只有天花板級的技術(shù)，才能突破天花板級的應(yīng)用難題。
內(nèi)窺鏡顯示器，微創(chuàng)手術(shù)不可或缺的設(shè)備，是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的高端天花板級產(chǎn)品，被譽(yù)為“皇冠上的明珠”。 技術(shù)難度最高，使用場景最大，醫(yī)生要求最高，發(fā)展也最活躍。
Mini-LED背光顯示技術(shù)，是目前液晶顯示器類中最趨近于顯示天花板的技術(shù)，不管是在分辨率、動態(tài)范圍、色域覆蓋等方面優(yōu)勢十分突出，也是海信長期積累的核心技術(shù)之一。
Mini-LED顯示技術(shù)一旦應(yīng)用于內(nèi)窺顯示產(chǎn)品上，將具有極大的代差級技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。
4月25日，海信醫(yī)療正式發(fā)布全球首臺55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器。該款產(chǎn)品采用海信自研的Mini-LED背光模組，對比度達(dá)到20萬：1，紅色色域100%覆蓋BT2020，開啟了高動態(tài)內(nèi)窺顯示時代。這意味著，未來醫(yī)生能夠更加清晰的看到患者腔體內(nèi)組織，減輕在手術(shù)過程中的視覺疲勞，提高手術(shù)的精準(zhǔn)性和效率。
事實上，海信發(fā)布全球首臺55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器并不是偶然，而是其多年技術(shù)積累和深刻需求洞察下的注定。
選擇Mini-LED這扇窄門
2014年，海信醫(yī)療開始投入醫(yī)用顯示器的研發(fā)，并在2016年第一代26吋2K產(chǎn)品，2019年首次推出32吋4K產(chǎn)品、2021年推出55吋4K多分區(qū)背光控制內(nèi)窺顯示器產(chǎn)品，逐漸成為內(nèi)窺顯示器領(lǐng)域的國內(nèi)一線品牌。
不過，在與多個醫(yī)生溝通并跟臺了數(shù)十臺手術(shù)后，海信醫(yī)療公司醫(yī)用顯示所所長洪勝峰和同事們也發(fā)現(xiàn)了新的痛點(diǎn)：手術(shù)場景下，內(nèi)窺顯示器會出現(xiàn)暗場出血點(diǎn)為黑色和層次感差的問題。
“就像一個隧道打光的時候，隧道口的光很亮，但是隧道里光很暗，這樣就會和實際存在差異。手術(shù)過程也是同樣如此，需要有景深感、立體感。”在洪勝峰看來，內(nèi)窺顯示器視平面顯示，但現(xiàn)有技術(shù)很難改變，要解決必須選擇更新的顯示技術(shù)。
到底什么技術(shù)是最適合的？得益于海信集團(tuán)在顯示領(lǐng)域豐富的技術(shù)積累，洪勝峰和同事在詳細(xì)對比OLED、疊屏、Mini-LED等眾多顯示技術(shù)的特點(diǎn)后，最終將Mini-LED確定為新一代內(nèi)窺鏡顯示器的解方案。
“一方面Mini-LED是一種成熟度較高的新型顯示技術(shù)，可以用來實現(xiàn)高對比度、高動態(tài)范圍和色域覆蓋；更重要的是，Mini-LED模組背光技術(shù)可以解決這個景深感的問題。”
這是一扇沒人推開過的窄門。洪勝峰說，“目前行業(yè)上模組都是外購的，也不具有自研Mini-LED模組背光的能力，這次我們就要蹚出一條與行業(yè)不一樣的路子。”
2021年7月，海信醫(yī)療正式開始55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器的研發(fā)。
更難的是畫質(zhì)調(diào)試
畫質(zhì)調(diào)試就像內(nèi)功，很少有廠家能夠做到，醫(yī)用顯示產(chǎn)品的畫質(zhì)則需要更為深厚顯示技術(shù)功底，才能達(dá)到近乎苛刻的調(diào)校要求。
海信醫(yī)療公司畫質(zhì)設(shè)計工程師董杰表示，畫質(zhì)調(diào)試的復(fù)雜性在于：手術(shù)中的血管、脂肪、組織等顯示的效果都需要畫質(zhì)調(diào)整，要綜合考慮適應(yīng)不同的手術(shù)場景，還要適配不同內(nèi)窺鏡廠家的顯示效果和接口的適配性。
Mini-LED內(nèi)窺顯示器雖然擁有著業(yè)內(nèi)最高的85%的BT2020色域覆蓋，但調(diào)試如果不夠精準(zhǔn)反而有副作用，特別是腔體內(nèi)部的紅色，甚至?xí)霈F(xiàn)色域覆蓋越寬偏差越大的情況。
在畫質(zhì)調(diào)整的過程中，董杰使用24色卡，這是全球公認(rèn)的高端色卡，將實物的東西放在旁邊，右邊是醫(yī)用顯示器，把光線打到顯示器上顯示出24色，挨個對比調(diào)整，力求做到真實還原實物。與此同時，董杰結(jié)合海信的基準(zhǔn)光源算法方案，使內(nèi)窺顯示器達(dá)到了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的色彩精準(zhǔn)程度。
只做到實驗室內(nèi)的顏色精準(zhǔn)并不夠，還要調(diào)整不同內(nèi)窺鏡廠家的顯示效果和接口的適配性，董杰為此跑遍了全國十幾家廠商進(jìn)行測試。
“我們一開始拿去的樣機(jī)調(diào)試后能夠達(dá)到廠商的要求，回來后我們就按照記錄下來參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，但在量產(chǎn)機(jī)發(fā)過去后會發(fā)現(xiàn)有些機(jī)器存在偏差，兩臺顯示器實測數(shù)據(jù)相差不大，但是接上內(nèi)鏡設(shè)備后主觀表現(xiàn)差異肉眼明顯。”董杰回憶，這樣的問題讓她非常崩潰。
最終，在拆了40臺機(jī)器逐臺擺起來看有觀察區(qū)別、反復(fù)驗證后，董杰最終找到了問題的根源并確定了合適的方案，并形成了一套可以執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。
“現(xiàn)在有些客戶會要求我們內(nèi)窺鏡設(shè)備采用他們自己家的，顯示器用我們的，他們對標(biāo)的產(chǎn)品可能是國際一流的內(nèi)鏡設(shè)備配國際一流的顯示器，在經(jīng)過調(diào)試后，我們也能達(dá)到同樣的標(biāo)準(zhǔn)。”董杰說，有些內(nèi)窺鏡廠家會和海信共同分析圖像效果進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)。
一切都是從零開始
而在硬件上，Mini-LED內(nèi)窺顯示器沒有行業(yè)可以借鑒的模板，一切都是從零開始，一邊摸索一邊解決研發(fā)過程中遇到的各種問題。
“首先就是模組問題。因為采用的是海信自研Mini-LED背光模組，能量的分布、產(chǎn)品的均勻性以及色域等問題，每一個細(xì)節(jié)都需要不斷去打磨。” 洪勝峰說，為了找到既能達(dá)到色域要求又可以克服高亮度帶來衰減的屏幕材料，研發(fā)團(tuán)隊反復(fù)驗證、討論并找到供應(yīng)商數(shù)次溝通后，才確定下合適的方案。
屏蔽靜電和電刀干擾是又一個難題。
和普通電視使用環(huán)境簡單不同，手術(shù)室里的設(shè)備非常多，切割的電刀、骨科的電鋸，內(nèi)窺顯示器的使用環(huán)境更為復(fù)雜，使用過程中往往會受到靜電的影響。
“對于家用產(chǎn)品來說，8000V靜電測試實驗產(chǎn)品不壞就可以接受，但是在醫(yī)用產(chǎn)品來說，8000V測試中，不能出現(xiàn)圖像異常、不能閃爍，更不能黑屏。” 洪勝峰說，這對于第一次做Mini-LED內(nèi)窺顯示器的團(tuán)隊來說是非常大的挑戰(zhàn)。
“我們最開始打8000V的時候圖像總是黑，我們就開始排查，從信號源到線纜再到顯示器，一項一項排查原因。”一個多月的時間里，團(tuán)隊經(jīng)過數(shù)十次測試、整改、再測試、不斷優(yōu)化后，內(nèi)窺顯示器的靜電測試終于到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求。
電刀是外科手術(shù)的重要設(shè)備，但也會對內(nèi)窺顯示器造成極大的電磁干擾。
抗電刀干擾沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，團(tuán)隊就對標(biāo)國際最好的品牌，按照國際上最嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，在板級上面進(jìn)行了加強(qiáng)的抗干擾設(shè)計，實現(xiàn)多重屏蔽設(shè)計。他們還將電刀的電線纏繞到顯示器或者模組上，緊貼著顯示器，將干擾問題模擬到最大化。
最終，經(jīng)過兩個月的試驗，海信內(nèi)窺顯示器在抗干擾方面能夠抵抗8000V接觸放電，15000V的空氣放電，保證圖像在出現(xiàn)干擾的情況下不會出現(xiàn)異常，海信醫(yī)療也在行業(yè)內(nèi)率先掌握了Mini-LED抗干擾的設(shè)計技術(shù)。
除了抗干擾以外，Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器采用了雙電源結(jié)構(gòu)，任何一塊電源板突然出現(xiàn)問題，另外一塊電源板無縫備份切換，保確手術(shù)過程中不會有任何異常表現(xiàn)，更不會宕機(jī)，達(dá)到手術(shù)環(huán)境下對于內(nèi)窺顯示器穩(wěn)定、可靠的要求。
摘下皇冠上的明珠
歷經(jīng)10個月，4月25日的2022年新品發(fā)布會上，海信醫(yī)療正式發(fā)布全球首臺55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器。
發(fā)布會上，青島海信醫(yī)療設(shè)備股份有限公司助理副總經(jīng)理陳永健介紹，作為行業(yè)內(nèi)最高端顯示產(chǎn)品，海信Mini-LED內(nèi)窺鏡顯示器具有4K超高清顯示和高色域，高對比度以及暗場表現(xiàn)細(xì)節(jié)，顏色精準(zhǔn)顯示等五大突出優(yōu)勢：
相比于業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡顯示器，陳永健說，擁有Mini-LED技術(shù)加持的55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器對比度高達(dá)20萬:1，尤其在細(xì)小狹長的腔體內(nèi)，呈現(xiàn)更多深層次的組織細(xì)節(jié)，大大提高畫面層次感，有效協(xié)助醫(yī)生識別病灶及周圍環(huán)境。
在色域覆蓋方面，這款新品的色域覆蓋率可達(dá)85%，紅色色域更是100%覆蓋BT2020標(biāo)準(zhǔn)，完美呈現(xiàn)內(nèi)窺環(huán)境下各種紅色需求，可以有效解決醫(yī)生在手術(shù)場景下，暗場出血點(diǎn)為黑色和層次感差的手術(shù)痛點(diǎn)，出血顏色清晰可見。
與此同時，該款Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器還支持多種色彩獨(dú)立調(diào)整，展現(xiàn)更多的色彩細(xì)節(jié)，提高色彩對比度，使其達(dá)到與臨床開放手術(shù)一樣的顯示效果。
“海信內(nèi)窺鏡顯示還具備圖像增強(qiáng)功能，可以提升腔體內(nèi)組織清晰度，提高對組織結(jié)構(gòu)的識別能力、增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力，提升腔體內(nèi)組織清晰度，減輕醫(yī)生手術(shù)疲勞，提高手術(shù)效率。”陳永健說。
第五，其還擁有行業(yè)最先進(jìn)的無損4K顯示接口，可真實還原4K內(nèi)窺鏡超高清視頻信號，支持4K 60Hz信號的無損接收與顯示，有效解決數(shù)字化手術(shù)室長距離傳輸?shù)挠脩敉袋c(diǎn)。
此外，產(chǎn)品還能夠?qū)崿F(xiàn)靈活定制，能夠滿足不同用戶的特殊需求等優(yōu)勢。
“全球首臺55吋Mini-LED醫(yī)用內(nèi)窺顯示器的發(fā)布，標(biāo)志著行業(yè)進(jìn)入高動態(tài)內(nèi)窺顯示時代！”青島大學(xué)附屬醫(yī)院院長董蒨評價說，這款產(chǎn)品的上市大大改善了手術(shù)情況下大量出血點(diǎn)及神經(jīng)系統(tǒng)的可見性，使腔體內(nèi)組織能夠真實還原，達(dá)到與實際開放式臨床手術(shù)的同等效果，可以有效減我們醫(yī)院醫(yī)生手術(shù)過程的視覺疲勞度，提高了手術(shù)的效率。
