[发明专利]带手柄吻合器头部的漏针检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测吻合器漏针的仪器，尤其是一种基于反射成像原理的带手柄吻合器漏针在线自动检测装置及其检测方法。

背景技术

吻合器推针座外壳是塑质材料制成，针座头部针槽内有成圆形排列的两排互相交错的缝钉，后连接击发手柄。消化道手术中，握住手柄将缝钉击发，在组织上击入的缝钉，并同时以环行刀将其内侧的组织切断，可以很简便地进行管腔器官的吻合。吻合器缝钉由金属钛或钽制成，缝钉纤细(0.11～0.13mm)、数量多(至少16个)、钉腿较短极易脱落。若漏钉则可能造成钉合不全，发生吻合口出血、狭窄及肠瘘等并发症，直接影响治疗效果，危及患者的生命健康。因此，吻合器漏针检测成为保障吻合器质量，有效防止渗漏，减低吻合口漏的发生率的关键。传统的人眼检测，费时费力，且不能保证检测效果，检测人员疲劳或精力不集中的情况下容易形成误判。国外采用X光检测，虽然结果准确，但X射线辐射会影响检测人员的身体健康而且检测成本较高。

中国发明专利申请号200510111564.3，2006.06.2公开了一种吻合器漏针检测系统，它包括计算机、摄像机、光源灯、吻合器定位装置，摄像机由CMOS图像传感器和CMOS摄像头组成；吻合器定位装置包括底座，夹具座，吻合器夹具，镜头架，导轨，升降机构，底座上面设有燕尾立柱导轨，与燕尾导轨相活配的燕尾槽活块上面安装有升降机构，升降机构上面设有镜头架，底座上面导轨前固定连接有夹具座，夹具座通过燕尾槽与夹具固定连接，夹具下面底座上放置毛玻璃，毛玻璃下面置有光源，固定在镜头架上的摄像机镜头中心、夹具中心、夹具内的被测工件中心在同一垂直线上。该系统能够有效地识别漏针的元件，判断漏针的个数，从准确性和精确性两方面能保证检测的有效性，并且具有速度快、结构简洁的特点。但是该系统不适用于带手柄吻合器头部的漏针检测，其主要存在的技术问题是该系统采用背面光照明系统，透射成像原理无法采集带手柄吻合器的原始图像，不能用于带手柄吻合器的检测，以及吻合器定位装置中的吻合器夹具无法满足带手柄吻合器的夹紧和调节。

发明内容

本发明是要提供一种带手柄吻合器头部的漏针检测装置及其检测方法，该装置和方法能够有效地实现带手柄吻合器的漏针检测，识别漏针的元件，判断漏针的个数，从准确性和精确性两方面能保证检测的有效性，并且具有速度快、结构简洁的特点。

本发明的技术方案是：

一种带手柄吻合器头部的漏针检测装置，包括计算机，由CMOS图像传感器和光学镜头组成的摄像机、光源灯、吻合器定位装置；吻合器定位装置由底座，吻合器夹具，光源架，摄像机架，立柱，升降机构组成，摄像机与计算机通过USB2.0通用串行总线接口连接，底座上面固定连接立柱，其特点是：光源灯是基于反射成像原理的低角度正面投照的环形光源灯，立柱上面从上至下依次通过升降机构连接安装有摄像机的摄像机架，安装有光源灯的光源架，吻合器夹具；其中，摄像机镜头中心、环形光源灯中心、吻合器夹具中心、吻合器夹具内的被测工件中心在同一垂直线上；吻合器夹具包括滑动板，滑动台、齿条、固定底座、调整轮、锁紧装置，固定板，滑动台上固定安装滑动板，固定底座上固定安装固定板，固定板和滑动板的夹紧带手柄吻合器头部的凹口向内相对应，滑动台安装有齿条，滑动台侧面安装有调整轮和锁紧装置。

CMOS图像传感器的最高分辨率2048*1536，像素尺寸为3.2μm*3.2μm，光学尺寸为1/2inch，信噪比＞42dB，动态范围＞60dB，敏感度在550nm的光源下为1V/lux-sec。

光学镜头的焦距为55mm，图像最大尺寸8.8mm*6.6mm，光圈F2.8-F32C，焦点0.14m-Inf，工作距离140mm-Inf，光学放大率0.5x。

光源灯为低角度环形LED光源。

光源架为由五个矩形条组成，其中，一条矩形条上面固定有连接杆，二边对称可转动连接一对由二条矩形条组成的连杆，形成在前后左右四个自由度活动，最外侧的二个矩形条上设有M4螺孔，通过螺栓与环形光源灯配合连接。

一种带手柄吻合器头部的漏针检测方法，其特征在于，具体检测步骤如下：

(5)CMOS传感器采集原始图像，并在原始图像中自动提取环形相关兴趣区域，运用灰度分割粗略定位相关区域，再利用自动找圆算子和半径范围进行拟合，准确的定位所要检测的环形目标区域；

(6)利用目标区域的双阈值灰度直方图，完成自动阈值分割，在圆环区域内提取针槽兴趣区域，其中：

采用形态学处理中圆形膨胀模板，图像会产生一个Minkowski增量，