آندوسکوپی یا endoscope یکی از کاربردی ترین دستگاههای تشخیصی می باشد. با پیدایش آندوسکوپی تعدادی از عمل های جراحی که برای تشخیص بیماری ها انجام می گرفت از میان برداشته شد و بجای آن از وسیله ای بنام آندوسکوپی استفاده می گردد. آندوسکوپی دارای یک دوربین مدیکال بوده که وارد بدن می شود و از داخل بدن فیلم برداری می کند و از این طریق پزشک اطلاعات لازم را برای تشخیص بدست می آورد.
آندوسکوپ، دوربین انعطاف‌پذیری است که به حفره‌های بدن سفر می‌کند تا بخش‌های سیستم گوارشی یا نای را به طور مستقیم بررسی کند. بنابراین عمل روِیت درون بدن با مقاصد پزشکی با دستگاهی به نام آندوسکوپ صورت می‌گیرد
.
حفره‌ها و راه‌های درون بدن امکان استفاده از دستگاه آندوسکوپ را برای معاینه پزشکی درون بدن فراهم کرده‌است. اصول کار آندوسکوپی استفاده از یک آینه و نور بازتاب است.
اغلب آندوسکوپ‌های امروزی با استفاده از راهبرد معمولی که هر بخش از دوربین از بخش خاصی تصویربرداری می‌کند، کار می‌کنند.
پزشکان، لوله ضخیم و انعطاف پذیری با قطر حدود ۹ میلیمتر یعنی در حدود عرض ناخن انسان را از حلق بیماران عبور می‌دهند که این برای بسیاری از آن‌ها ناراحت‌کننده است. بنابراین با توجه به قطر این لوله، بیماران باید در طول اسکن بی‌حس شوند.
یک دوربین کوچک برای تهیه تصاویری رنگی با کیفیت، در فضاهای محدود طراحی شده است. چنین وسیله‌ای می‌تواند نشانه‌های هشداردهنده از سرطان مری را پیدا کند.
امروزه در آندوسکوپی تصاویر گرفته شده از بدن به یک واحد پردازشگر ویدئویی منتقل می‌شوند و در بیشتر اعمال جراحی آندوسکوپی، از ویدئو و دوربین‌های عکاسی برای دیدن و ثبت عمل استفاده می‌شود. با این روش تصاویر رنگی قابل ضبط و ذخیره شدن به دست می‌آید. به تازگی آزمایش‌هایی نیز با یک دوربین کوچک بلعیدنی برای آندوسکوپی دستگاه گوارش انجام شده است.
امروزه آندوسکوپی به عنوان رایج‌ترین و دقیق‌ترین روش معاینه برای دیدن انحرافات و گرفتگی‌های بینی نیز استفاده می شود.
آندوسکوپی در عمل جراحی دیسک کمر نیز مورد استفاده دارد. از مهمترین مزیت‌های عمل جراحی دیسک کمر با روش آندوسکوپی، ترخیص سریع بیمار پس از عمل، کاهش درد، طول برش جراحی و محدودیت‌های حرکت و بهبودی سریع است. با این روش برخلاف روش‌های معمول و قدیمی تر عمده بخش‌های زائد مهره‌ها، لیگامان‌ها و عناصر اطراف مهره آسیب نمی‌بیند.
این نوع آندوسکوپ یا درون‌بین وسیله‌ای است به قطر حدود ۴ میلیمتر و طول ۲۰ سانتیمتر که سر آن حاوی لنزی است که ناحیه مورد بررسی را به وضوح روی نمایشگر تلویزیون نشان می‌دهد. این لنز با زاویه‌های ۰، ۳۰، ۷۰، ۹۰، ۱۲۰ درجه وجود دارد.
همچنین در آندوسکوپی مجازی، تصویری سه‌بعدی به‌صورت یک کپی است که نشان‌دهنده آناتومی قسمت اسکن شده است. با استفاده از ابزار Rendering کامپیوتری، یک آندوسکوپی مجازی درون محیط مجازی ، نماهای سطح داخلی ساختمان‌های لوله‌ای را شبیه آنچه در آندوسکوپی واقعی است، به وجود خواهد آورد.
کالیبراسیون آندوسکوپی
یک الگوریتم کالیبراسیون برای دوربین های لنزی دارای اعوجاج طراحی شده است. این الگوریتم از یک تصویر واحد که از الگوی تخته شطرنج مسطح به دست آمده در یک حالت کلی است استفاده می کند.
اعوجاج شعاعی با استفاده از مدل تقسیم مرتبه اول مدل سازی این روش یک فرم بسته از تخمین پارامترهای اصلی ارائه می دهد. ارزیابی تجربی نشان می دهد که دقت کالیبراسیون قابل مقایسه با الگوریتم های تصاویر ورودی چندگانه است.
این الگوریتم روش ویژه و مناسبی برای کالیبراسیون آندوسکوپی پزشکی در جراحی به کمک کامپیوتر است. از آنجا که لنز بر روی دوربین قبل از هر استفاده در اتاق عمل نصب می شود ، روش کالیبراسیون توسط پزشک بالینی با حداقل تلاش انجام می شود.
این مشکل با پیشنهاد روشی کاملا اتوماتیک که نیاز به دخالت هیچ شخصی دیگری برای دستیابی به تصویر کالیبراسیون نیست قابل حل است.
ارائه یک روش موثر برای کالیبراسیون هندسی آندوسکوپی پزشکی کاری بسیار چالش برانگیز است. دلایل این کار را می توان به شرح زیر بر شمرد:
۱) کالیبراسیون باید بسیار دقیق باشد.
۲) اپتیک یا فیزیک نور آندوسکوپی اعوجاج شعاعی قوی نشان می دهد که باید در تصویر مدل در نظر گرفته شود.
۳) روش کالیبراسیون به ناچار توسط غیر‌متخصص در اتاق عمل، انجام می شود که نیاز به استفاده از روش قدرتمند و کاملا اتوماتیک دارد.
کالیبراسیون هندسی دوربین ، یک موضوع خوب برای مطالعه است و چندین روش و نرم‌افزار در حال حاضر در دسترس است.
متاسفانه روش کالیبراسیون مشخصات قابل استفاده ای را که در بالا ذکر شد برآورده نمی کند.
این روش نیازمند به دست آوردن چند تصویر شبکه و انتخاب دستی نقاط گوشه است. این انتخاب ، هر چند به راحتی برای تصاویر پرسپکتیو استاندارد خودکار می شود ، اما در حضور اعوجاج لنز قوی بسیار دچار مشکل می شود. به سختی می‌توان تصور کرد که پزشکی تمایل خود را برای به دست آوردن ۱۰ تا ۲۰ عکس شبکه در طول یک کار منظم بالینی و سپس انتخاب دستی نقاط Over all این تصاویر نشان دهد.
Wengert و همکارانش پیشنهاد اضافه کردن تغییراتی را به جعبه ابزار Bouguet دادند، که در آن از نقطه شبکه برای جلوگیری از انتخاب نقطه دستی استفاده می شود. اما متاسفانه، به دلیل اینکه تعیین مراکز نقطه در یک تصویر با اعوجاج شعاعی غیر‌ممکن است ، تخته شطرنج توسط نقطه شبکه جایگزین شده و باعث کاهش در دقت و صحت کالیبراسیون می شود.
در ادامه روشی برای کالیبراسیون آندوسکوپ و قابلیت استفاده آن بدون آنکه دقت کاهش یابد، پیشنهاد می شود. این روش کاملا خودکار است . شکل زیر تصویر شبکه را نشان می دهد.
تشخیص گوشه در ناحیه حاشیه تصویر کالیبراسیون به دلیل اعوجاج شعاعی مشکل است. این گوشه ها مدور و خیلی نزدیک هستند ، فراهم کردن روش تشخیصی، بدون نظارت و محلی سازی برای دستیابی سخت است. هدف این روش تشخیص گوشه خودکار در ناحیه مرکز است، که در آن اثر اعوجاج شعاعی کمتر شناخته شده است. مکان گوشه ها با استفاده از آشکارساز هریس با پنجره جستجو کوچک تصحیح می‌شوند.
در تحقیقات انجام شده، الگوریتم ها قادر به کالیبره کردن یک دوربین با اعوجاج شعاعی برای یک تصویر واحد از شبکه مسطح بودند. در حال حاضر پیشرفت های اخیر در استفاده از مختصات مدل تصویر در مرکز سیستم های Catadioptric صورت گرفته است.
این نظریه به موارد آندوسکوپی پزشکی که توسط بررسی شباهت بین مدل تقسیم بندی برای اعوجاج شعاعی و پروژه شبه Catadioptric است نیز بسط داده شده است.
نتایج تجربی نشان می دهد که روش کالیبراسیون خطی پیشنهاد شده از یک تصویر منفرد دقت قابل مقایسه با Bouguet ارائه می دهد، که از تصاویر مختلف و بهینه سازی غیر خطی تکراشونده استفاده می کند.
شکل فوق نتایج ۱۲ کالیبراسیون مستقل را با استفاده از کالیبراسیون تصویر منفرد (هر تصویر امکان کالیبراسیون کامل را فراهم می کند) بر حسب نتیجه به دست آمده با جعبه ابزار Bouguet مقایسه شده اند.
Bouguet به طور همزمان از دوازده تصویر استفاده می کند و تصحیح کلی نهایی را با بهینه‌سازی تکرار شونده انجام می دهد. شکل سمت چپ مربوط به تخمین نقاط اصلی (cx ، cy) است ، در حالی که شکل سمت راست تخمین فاصله کانونی و اعوجاج را نشان می دهد.
