Одним из первых применений телевидения в учебном процессе было использование его для демонстрации хирургических операций с целью обучения. Передающая камера, установленная в операционной, обеспечивает воспроизведение изображения на экране приемных устройств, расположенных в учебной комнате.

В настоящее время учебное телевидение широко используется в учебном процессе вузов страны.

Эффективным применением ТВС стало использование их в эндоскопии- осмотре полых внутренних органов (желудка, пищевода, мочевого пузыря и др.) при диагностике и лечении ряда заболеваний. Идея применения телевидения для исследования внутренних органов человека была впервые высказана Б. Л. Розингом в 1923 г. Однако практическая реализация этой идеи стала возможной лишь после создания малогабаритных и высокочувствительных передающих телевизионных трубок, усовершенствования оптических систем эндоскопических приборов и создания эффективных способов освещения поверхностей обследуемых органов.

Телевизионная эндоскопия обычно осуществляется путем регистрации изображения с помощью телевизионной камеры, расположенной рядом с пациентом, и наблюдения цветного изображения на экране видеоконтрольного устройства. В качестве канала передачи оптического изображения используются гибкие волоконные световоды. Изображение на входе такого световода формируется с помощью микрообъектива, вводимого вместе с системой освещения в обследуемый орган (источник освещения располагается снаружи, а передача светового потока к поверхности обследуемого органа осуществляется по части волокон световода).

Использование телевидения позволяет получить изображение внутренней поверхности исследуемого органа с увеличением от 10 до 40 раз.

Близкими по своему назначению к эндоскопическим приборам являются телевизионные офтальмоскопы - приборы, предназначенные для получения изображения глазного дна при наблюдении его через оптическую систему глаза.

В промышленности телевизионные системы используются для наблюдения и контроля за технологическими процессами, протекающими в недоступных для человека участках (по температурным, габаритным, радиационным и другим условиям).

§ 10.3. Системы обнаружения и визуализации

Системы этой группы применяются в дефектоскопии, устройствах ориентации летательных аппаратов, медицинской диагностике и в других областях.

При использованни их в рентгенодиагностике, как правило, решаются две задачи - визуализации изображения и обнаружения патологических или иных изменений в изучаемом объекте. Известно несколько вариантов построения рентгенотелевизионных систем.

При любом из них преобразователь теневого рентгеновского изображения исследуемого объекта формирует сигнал изображения, который после усиления и обработки подается на ЭЛТ. На экране ЭЛТ воспроизводится видимое изображение исследуемого объекта.

В качестве преобразователей излучения в рентгенотелевизион-ных устройствах могут использоваться флуоресцирующий экран или электронно-оптический преобразователь в сочетании с ФЭП, а также ФЭП, чувствительные к рентгеновскому излучению.

Применение телевизионных преобразователей рентгеновского излучения позволяет создать систему с чувствительностью, близкой предельной, определяемой флуктуациями рентгеновских квантов на входе устройства. Это приводит к снижению дозы облучения, получаемой пациентом в процессе обследования (по сравнению с обычной флуороскопией). В некоторых случаях могут быть значительно улучшены характеристики системы (разрешающая способность, контрастная чувствительность и др.). Использование телевизионных методов рентгеноскопии позволяет воспроизводить изображение исследуемого объекта с яркостью соответствующей оптимальной, при регистрации изображения глазом. Наблюдение изображения, как и сам процесс обследования, может производиться в незатемненном помещении, что имеет важное практическое значение.

Размер экрана приемного устройства позволяет воспроизводить изображения в масштабе 1 : 1 нли с некоторым увеличением. При необходимости изображение может воспроизводиться на нескольких приемных устройствах, что необходимо при проведении сложных рентгенодиагностических обследований, а также облегчает процесс обучения.

Специальные методы обработки сигнала изображения и воспроизведения телевизионных изображений (у-коррекция и ограничение, частотные преобразования, оконтуриванне деталей изображения, преобразование яркостного контраста в цветовой и др.) при определенных условиях могут повысить эффективность процесса диагностики.

Используя специальные методы анализа сигнала изображения, можно наряду с визуальной регистрацией общей картины исследуемого объекта измерить плотность, определить геометрические или динамические характеристики объекта исследования. Количественные исследования представляют особую ценность при ранней диагностике злокачественных новообразований, атеросклероза, а также при исследованиях с целью анализа физиологических функций.

Одновременно с рентгеноскопией телевидение позволяет осуществить рентгенографию методом видеозаписи в любой момент исследования при контрастировании органов и изучении их динамики в норме и патологии (например, проследить за прохождением контрастного вещества по сосудам легких, сердца, черепа, почек; провести исследование желудочно-кишечного тракта и др.). В процессе видеозаписи может производиться синхронная запись фоно-

кардиограммы, электрокардиограммы, скорости прохождения контрастного вещества и показаний других приборов.

Наибольщее распространение на практике получила телевизионная рентгеноскопическая система с электронно-оптическим преобразователем. Структурная схема рентгенотелевизионной системы, использующей в качестве детектора рентгеновского излучения ЭОП, приведена на рис. 10.2.

Изображение исследуемого объекта О, находящегося в потоке

рентгеновских лучей, созда-ц о зрп 05 ФЗП эпт ваемых источником И, с эк-

\ \ \ )Л Р" ЭОП проецируется с

L4gl ~}-• t> -КИ j помощью объектива Об на светочувствительную поверхность ФЭП, который форми-Рис. 10.2. Рентгенотелевизионная система с рует сигнал, соответствую-ЭОП щий содержанию передавае-

мого объекта. Этот сигнал усиливается в усилительном канале и подается на ЭЛТ, на экране которой возникает изображение исследуемого объекта.

§ 10.4. Системы анализа и обработки изображений

Задачи анализа и обработки изображений занимают важное место в научных исследованиях, технике и технологии. Большое внимание, которое в настоящее время уделяется проблемам комплексной обработки изображений в различных областях народного хозяйства, обусловлено чрезвычайным многообразием практических задач, в которых в качестве объекта исследования используются изображения. Необходимость в обработке и анализе изображений возникает при изучении природных ресурсов Земли из космоса, управлении движущимися объектами, визуализации невидимых изображений, распознавании образов, количественной оценке параметров объектов и т. п.

Измерение геометрических характеристик объектов, находящихся в поле изображения, сводится к измерению координат, длины прямолинейных и криволинейных отрезков, площадей. В большинст-ве случаев эти измерения связаны с необходимостью фиксации оптической плотности или яркости фрагментов исследуемого изображения.

Обобщенная модель исследуемого объекта в поле изображения может быть представлена в виде зависимости яркости, коэффициента отражения, коэффициента прозрачности или поглощения как функции координат х, у ъ поле изображения. В качестве примера на рис. 10.3 показана модель объекта - изображение светлого пятна на темном фоне, который приводит к гауссовой функции (х, у), отражающей характер распределения освещенности в поле изображения (объект исследуется «на отражение», р - коэффици-