Wideootoskop – projekt i realizacja

Projekt wideootoskop 1.0 – wersja demonstracyjna
Koordynator projektu:
inż. Piotr Radaj

Projekt wideootoskop 2.0 – rozwój projektu
Koordynator projektu:
Artur Tynecki
Osoby zaangażowane w projekt:
Anna Zawistowska
Milena Budzińska
Jacek Sikorski
Anna Janczarska

Czym jest otoskop?

Podstawowe narządzie medyczne używane przez lekarzy laryngologów służące do oceny stanu ucha. Stosując notacje matematyczną otoskop = lupa + źródło światła. Za pomocą otoskopu lekarz obserwuje przewód słuchowy zewnętrzny oraz błonę bębenkową pacjenta.

Czym zatem jest wideootoskop? Wideootoskop = otoskop + kamera + komputer z dedykowanym oprogramowaniem. Obraz z końca wziernika usznego przekazywany jest do komputera oraz za pomocą dedykowanego oprogramowania wyświetlany na ekranie. Naciśnięcie przycisku umożliwia zrobienie zdjęcia błony bębenkowej.

Współpraca

Została nawiązana współpraca z Centrum Słuchu i Mowy Medincus w Kajetanach. Dostarczono nam otoskopy celem dołączenia do nich kamery. Finalna wersja projektowanego przez Koło „Biomedyczni” wideootoskopu ma zostać dołączona do Platformy Badań Zmysłów, która służy do przesiewowego badania słuchu, wzroku i mowy u dzieci oraz młodzieży.

Więcej informacji dotyczącej platformy można uzyskać pod poniższym adresem:
http://platformabadanzmyslow.pl .

Wersja demonstracyjna wideootoskopu (wideootoskop 1.0)

Na początku utworzono wersję demonstracyjną wideootoskopu. Dzięki temu możliwe stało się wczesne odkrycie problemów konstrukcyjnych.

Poniżej zaprezentowano schemat mocowania kamery oraz rzeczywistą realizację.

Oprogramownie wideootoskopu

Do oprogramowania kamery wykorzystano poniższe narzędzia:

1. Microsoft Visual Studio C++ 2010 Express Edition - środowisko programistyczne
2. Biblioteka Intel OpenCV (Open Source Computer Vision) w wersji 2.2
   biblioteka funkcji czasu rzeczywistego do obróbki obrazów

Wykorzystane funkcje biblioteki OpenCV:

• przechwytywanie obrazu z kamery zewnętrznej,
• rotacja względem środka przechwyconego obrazu,
• ekstrakcja pola zainteresowania,
• skalowanie obrazu (pomniejszanie, powiększanie – interpolacja),
• wyświetlenie w oknie przetworzonego obrazu,
• zapisywanie obrazu na dysku po naciśnięciu klawisza spacji (BMP, JPEG, PNG).

3. Logitech Webcam Software – standardowe oprogramowanie kamery

• zmiana parametrów kamery (jasność, kontrast, intensywność kolorów, balans bieli),
• zmiana parametrów technologii Logitech RightLight (ekspozycja i wzmocnienie).

Poniżej prezentuję schemat funkcjonalny utworzonego programu oraz przykładowy zrzut ekranu programu:

Testy rozdzielczości

Program przeszedł testy rozdzielczości. Pierwszy polegał na subiektywnej ocenie rozpoznawalności postaci obrazu testowego Lena dla coraz mniejszych obrazów (rysunek poniżej). Drugi test polegał na odczytaniu tekstu „Rzeczypospolita Polska” z banknotu o nominale 10 PLN. Pierwszy test został zaliczony. Natomiast drugiego test rozdzielczości nie został zaliczony. Nie było możliwe odczytanie napisu ze względu na małą rozdzielczość.

Pomimo oblania drugiego testu rozdzielczości, wiedeootoskop uzyskał pozytywną opinię lekarską  jako przesiewowe urządzenie służące do badania drożności kanału słuchowego zewnętrznego oraz detekcji stanów zapalnych ucha.

Podsumowanie i plany na przyszłość

Projekt potwierdził, że można utworzyć obrazujące urządzenie medyczne nadające się do przesiewowych badań poprzez modyfikację standardowej kamery internetowej i jej właściwe oprogramowanie.

Projekt będzie kontynuowany pod nazwą „wideootoskop 2.0”.
Celem projektu rozwojowego jest:

• zaprojektowanie i zainstalowanie odpowiedniej optyki celem polepszenia rozdzielczości obrazu,
• zaprojektowanie oraz wykonanie wersji prototypowej urządzenia (schemat płytki elektronicznej PCB) wraz z obudową oraz integracja z Platformą Badań Zmysłów,
• badania nad doborem odpowiedniego rodzaju oświetlenia.

Prosimy o trzymanie kciuków za grupę projektową Artura Tyneckiego w realizacji projektu.