小型化高图像质量摄像头模组助力一次性医疗内窥镜发展

电子发烧友网报道（文/李宁远）得益于光学技术、化学与生物传感技术、嵌入式电子技术、云分布式服务以及人工智能等各种技术的进步，数字医疗在近几年正逐渐兴起，各种有关医疗设备的新兴解决方案层出不穷。

现场护理诊断、UV-C消杀、CT传感、CT光子计数、数字X射线以及微型摄像头内窥镜都是现代医疗技术手段进步的体现。这些医疗技术，医疗组件的进步不仅改变了医疗设备的设计，简化了专业医疗设备的使用，更是方便了患者就诊。

医疗内窥镜发展

内窥镜的使用可以追溯到上个世纪初，利用光导纤维与透镜的组合来完成传导光线和图像，达到看见内部图像的效果。内窥镜发展到现在，已经成为集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。

早期这种光导纤维与透镜的组合在使用过程中对人体的损伤是比较大的，在发展过程中逐渐被电子内窥镜取代，电子内窥镜利用光电传感器CCD进行光电转换，并将明暗不同的光信号转化为强弱不同的电信号，通过主机多级信号处理实现图像的还原。现在，CMOS也正在逐步取代CCD。

与此同时，随着人们对于医疗安全的逐步重视，加之内窥镜技术越来越成熟，以及内窥镜成本的下探，医疗行业正在从可重复使用的内窥镜转向一次性内窥镜。一次性医疗内窥镜的方案，在使用后直接丢弃，具有低成本优势，消除了交叉污染和再处理的需要。交叉感染是重复使用的医疗内窥镜最为人诟病的问题，这种需要进入患者体内的医疗设备，使用后的消杀非常麻烦，交叉感染风险非常大。

根据Yole Intelligence的调研数据，自2019年起至2025年，其间一次性医疗内窥镜的年复合增长率将维持在27%。一次性医疗内窥镜这种非侵入式、低成本的方案目前在市场上需求是比较旺盛的，尤其是去年年底国内颁布了一次性医疗内窥镜认证的规格，由三级医疗认证降为了二级，大幅缩短设备的认证时间和临床试验要求，加速助力了一次性医疗内窥镜的发展。

一次性医疗内窥镜核心摄像头模组

一次性医疗内窥镜的核心组件是微型透镜，对应医疗内窥镜的需求，这些图像传感器除了需要能够生成高图像质量外提高诊断准确性，还需要针对一次性内窥镜进一步缩小，做到微型化。

尺寸是非常关键的指标，如何尽可能地保证图像质量的情况下缩小透镜尺寸是关键步骤。如艾迈斯欧司朗采用的就是多重透镜技术，用三层的非球面透镜将其组合在一起，每一个层透镜大概有几十个微米到100微米，整个组装高度从基板到表面也不会超过200毫米。这样保证了进光量足够，MTF大于50%。

豪威集团此前发布的一次性医疗内窥镜摄像头模组则是采用了PureCel Plus-S 晶片堆叠技术，有出色的低光灵敏度和高SNR，能在小尺寸里提供了极高的像素。

获取到高质量的图像信息后，需要将信号完整地传输回去，所有一次性医疗内窥镜的摄像头模组上还需要有高SNR的数字低压差分信号串行接口，方便通过长电缆传输而不会损失信号完整性或增加噪声。

目前来说，一般30的帧速率足够实际的医疗应用了，现在的一些模组厂商也会将帧速率做成可调，方便匹配各种场景。

小结

从市场趋势来说，内窥镜从硬镜到软镜，从带创伤性到不带创伤性，以及到现在从可重复使用到一次性使用，每一次市场趋势的改变都离不开内窥镜背后组件技术水平的不断更新发展。新兴医疗基础设施的建设和普及，无疑将推进医疗水平的进步。