具有夜視功能的膽囊鏡系統的製作方法

2023-05-03 07:31:31 1

專利名稱：具有夜視功能的膽囊鏡系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於醫療器械領域，具體的說，涉及一種具有夜視功能的膽囊鏡系統。
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。現有的膽囊鏡都是在有光的條件下，醫生通過膽囊鏡的光學系統觀察到膽囊腔內的面貌，目前尚沒有出現具有夜視功能的膽囊鏡系統。

發明內容
本發明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膽囊鏡系統， 該系統利用夜視攝像系統在無光或者弱光的情況下對膽囊腔的內部進行查探並獲得膽囊腔及壁間的夜視圖像，使醫生在傳統內窺鏡的基礎上可以比較膽囊腔的夜視圖像和有光照情況下的圖像，從而全面、客觀地診斷膽囊病症。為了達到上述目的，採用如下技術方案—種具有夜視功能的膽囊鏡系統，包括膽囊鏡和監視器，所述膽囊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。再進一步地，所述膽囊鏡包括鏡身和工作端部，所述工作端部呈柱狀結構，其內部設置有進水通道、出水通道和至少一條器械通道，所述鏡身上設置有數據輸出端、與進水通道連通的進水接頭和與出水通道連通的出水接頭。更進一步地，所述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，所述進水通道、出水通道和器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。5、如權利要求4所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，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。還進一步地，所述光學鏡頭系統為電子CCD光學系統，所述膽囊鏡的鏡身上設置有與冷光源主機連接的冷光源接頭，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，所述冷光源接頭與光導纖維連接。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。進一步地，所述紅外線發射端呈環形分布於先端部端面的圓周上作為一種具體實施例，所述工作端部的長度介於250mm 300mm之間，工作端部橫截面為圓形且其外徑小於等於12mm，所述光學鏡頭的直徑大於等於2. 8mm。作為一種具體實施例，所述膽囊鏡在鏡身上還設置有用於控制膽囊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，本發明的有益效果在於通過膽囊鏡內部的夜視攝像系統主動或者被動捕捉膽囊腔內壁間輻射的紅外線， 可以避開傳統膽囊鏡多餘的光幹擾，在無光或弱光情況下獲得膽囊腔內部的夜視圖像，使醫生可以更真實地了解膽囊腔的組織狀況；通過設置光學鏡頭系統，可以獲得膽囊腔內部在光照情況下的圖像；同時，通過對膽囊腔及壁間的夜視圖像和有光照情況下的圖像進行分析對比，可以得到傳統膽囊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、客觀地了解膽囊的病變情況。


圖1是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的組成示意圖。圖2是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的膽囊鏡結構示意圖。圖3a是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統(同時具備普通光學鏡頭系統和主動模式夜視攝像系統)的膽囊鏡先端部示意圖。圖北是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統(僅具備主動模式夜視攝像系統) 的膽囊鏡先端部示意圖。圖3c是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統(同時具備普通光學鏡頭系統和被動模式夜視攝像系統)的膽囊鏡先端部示意圖。圖3d是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統(僅具備被動模式夜視攝像頭系統)的膽囊鏡先端部示意圖。圖4是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的控制模塊示意圖。圖fe是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的通道接頭的(螺紋連接)示意圖。圖恥是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的通道接頭的(壓緊連接)示意圖。圖6是本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統功能控制模塊示意圖。圖中1-膽囊鏡；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-第一監視器；7-第二監視器；8-螺紋；9-卡箍；11-工作端部；12-冷光源接頭； 13-數據輸出端；14-器械通道；15-進水接頭；16-出水接頭；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；151-進水通道；161-出水通道。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，對本發明做出進一步說明參見圖1、圖2及圖3a-圖3d，本發明所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，包括膽囊鏡1和監視器，所述膽囊鏡1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、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光電成像單元，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。上述膽囊鏡1包括鏡身和工作端部11，其中工作端部採用硬質材料製成，具整體呈柱狀結構，長度介於250mm 300mm之間，橫截面優選為小於等於12mm的圓形，工作端部 11內部設置有進水通道151、出水通道161和至少一條器械通道14，所述鏡身上設置有數據輸出端13、與進水通道151連通的進水接頭15和與出水通道161連通的出水接頭16，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，所述進水通道 151、出水通道161及器械通道14沿工作端部11的軸向方向貫穿先端部，為了實現在有光情況下對膽囊的查探，本發明所述的膽囊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C⑶光學系統，包括依次連接的光學鏡頭131、C⑶光電成像元件和數據輸出結構，所述膽囊鏡1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，為了激發膽囊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，本發明的夜視攝像系統可分為主動模式夜視攝像系統和被動模式夜視攝像系統兩種。根據上述說明，本發明所述的具有夜視功能的膽囊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膽囊鏡系統 (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膽囊鏡系統(形式C，參見圖3c)；第三種形式是僅具備主動模式夜視攝像系統的膽囊鏡系統(形式B，參見圖北)；第四種形式是僅具備被動模式夜視攝像系統的膽囊鏡系統(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B)相對被動模式夜視攝像頭系統(形式C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膽囊鏡系統(形式A和形式C)相對於僅具備夜視功能的膽囊鏡系統(形式B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，膽囊鏡11在鏡身上還設置有用於控制膽囊鏡系統的工作狀態的控制模塊17，所述控制模塊17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17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17能實現的功能，在操作鍵盤5上同樣能實現。參見圖fe和圖恥，膽囊鏡1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fe)，或在接口位置設置密封墊，並用卡箍9綁緊密封的形式(圖恥)。基於上述結構和設置，下面結合圖6對本發明所述具有夜視功能的膽囊鏡系統的工作原理做出說明，為了最全面地說明本發明的結構和功能，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膽囊鏡系統作為說明對象。在對膽囊進行探測時，首先採用常規手法建立氣腹，作腹壁小切口，將膽囊腔體提出腹壁表面，並於膽囊底部做一小口，收集膽囊腔內膽汁，其次將膽囊鏡1的工作端部11於小切口插入膽囊腔，膽囊鏡1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125選擇普通攝像模式來對膽囊腔體進行常規檢查，則冷光源主機2發出的冷光經由冷光源接頭12和光導纖維121進入膽囊腔，在該光線的照射下，電子光學CCD系統的光學鏡頭131對膽囊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，並將膽囊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通過捕捉膽囊腔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CXD光電成像元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；如果膽囊腔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，在主動夜視模式中，膽囊鏡系統指令位於先端部上的紅外線發射端133向膽囊壁發射一定頻率的紅外線，則膽囊腔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，為醫生準確診斷膽囊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，以上具體實施例所公布的內容僅為本發明的部分優選方案，凡是基於本發明的技術方案、符合本發明的技術精神，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發明的保護範圍。
權利要求
1.具有夜視功能的膽囊鏡系統，包括膽囊鏡和監視器，其特徵在於，所述膽囊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1所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，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膽囊鏡系統，其特徵在於，所述膽囊鏡包括鏡身和工作端部，所述工作端部呈柱狀結構，其內部設置有進水通道、出水通道和至少一條器械通道，所述鏡身上設置有數據輸出端、與進水通道連通的進水接頭和與出水通道連通的出水接頭。
4.如權利要求3所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述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，所述進水通道、出水通道和器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。
5.如權利要求4所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，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。
6.如權利要求5所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述光學鏡頭系統為電子CCD光學系統，所述膽囊鏡的鏡身上設置有與冷光源主機連接的冷光源接頭，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，所述冷光源接頭與光導纖維連接。
7.如權利要求4-6任一項所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述先端部上還設置有紅外線發射端。
8.如權利要求7所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述紅外線發射端呈環形分布於先端部端面的圓周上。
9.如權利要求6所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述工作端部的長度介於250mm 300mm之間，工作端部橫截面為圓形且其外徑小於等於12mm，所述光學鏡頭的直徑大於等於2. 8mm。
10.如權利要求7所述的具有夜視功能的膽囊鏡系統，其特徵在於，所述膽囊鏡在鏡身上還設置有用於控制膽囊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。
全文摘要
本發明屬於醫療器械領域，涉及一種具有夜視功能的膽囊鏡系統，包括膽囊鏡和監視器，所述膽囊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，本發明通過膽囊鏡內部的夜視攝像系統主動或者被動捕捉膽囊腔內壁間輻射的紅外線，有效避開了傳統膽囊鏡多餘的光幹擾，在無光或弱光情況下獲得膽囊腔內部的夜視圖像，使醫生可以更真實地了解膽囊腔的組織狀況；同時，通過將夜視圖像與有光情況下的膽囊腔的圖像進行分析對比，可以得到傳統膽囊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膽囊病診斷的手段。
文檔編號A61B1/05GK102551651SQ20111045789
公開日2012年7月11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, 黃萬潮 申請人:廣州寶膽醫療器械科技有限公司