦距調(diào)節(jié)等, 醫(yī)生可以通過(guò)本軟件實(shí)時(shí)觀察患者的視網(wǎng)膜情況, 對(duì)需要的視網(wǎng)膜區(qū)域進(jìn)行拍照或錄像, 將獲得的照片和視頻存儲(chǔ)在相機(jī)的內(nèi)存卡或電腦的硬盤(pán)中. 此系統(tǒng)只需簡(jiǎn)單操作便可實(shí)現(xiàn)眼底視網(wǎng)膜圖像的無(wú)線采集和傳輸, 避免了傳統(tǒng)眼底照相機(jī)的操作復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、需要患者配合等缺點(diǎn).

4.2 軟件流程

在眼底照相機(jī)WiFi打開(kāi)的情況下, 用裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC設(shè)備搜索WiFi鏡頭機(jī)的WiFi信號(hào), 并通過(guò)WAP2的加密模式完成PC設(shè)備與眼底照相機(jī)的無(wú)線連接. 然后打開(kāi)無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)軟件, 搜索眼底相機(jī)的連接地址, 如果成功則將PC設(shè)備與眼底照相機(jī)相連接, 如果WiFi沒(méi)有連接, 將會(huì)連接失敗并重新搜索WiFi信息.

眼底相機(jī)有拍照和錄像兩種模式, 將采集的視網(wǎng)膜圖像通過(guò)WiFi無(wú)線傳輸模塊傳送到PC設(shè)備并實(shí)時(shí)顯示相機(jī)拍攝的視網(wǎng)膜圖像. 如果選擇still模式可以對(duì)視網(wǎng)膜進(jìn)行拍照, 如果選擇movie模式, 可以對(duì)視網(wǎng)膜進(jìn)行錄像, 并將相機(jī)采集的圖像和視頻實(shí)時(shí)保存在相機(jī)的內(nèi)存卡或計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中, 在拍照或錄像時(shí)可以調(diào)節(jié)焦距, 以獲取清晰的視網(wǎng)膜圖像, 可以查看已有的視網(wǎng)膜圖像的預(yù)覽和詳細(xì)信息, 通過(guò)相應(yīng)按鈕可以設(shè)置相機(jī)的曝光模式、曝光補(bǔ)償、照片尺寸等功能. 軟件總體流程如圖4所示.

圖4 軟件總體流程圖

4.3 功能實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)軟件的拍照、錄像等功能需要在PC端調(diào)用SonyWiFiCtrl控件的相關(guān)API接口. 首先要將PC設(shè)備通過(guò)WiFi與眼底照相機(jī)建立一對(duì)一的連接, 此時(shí)PC設(shè)備為接收服務(wù)的客戶(hù)端, 眼底照相機(jī)作為提供服務(wù)的服務(wù)器. 然后客戶(hù)端軟件通過(guò)SSDP(簡(jiǎn)單發(fā)現(xiàn)服務(wù)協(xié)議)查詢(xún)到眼底相機(jī), 調(diào)用相關(guān)API的接口. 功能實(shí)現(xiàn)流程如圖5所示.

圖5 功能實(shí)現(xiàn)流程

SonyWiFiCtrl控件的API接口調(diào)用首先要進(jìn)行WiFi連接, 其他功能的實(shí)現(xiàn)都需要在WiFi連接成功后才能實(shí)現(xiàn). 通過(guò)調(diào)用FindCamera搜索到眼底照相機(jī)并進(jìn)行WiFi連接;

int count = sonywifictrl. FindCamera ();

WiFi連接成功后通過(guò)調(diào)用GetCameraModelName讀取當(dāng)前連接的相機(jī)型號(hào);

CString name = sonywifictrl. GetCameraModelName();

然后調(diào)用OpenConnection打開(kāi)相機(jī)WiFi連接, 其他操作必須在此接口操作連接成功后執(zhí)行;

sonywifictrl. OpenConnection ();

相機(jī)WiFi連接成功后, 調(diào)用SetPropertyValue進(jìn)行相機(jī)參數(shù)設(shè)置, 如拍照或錄像模式選擇;

sonywifictrl.SetPropertyValue (kSonyPropID_ShootMode, “still”);

sonywifictrl. SetPropertyValue (kSonyPropID_ShootMode, “movie”);

當(dāng)選擇拍照模式時(shí), 調(diào)用Capture進(jìn)行拍照, 當(dāng)選擇錄像模式時(shí), 調(diào)用StartMovieRec開(kāi)始錄像;

sonywifictrl.Capture("e:\image.jpg");

sonywifictrl.StartMovieRec ();

開(kāi)始錄像后調(diào)用StopMovieRec結(jié)束錄像;

sonywifictrl. StopMovieRec ();

在拍照模式時(shí)可以調(diào)用SetZoom進(jìn)行焦距調(diào)節(jié), 調(diào)節(jié)范圍為0-100, 包括調(diào)節(jié)方向(in或out)和調(diào)節(jié)步長(zhǎng)(1shot, start, stop), 如向內(nèi)短距離調(diào)節(jié):

sonywifictrl. SetZoom (“in”, “1shot”);

在視網(wǎng)膜拍照或錄像結(jié)束時(shí)可以調(diào)用CloseConnection關(guān)閉相機(jī)的WiFi連接;

sonywifictrl. CloseConnection ();

其他功能如視場(chǎng)角調(diào)節(jié)、白平衡、自動(dòng)對(duì)焦、圖像預(yù)覽、曝光模式、曝光補(bǔ)償、照片尺寸等功能都可以通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的API接口實(shí)現(xiàn).

5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

在PC機(jī)上運(yùn)行本軟件控制眼底照相機(jī)對(duì)視網(wǎng)膜成像, 進(jìn)入視網(wǎng)膜成像界面, 如圖6所示, 點(diǎn)擊搜索相機(jī)按鈕, 如果WiFi連接成功, 會(huì)出現(xiàn)相機(jī)的名稱(chēng), 代表設(shè)備搜索成功, 點(diǎn)擊打開(kāi)相機(jī)按鈕便可以將PC設(shè)備與眼底照相機(jī)WiFi連接成功. 界面包括拍攝模式、預(yù)覽尺寸、曝光模式、曝光補(bǔ)償?shù)认吕斜?、相機(jī)搜索、打開(kāi)相機(jī)、關(guān)閉相機(jī)、拍照、錄像、焦距調(diào)節(jié)等按鈕. 拍攝模式選擇下拉列表包括拍照或視頻錄制模式兩種模式, 默認(rèn)為拍照模式, 此時(shí)錄像按鈕為灰色, 不能使用. 右邊為圖像實(shí)時(shí)顯示窗口, 用于實(shí)時(shí)觀察所成視網(wǎng)膜圖像, 焦距調(diào)節(jié)按鈕用于拍照或錄像時(shí)的焦距調(diào)焦, 以獲取最清晰的視網(wǎng)膜圖像, 照片尺寸下拉列表可以選擇不同的長(zhǎng)寬比和照片尺寸等.

圖 6 視網(wǎng)膜成像界面

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)是多種新技術(shù)、新產(chǎn)品并結(jié)合視網(wǎng)膜疾病診斷實(shí)際應(yīng)用要求的產(chǎn)物. 裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC機(jī)通過(guò)WiFi與眼底照相機(jī)無(wú)線連接, 并對(duì)視網(wǎng)膜進(jìn)行實(shí)時(shí)成像、傳輸、顯示和保存, 視網(wǎng)膜圖像采集過(guò)程非常方便快捷. 經(jīng)測(cè)試, 本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)捕捉和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)視網(wǎng)膜圖像, 并且圖像清晰, 能夠滿(mǎn)足視網(wǎng)膜疾病檢查和診斷應(yīng)用的需求. 無(wú)線視網(wǎng)膜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種新的視網(wǎng)膜病變檢查方法, 促進(jìn)眼科醫(yī)療設(shè)備向小型化、微型化發(fā)展.

1 Knoll HA. Ophthalmic instruments in applied optics and optical engineering. Optical Instruments, 1969, 5(2): 281–304

2 De HE, Schweigerling J. Fundus camera systems: Aco- mparative analysis. Applied Optics, 2009, 48(2): 221–229

3 曾磊,張海峰,侯維巖.基于WiFi的無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).電測(cè)與儀表,2011,48(7):81–83,96.

4 金琳琳,向陽(yáng),毛亞杰.便攜式數(shù)字檢眼鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(1):24–26.

5 趙華軍,方鈺.無(wú)線移動(dòng)視頻監(jiān)控原型研究.計(jì)算機(jī)工程,2011,37(6):266–268.

6 王忠立,劉佳音,賈云得.基于CCD與CMOS的圖像傳感技術(shù).光學(xué)技術(shù),2003,29(3):361–364.

7 羅娜.基于88W8686的手持終端WiFi功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[碩士學(xué)位論文].武漢:武漢理工大學(xué),2010.

8 劉小軍.基于WiFi無(wú)線視頻傳輸技術(shù)的研究.電子技術(shù), 2012,(10):82–85.

9 劉乃安.無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)——原理、技術(shù)與應(yīng)用.西安: 西安電子科技大學(xué)出版社,2004.

10 祝瑞,車(chē)敏.基于HTTP協(xié)議的服務(wù)器程序分析.現(xiàn)代電子技術(shù),2012,35(4):117–119,122.

Wireless Retinal Imaging System

WANG Zhi, SHEN Jian-Xin

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China)

A wireless retinal imaging system is designed and implemented, which can dissolve the disadvantages in traditional ophthalmoscope and fundus camera eye inspection equipment such as the complexity of structure, poor mobility, and the disability to real-time observing and other defects. The retinal image acquisition and WiFi wireless local area network technology are studied. In this system, the WiFi wireless transmission technology, HTTP network programming, and the remote control of retinal images with the PC machine equipped with a network adapter and the image, are transmitted, displayed and stored in real time. The PC machine with the network card is connected to the fundus camera through WiFi, which is convenient to realize the wireless collection and observation of the retinal images and provides the objective basis for the diagnosis and treatment of diseases in the department of ophthalmology.

retinopathy; retinal imaging; WiFi; HTTP protocol; wireless transmission

江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新基金前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2005003-03);研究生創(chuàng)新基地開(kāi)放基金(kfjj20150515,kfjj20150514)

2016-04-19;收到修改稿時(shí)間:2016-05-19

[10.15888/j.cnki.csa.005529]