具有夜視功能的肛腸鏡系統的製作方法

2023-05-28 21:40:56 3

專利名稱：具有夜視功能的肛腸鏡系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於醫療器械領域，具體的說，涉及一種具有夜視功能的肛腸鏡系統。
背景技術：
夜視成像技術目前主要有兩種工作方式，第一種是圖像增強方式，這種技術能採集微弱的光線，包括紅外線光譜的低區(這一區域的光線即便存在，肉眼也看不到)，然後將其放大到一定水平，以便讓人能清楚地觀察圖像；第二種是紅外線熱成像技術，這種技術能捕捉到紅外光譜的高區光線，也就是物體以散熱形式發出的光線而非反射光，溫度較高的物體(例如人的身體)會比溫度較低的物體(例如樹木或建築物)發出更多的紅外線。傳統的內窺鏡系統大都採用冷光源作為內窺鏡照明的介質，並通過傳統稜鏡光學系統或者電子CCD光學系統來獲取人體器官腔體組織的圖像，以此作為診斷人體器官病症的依據，不過該方法的不足之處在於一般人體器官內的可見病變可通過肉眼的觀察直接獲得診斷結果，而某些潛在的病症卻表現不出視覺性狀，所以即便得到內窺鏡反饋的圖像也無法診斷，必須通過取組織活檢等方式來獲得。此外，採用冷光源進行照射時，其光信號勢必對人體器官的微觀結構(如細胞)造成一定程度的刺激，從而影響其正常的新陳代謝，在該情況下獲取的診斷信息也不能最客觀地反應人體器官的病變情況，而與之相對的是，即使在沒有外來光源或僅有微光的情況下，人體器官本身也會發出的微弱的光線或者由於自身新陳代謝而向外輻射紅外線，如果可以捕捉這些信號並加以處理，得到的夜視圖像勢必能更加真實地反映人體器官的真實狀況，其圖像所包含的信息也更加豐富，通過和冷光源照射得到的圖像進行分析對照，可以更加全面地診斷器官的病變情況。現有的肛腸鏡都是在有光的條件下，醫生通過肛腸鏡的光學系統觀察到肛腸道內的面貌，目前尚沒有出現具有夜視功能的肛腸鏡系統。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種具有夜視功能的肛腸鏡系統，該系統利用夜視攝像系統在無光或者弱光的情況下對肛腸道的內部進行查探並獲得肛腸道及壁間的夜視圖像，使醫生在傳統內窺鏡的基礎上可以比較肛腸道及壁間的夜視圖像和有光照情況下的圖像，從而全面、客觀地診斷肛腸道及壁間的病症。為了達到上述目的，採用如下技術方案—種具有夜視功能的肛腸鏡系統，包括肛腸鏡和監視器，所述肛腸鏡上設置有夜視攝像系統，與所述夜視攝像系統連接設置有夜視功能處理主機，所述夜視功能處理主機與監視器相連。進一步地，所述夜視攝像系統包括依次連接的用於接收紅外線的夜視攝像頭物鏡、用於加強圖像解析度的像素增強元件、用於改變紅外線傳播方向的轉向物鏡、用於將光學影像轉化為數位訊號的CCD光電成像元件及數據輸出結構。更進一步地，所述肛腸鏡為硬質肛腸鏡，包括鏡身和工作端部，所述鏡身上設置有、冷光源接頭和數據輸出端，所述工作端部呈柱狀結構，其內部設置有至少一條器械通道，再進一步地，所述肛腸鏡為軟質肛腸鏡，包括操作手柄和軟質工作端部，所述操作手柄上設置有數據輸出端，所述工作端部內設置有至少一條器械通道。再進一步地，工作端部的前端為先端部，所述夜視攝像頭物鏡設置於先端部上，所述器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。作為一種具體實施例，還包括光學鏡頭系統，與所述光學鏡頭系統連接設置有冷光源主機和普通攝像主機，所述普通攝像主機與監視器相連。進一步地，所述光學鏡頭系統為電子CCD光學系統，所述工作端部內貫穿設置有光導纖維，先端部上設置有光學鏡頭，所述光導纖維與冷光源主機連接。作為一種具體實施例，所述先端部上還設置有紅外線發射端。作為一種具體實施例，所述工作端部的長度介於300mm 450mm之間，工作端部橫截面為圓形且其外徑小於等於20mm。作為一種具體實施例，所述工作端部的材質為軟質纖維材料，工作端部的長度大於250mm,其橫截面積為圓形且其外徑小於等於20mm。作為一種具體實施例，所述光學鏡頭的直徑大於等於2. 8mm。作為一種具體實施例，所述肛腸鏡上還設置有用於控制肛腸鏡系統的工作狀態的控制模塊，所述控制模塊與普通攝像主機和夜視功能處理主機連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於通過肛腸鏡內部的夜視攝像系統主動或者被動捕捉肛腸道及壁間輻射的紅外線，可以避開傳統肛腸鏡多餘的光幹擾，在無光或弱光情況下獲得肛腸道內部的夜視圖像，使醫生可以更真實地了解肛腸道及壁間的組織狀況；通過設置光學鏡頭系統，可以獲得肛腸道內部在光照情況下的圖像；同時，通過對肛腸道及壁間的夜視圖像和有光照情況下的圖像進行分析對比，可以得到傳統肛腸鏡觀察下不容易獲取的病症等潛在信息，使醫生可以更加全面、客觀地了解肛腸道及壁間的病變情況。

圖I是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的組成示意圖。圖2a是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的(硬質)肛腸鏡結構示意圖。圖2b是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的(軟質)肛腸鏡結構示意圖。圖3a是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統(同時具備普通光學鏡頭系統和主動模式夜視攝像系統)的肛腸鏡先端部示意圖。圖3b是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統(同時具備普通光學鏡頭系統和被動模式夜視攝像系統)的肛腸鏡先端部示意圖。圖3c是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統(僅具備主動模式夜視攝像系統)的肛腸鏡先端部示意圖。圖3d是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統(僅具備被動模式夜視攝像頭系統)的肛腸鏡先端部示意圖。[0028]圖4是圖2a中硬質肛腸鏡的控制模塊示意圖。圖5a是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的通道閥門的(螺紋連接)示意圖。圖5b是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的通道閥門的(壓緊連接)示意圖。圖6是本實用新型所述具有夜視功能的肛腸鏡系統功能控制模塊示意圖。圖中實施例I :1-肛腸鏡；2_冷光源主機；3_普通攝像主機；4_夜視功能處理主機； 5_操作鍵盤；6_第-監視器；7_第二監視器；11-工作端部；12-冷光源輸入端；13-數據輸出端；14_器械通道；15_進水端；16_出水端；17_控制模塊；131_光學鏡頭；132夜視攝像頭物鏡；133_紅外線發射端；121_光導纖維；141_器械通道出口 ；151_進水通道；出水通道161。實施例2 :11』 -工作端部；13』 -數據輸出端；15』 -控制模塊。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型做出進一步說明實施例I參見圖I、圖2a及圖3a_圖3d，本實施例所述具有夜視功能的肛腸鏡系統，包括肛腸鏡I和監視器，所述肛腸鏡I上設置有夜視攝像系統，與所述夜視攝像系統連接設置有夜視功能處理主機4，所述夜視功能處理主機4用於處理夜視攝像系統反饋的數據並與監視器連接，所述夜視攝像系統包括依次連接的夜視攝像頭物鏡132、像素增強元件、轉像物鏡、CCD光電成像元件和數據輸出結構，其中夜視攝像頭物鏡132用於接收紅外線、像素增強元件用於加強圖像解析度、轉向物鏡用於改變紅外線傳播方向以將來自像素增強單元的紅外圖像投射到CCD光電成像元件，CCD光電成像元件用於將光學影像轉化為數位訊號，數據輸出結構將接收到的信號輸出至夜視功能處理主機4，與夜視功能處理主機4連接還設置有用於進行人機互動操作的操作鍵盤5。上述肛腸鏡I為硬質肛腸鏡，包括鏡身和工作端部11，所述鏡身上設置有冷光源接頭12數據輸出端13，所述工作端部採用硬質材料製成，具整體呈柱狀結構，長度介於300mm 450mm之間，其橫截面優選為小於等於20mm的圓形,其內部設置有至少一條器械通道14，其中工作端部11的前端為先端部，所述夜視攝像頭物鏡132設置於先端部上，所述器械通道14沿工作端部11的軸向方向貫穿先端部形成器械通道出口 141，為了實現在有光情況下對肛腸道及壁間的查探，實施例的肛腸鏡系統還包括光學鏡頭系統，與所述光學鏡頭系統連接設置有冷光源主機2和普通攝像主機3，普通攝像主機3與監視器相連，所述光學鏡頭系統為電子(XD光學系統,包括依次連接的光學鏡頭131、(XD光電成像兀件和數據輸出結構，所述肛腸鏡I的鏡身上設置有通過光導纖維連接線路與冷光源主機2連接的冷光源接頭12，工作端部11內貫穿設置有光導纖維121，先端部上設置有直徑大於等於2. 8mm的光學鏡頭131，所述冷光源接頭12與光導纖維121連接，為了激發肛腸腔內部組織輻射較多的紅外線，還可以在先端部上設置通過控制線路與夜視功能處理主機4連接的紅外線發射端133，該紅外線發射端133呈環形分布於先端部端面的圓周上，基於有無紅外線發射端133,本實用新型的夜視攝像系統可分為王動I旲式夜視攝像系統和被動I旲式夜視攝像系統兩種。根據上述說明，本實施例所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統至少具備四種4種不同形式第一種形式是同時具備普通光學鏡頭系統和主動模式夜視攝像系統的硬質肛腸鏡系統(形式A，參見圖3a);第二種形式是同時具備普通光學鏡頭系統和被動模式夜視攝像系統的硬質肛腸鏡系統(形式B，參見圖3B);第三種形式是僅具備主動模式夜視攝像系統的硬質肛腸鏡系統(形式C，參見圖3C);第四種形式是僅具備被動模式夜視攝像系統的硬質肛腸鏡系統(形式D，參見圖3d)。其中主動模式夜視攝像頭系統(形式A和形式C)相對被動模式夜視攝像頭系統(形式B和形式D)增加了紅外線發射端133 ;兼有普通光學鏡頭系統的肛腸鏡系統(形式A和形式B)相對於僅具備夜視功能的肛腸鏡系統(形式C和形式D)增加了光學鏡頭131、光導纖維121、冷光源接頭12、冷光源主機2和普通攝像主機3。參見圖4，肛腸鏡11在鏡身上還設置有用於控制肛腸鏡系統的工作狀態的控制模塊15，所述控制模塊15與普通攝像主機3和夜視功能處理主機4連接，所述控制模塊15表面使用防水及耐高壓材料設計，其上設置有顯示屏和按鈕開關，使之具有良好的可操作性和安全性，控制模塊15能實現的功能，在操作鍵盤5上同樣能實現。參見圖5a和圖5b，肛腸鏡I上所有通道的接口均採用密封連接以保證通道內部的氣密性，其連接形式不限於接口上設置螺紋8進行螺旋密封(圖5a)，或在接口位置設置密封墊，並用卡箍9綁緊密封的形式(圖5b)。基於上述結構和設置，下面結合圖6對本實施例所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的工作原理做出說明，為了最全面地說明本實用新型的結構和功能，本實施例選擇兼有普通光學鏡頭系統和主動模式夜視攝像系統的肛腸鏡系統作為說明對象。在對肛腸道及壁間進行探測時，首先使患者採用合適體位固定並作手術部位消毒處理，其次將肛腸鏡I的工作端部11經由肛門插入肛腸道，肛腸鏡I外接冷光源主機2、普通攝像主機3、夜視功能處理主機4、操作鍵盤5及監視器；醫生可以通過操作鍵盤5或控制模塊15選擇普通攝像功能來對肛腸腔進行常規檢查，則冷光源主機2發出的冷光經由冷光源輸入端12和光導纖維121進入肛腸腔，在該光線的照射下，電子光學CCD系統的光學鏡頭131對肛腸腔及其壁間進行拍攝，並將得到的圖像數據由數據輸出結構(本實施例中即為數據輸出端13)傳輸到普通攝像主機3處進行處理，最後由普通攝像主機3將上述圖像輸送到監視器進行顯示，對於可以直接進行處理的病症，醫生也可以通過貫穿器械通道14的微型機械臂進行處理。當上述觀察和處理完成後，關閉冷光源主機2，並將肛腸鏡系統切換至夜視功能狀態，在被動夜視模式狀態下，位於先端部的夜視攝像頭物鏡132通過捕捉肛腸道極壁間輻射的微弱紅外線並由像素增強元件進行處理，該紅外線圖像經由轉向物鏡投射至C⑶光電成像器件上並被轉化為數位訊號，最後由數據輸出端13輸出至夜視功能處理主機4，夜視功能處理主機4在監視器上顯示上述圖像；如果肛腸道及壁間發射的紅外線強度不夠時，可以將系統切換到主動夜視模式狀態，與被動夜視模式狀態相比，在主動夜視模式狀態下，肛腸鏡系統指令紅外線發射端133向肛腸腔內發射一定頻率的紅外線，則肛腸道及壁間受激輻射出較多的紅外線，夜視攝像系統對這些紅外線進行捕捉並生成夜視圖像，最後由夜視功能處理主機4通過比對夜視圖像和有光情況下的圖像，自動分析兩者之間的差異性，並得出分析結果，為醫生準確診斷肛腸道及壁間疾病提供常規觀察所不能得到的信息和數據。為了讓醫生能同時看到夜視圖像和有光照的圖像，上述監視器設置為2臺，其中第一監視器6與夜視功能處理主機連接，第二監視器7與普通攝像主機連接。應該理解，除了肛腸鏡11的結構外，本實施例的其它內容同樣適用於本說明書的其他實施例。實施例2參見圖2b，本實施例與實施例I的不同在於，實施例I採用了硬質肛腸鏡，而本實施例採用軟質肛腸鏡，其結構包括操作手柄16和軟質工作端部11』，所述操作手柄16上設置有數據輸出端13，所述工作端部11』內設置有至少一條器械通道14，所述工作端部的材質為軟質纖維材料，工作端部的長度大於等於250mm，其橫截面積為圓形且其外徑小於等於20_，基於肛腸鏡的不同結構，本實施例所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統具備不同於實施例I的另外四種形式如下第五種形式同時具備普通光學鏡頭系統和主動模式夜視攝像系統的軟質肛腸鏡系統(形式E，參見圖3a);第六種形式同時具備普通光學鏡頭系統和被動模式夜視攝像系統的軟質肛腸鏡系統(形式F，參見圖3b);第七種形式僅具備主動模式夜視攝像系統的軟質肛腸鏡系統(形式G，，參見圖3c);第八種形式僅具備被動模式夜視攝像系統的軟質肛腸鏡系統(形式H，參見圖3d)。該實施例所述具有夜視功能的肛腸鏡系統的工作原理與實施例I所述的原理相同，此處恕不贅述，應該理解，以上具體實施例所公布的內容僅為本實用新型的部分優選方案，凡是基於本實用新型的技術方案、符合本實用新型的技術精神，屬於本領域技術人員無需進行創造性勞動即可得到的實施都應屬於本實用新型的保護範圍。權利要求1.具有夜視功能的肛腸鏡系統，包括肛腸鏡和監視器，其特徵在於，所述肛腸鏡上設置有夜視攝像系統，與所述夜視攝像系統連接設置有夜視功能處理主機，所述夜視功能處理主機與監視器相連。
2.如權利要求I所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述夜視攝像系統包括依次連接的用於接收紅外線的夜視攝像頭物鏡、用於加強圖像解析度的像素增強元件、用於改變紅外線傳播方向的轉向物鏡、用於將光學影像轉化為數位訊號的CCD光電成像元件及數據輸出結構。
3.如權利要求2所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述肛腸鏡為硬質肛腸鏡，包括鏡身和工作端部，所述鏡身上設置有冷光源接頭和數據輸出端，所述工作端部呈柱狀結構，其內部設置有至少一條器械通道。
4.如權利要求2所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在幹，所述肛腸鏡為軟質肛腸鏡，包括操作手柄和軟質工作端部，所述操作手柄上設置有數據輸出端，所述工作端部內設置有至少一條器械通道。
5.如權利要求3或4任一項所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，工作端部的前端為先端部，所述夜視攝像頭物鏡設置於先端部上，所述器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。
6.如權利要求5所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，還包括光學鏡頭系統，與所述光學鏡頭系統連接設置有冷光源主機和普通攝像主機，所述普通攝像主機與監視器相連。
7.如權利要求6所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在幹，所述光學鏡頭系統為電子CCD光學系統，所述工作端部內貫穿設置有光導纖維，先端部上設置有光學鏡頭，所述光導纖維與冷光源主機連接。
8.如權利要求7所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述先端部上還設置有紅外線發射端。
9.如權利要求3所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述工作端部的長度介於300mm 450mm之間，工作端部橫截面為圓形且其外徑小於等於20mm。
10.如權利要求4所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述工作端部的材質為軟質纖維材料，工作端部的長度大於250mm,其橫截面積為圓形且其外徑小於等20mm。
11.如權利要求7所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述光學鏡頭的直徑大於等於2. 8mm。
12.如權利要求8所述的具有夜視功能的肛腸鏡系統，其特徵在於，所述肛腸鏡上還設置有用於控制肛腸鏡系統的工作狀態的控制模塊，所述控制模塊與普通攝像主機和夜視功能處理主機連接。
專利摘要本實用新型屬於醫療器械領域，涉及一種具有夜視功能的肛腸鏡系統，包括肛腸鏡和監視器，所述肛腸鏡上設置有夜視攝像系統，與所述夜視攝像系統連接設置有夜視功能處理主機，還包括光學鏡頭系統，與所述光學鏡頭系統連接設置有冷光源主機和普通攝像主機，本實用新型通過肛腸鏡內部的夜視攝像系統主動或者被動捕捉肛腸道及壁間輻射的紅外線，有效避開了傳統肛腸鏡多餘的光幹擾，在無光或弱光情況下獲得肛腸道內部的夜視圖像，使醫生可以更真實地了解肛腸道及壁間的組織狀況；同時，通過將夜視圖像與有光情況下的肛腸道及壁間的圖像進行分析對比，可以得到傳統肛腸鏡觀察下不容易獲取的病症等潛在信息，進一步豐富和補充了肛腸科診斷的手段。
文檔編號A61B1/05GK202408848SQ201120573470
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者喬鐵 申請人:廣州寶膽醫療器械科技有限公司