CN101766469B - 便携式电子尿道镜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用器械，尤其涉及一种便携式电子尿道镜。其包括镜管，在所述的镜管的一端固定有微型图像传感器和照明灯，在所述的镜管的另一端连接有固定座，固定座上设有显示屏，在固定座的内设有电源控制机构，所述的显示屏、微型图像传感器和照明灯均通过电线与所述的电源控制机构相连，在所述的镜管的中心设有通孔，在通孔内设有导丝通道，在所述的镜管上连接有导丝导入阀。本发明主要是提供一种可以清楚观察到插入过程，方便医生操作，成功率和安全性高，方便携带的便携式电子尿道镜；解决现有技术所存在的尿道探子插接容易出错损伤尿道，安全性不高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用器械，尤其涉及一种便携式电子尿道镜。
背景技术
尿道镜在医疗领域中的应用是比较普遍的。当病人急发疾病而导致尿排不出来的时候或者需要对尿道进行插管等处理时，常常需要借助尿道镜来观察尿道结构，从而进行插管等响应操作。因为尿道比较复杂，不经专门培训的医生无法进行盲插，而且还为因为盲操作，在扩张时对尿道会有损伤容易产生假道。这就对医生的要求相当的高，而且还会因此导致延长手术时间，降低手术效果等问题。在中国专利文件中提到过这样的工具：“多功能空芯尿道丝状扩张探子(CN2499052Y)”，是由一个一端带有螺栓的金属导丝和一个头带有螺母的金属空芯扩张探子组成，螺栓能顺利拧入螺母内，探子前端的侧孔和中心孔相通。但是这种结构依然是不可视的，还是需要依靠医生纯熟的技术才能完成。
发明内容
本发明主要是提供一种可以清楚观察到插入过程，方便医生操作，成功率和安全性高，方便携带的便携式电子尿道镜；解决现有技术所存在的尿道探子插接容易出错损伤尿道，安全性不高的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种便携式电子尿道镜，包括镜管，在所述的镜管的一端固定有微型图像传感器和照明灯，在所述的镜管的另一端连接有固定座，固定座上设有显示屏，在固定座的内设有电源控制机构，所述的显示屏、微型图像传感器和照明灯均通过电线与所述的电源控制机构相连，在所述的镜管的中心设有通孔，在通孔内设有导丝通道，在所述的镜管上连接有导丝导入阀。镜管的端部为弯管，当镜管伸入到尿道中时，尿道内的情况有镜管前端的微型图形传感器进行采集，采集的光学信号以电信号方式传输给显示屏，图形由显示屏还原，医生可以非常直观的由显示屏显示的尿道形状进行可视插管，操作便捷，不需要经过专业培训，减轻了医生的劳动强度，提高了安全性和成功率。导丝可以通过镜管上的导入阀插入导管内的通道，使导丝进入膀胱，排出尿液，留下导丝，取出探子。在固定座后安装有电源控制机构给显示屏和微型图像传感器进行供电，同时控制电源开关、信号的传输等工作。镜管内通道外的部分可以容纳连接电源控制机构和显示屏及微型图形传感器之间连接的电线，由于增加了微型图形传感器及显示屏，使得本发明的尿道探子实现可视化操作，提高工作效率。
作为优选，所述的固定座呈圆筒状，所述的显示屏固定在固定座的前端，在固定座的后侧内的电源控制机构包括位于固定座内的电池与电池相连的供电电路，供电电路上设有控制按钮，所述的控制按钮位于固定座的后端面上。固定座安装干电池或者充电电池作为电源，方便将本发明的尿道探子携带到野外进行急救，携带方便移动快捷。同时通过供电电路对镜管内的微型图像传感器和照明灯进行供电控制，从而控制其发热的温度。
作为更优选，所述的供电电路包括与微型图像传感器相连的抗干扰电路，所述的抗干扰电路连接有控制照明灯亮度的脉冲调制电源控制器，所述的脉冲调制电源控制器上连接有调制频率的电位器、调制占空比的电位器和温度传感器。作为插入人体的医疗设备，其表面的工作温度是有严格限制的，在本发明的镜管端部安装有微型图像传感器(CCD)和照明灯，工作时表面温度会上升，温度太高会对病人组织造成伤害。国家标准规定，插入人体的内窥镜其表面工作温度不大于41℃，本发明利用脉冲调制电源(PWM)电源，向照明灯LED脉冲间隙供电，在同等光照度输出情况下，可有效的降低电力消耗，从而降低热量。调整PWM输出的脉冲电压幅值、调制频率和占空比，可使效果更佳。同时PWM使用与CCD同一电源，因此，PWM输出的脉冲电压幅值与CCD工作电压相等，不做调整。由电位器调整频率和占空比，当占空比变大时，输出电流i与光照度响应增加，而且增加温度传感器，当尿道镜头端温度大于41℃时，让PWM电流自动减小占空比。
作为优选，所述的抗干扰电路为LC滤波电路。为了CCD图像显示不受PWM电流干扰，增加了LC滤波电流，电感L和电容C值由PWM工作频率确定。在确定工作频率f时，应尽量远离CCD像素时钟频率f0、扫描频率f1、帧频f2。
作为优选，所述的固定座与镜管之间设有连接结构，所述的连接结构包括机械连接机构和电气连接机构；所述的电气连接机构位于所述的机械连接机构内。本发明除了要求安装和拆卸方便快捷外，还要求密封可靠、方便清洗、使用寿命长、电气结点点接触良好等要求。因此本发明要求有机械连接和电气连接。
作为更优选，所述的机械连接机构包括与镜管相连的卡扣和与固定座相连的套筒，所述的镜管与卡扣通过螺母相连，所述的卡扣的一端与螺母间通过胶密封，所述的卡扣的另一端的端部插接在套筒端部的梯形凹槽内，在套筒和卡扣连接处外表面套接有紧固圈；所述的卡扣的外圆周表面设有卡接凸起，在所述的紧固圈内壁设有与紧固圈对应的挡边，在所述的套筒上设有螺旋槽，在所述的紧固圈上设有对应的螺钉孔。镜管侧是需要伸入人体内的，需要进行消毒，因此其机械机构需要密封，从而可以将镜体的整体放入消毒液内消毒而不影响其结构性能。卡扣与镜管相连后插入套筒内，从而将镜管与固定座相连，卡扣的梯形端部插入套筒的梯形凹槽，在卡扣的梯形端部的下方设置的卡接凸起，将卡扣的卡接凸起对准紧固圈没有挡板的空档处，然后旋转卡扣将卡接凸起卡在紧固圈内环的挡板上，从而将卡扣与套筒相对固定，从而将镜管与固定座相对固定。这种固定方式结构简单，连接牢固，方便装拆。
作为更优选，所述的电气机构包括位于卡扣内的镜管密封垫，所述的镜管密封垫与卡扣之间采用胶密封，在镜管密封垫内插接有电极插针，电极插针的一端与镜管内的电线相连，电极插针的另一端与套筒内的电极连接针相连，所述的电极连接针外套接有弹簧，所述的弹簧位于绝缘垫内，所述的绝缘垫位于所述的套筒内；所述的绝缘垫内设有凹槽，所述的电极连接针上设有凸台，所述的凸台的下表面与绝缘垫内的凹槽的下端相抵，所述的凸台的上表面与所述的弹簧的一端相抵，所述的弹簧的另一端抵接在凹槽的上端。镜管侧的电极插针是需要消毒的，所以采用密封结构。管体的电极插针与套筒内的电极连接针相连实现电气连接。套筒内的电极连接针可以通过弹簧的弹力与卡扣内的电极插针相连或者断开，连接方式灵活简单。
作为优选，所述的显示屏与所述的固定座为螺母可拆卸连接。显示屏可以与固定座实现快速连接，形成一个整体，可以实现两者之间电源、信号线路的联通。
作为优选，所述的微型图像传感器采用电荷藕合器件图像传感器或互补性氧化金属半导体图像传感器。利用电荷藕合器件图像传感器CCD(ChargedCoupled Device)作为传像系统，成像更清晰，效果更好。
因此，本发明的便携式电子尿道镜下述优点：1、在镜管的前端放置微型图像传感器，并在固定座上安装显示屏，从而实现在整个插入过程中是可视的，医生不需要进行专门的培训，使得救治更及时，而且降低了医生的工作强度，提高了安全性和准确性；2、固定座与镜管、固定座与显示屏之间均为可拆卸的快捷连接方式，从而使得医疗器材容易携带，方便野外进行急救，提高了器械的通用性；3、固定座与镜管的连接中既有机械连接也有电气连接，连接效果好稳定性强，而且镜管侧的连接结构均采用密封结构，便于对伸入人体的部分进行清洗消毒；4、利用电荷藕合器件图像传感器CCD(ChargedCoupled Device)作为传像系统，成像更清晰，效果更好；5、固定座呈圆筒状，在使用时方便握持，在固定座内安装干电池，节能效果好，同时使用也更安全。
附图说明：
图1是本发明的便携式电子尿道镜的主视图。
图2是图1仰视图。
图3是本发明的立体图。
图4是镜管的剖视图。
图5是图1内卡扣的前向放大立体图。
图6是图1内卡扣的后向放大立体图。
图7是图1内套筒的放大立体图。
图8是图1内套筒的放大侧视图。
图9是图1内紧固圈的放大左视立体图。
图10是图1内紧固圈的放大右视立体图。
图11是固定座侧的内部连接放大示意图。
图12是镜管侧的内部连接放大示意图。
图13是供电电路示意图。
图14是LC滤波电路图。
图15是占空比与电流、光照度的关系示意图。
具体实施事方式：
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如附图1和2和3所示，一种便携式电子尿道镜，包括镜管1和与镜管1通过连接结构相连的圆筒状固定座2。镜管1的端部为弯管，而与固定座2相连的一段为直管。在镜管1的中心开设有通孔3，在通孔3的内安装有一个导丝通道4，导丝通道4的一端与镜管1的开口端相接，导丝通道4的另一端与镜管1上固定的导丝导入阀5相连。在镜管1开口端安装有电荷藕合器件图像传感器CCD6，CCD6通过电线7与固定座2上插接的显示屏8和固定座2内的电源控制机构相连，电线7位于镜管1的通孔3内，导丝通道4的外面。在CCD6的一侧安装有LED照明灯9，用于在利用CCD6采集图像时进行照明，使得显示在显示屏8上的图像更为清晰(如图4所示)。安装在圆筒状固定座2内的电源控制机构包括干电池和与电池相连的供电电路，供电电路上连接着控制按钮10，控制按钮10位于固定座的后端。如图13和14所示，供电电路包括与微型图像传感器相连的抗干扰电路，抗干扰电路为LC滤波电路，抗干扰电路连接有控制照明灯亮度的脉冲调制电源控制器PWM，PMW上连接有调制频率的电位器W1、调制占空比的电位器W2和温度传感器t。如图11和12所示，镜管1与固定座2相连的连接结构包括与镜管1相连的卡扣11和与固定座2相连套筒12，镜管1与卡扣11通过螺母29相连，在螺母与卡扣相接端设有卡接凹槽30，而卡扣11的端部设有与卡接凹槽30相配合的凸起28，通过凸起28与卡接凹槽30的配合将卡扣11与螺母29的相对位置确定，同时，在卡扣11与螺母29连接端的外表面套接有小螺帽32，在小螺帽32的外端面套接有大螺帽33，大螺帽33将卡扣11与螺母29锁紧，同时这种结构方便装拆。套筒12与卡扣11相接端开设有梯形凹槽18，而卡扣11与套筒12相接端呈梯形，卡扣11的梯形端部27卡入套筒12内的凹槽18后在两者的外表面的紧固圈13锁紧；卡扣11的外圆周表面设有卡接凸起14(如图5和6所示)，在紧固圈13内壁设有与紧固圈对应的挡边15(如图9所示)，卡扣11的梯形端部卡入套筒12内后，卡扣11梯形端部的下方的卡接凸起14对准紧固圈13没有挡边15的空档处，然后旋转卡扣将卡接凸起14抵接在挡边15上，从而将套筒12和卡扣11的相对位置固定。在套筒12上设有螺旋槽16(如图7和8所示)，在紧固圈13上设有对应的螺钉孔17(如图10所示)，螺钉26插入螺钉孔后卡入螺旋槽16内，并可在螺旋槽16内旋转锁紧。通过螺钉26将紧固圈13、卡扣11和套筒12的相对位置固定。卡扣11、套筒12和紧固圈13均为中空体，在卡扣11的梯形端部中心填充有镜管密封垫19，镜管密封垫19与卡扣之间采用胶密封，在镜管密封垫19内插接有电极插针20，电极插针20的一端与镜管1内的电线7相连，电极插针20的另一端与套筒12内的电极连接针21相连，电极连接针21外套接有弹簧22，弹簧22位于绝缘垫23内，绝缘垫23填充在套筒12的中空腔体内；绝缘垫23内开设有凹槽24，电极连接针21上设有凸台25，凸台25的下表面与绝缘垫23内的凹槽24的下端相抵，凸台25的上表面与弹簧22的一端相抵，弹簧22的另一端抵接在凹槽24的上端，通过弹簧的作用来控制电极连接针21与电极插针20的连接与断开。
使用时，将固定座2与镜管1连接好后，按压控制按钮10给尿道探子通电，位于镜管1开口端的CCD6采集图像后将光学图像信号以电信号的方式通过镜管内的电线传输到显示屏8上，通过显示屏8把图像还原，从而简便快捷的将镜管1插入到尿道内，然后由镜管1上的导丝导入阀5将导丝插入镜管的导丝通道4内，使导丝进入膀胱，排出尿液，留下导丝，取出镜管1。因为整个插入过程是可视的，医生可以不经过专业培训，就可以进行尿道插管，降低了医生的工作强度，提高了尿道插管的安全性和成功率。
同时，在本发明的实施例中，来自LED照明电路的热量占总热量的40-50％。实践证明，采用PWM电源，向LED脉冲间隙供电，在同等光照度输出情况下，可有效地降低电力消耗，从而降低热量。精心调整PWM输出的脉冲电压幅值、调制频率和占空比，可使效果最佳。为简化电路，PWM使用与CCD同一电源，因此，PWM输出的脉冲电压幅值与CCD工作电压相等，不作调整。调制频率f和占空比d分别由电位器W1和W2调整。当占空比变大时，输出电流i与光照度l相应增加，但它们不是正比关系，见图14。由图14可以看出，最佳工作区域是占空比45-53％。在此范围内工作电流较小而取得的光照度较大。图2中元件t为温度传感器，当尿道镜头端温度大于41℃时，让PWM电路自动减小占空比d。为了CCD图像显示不受PWM电路干扰，本发明设计了LC滤波网络，电感L和电容C值由PWM工作频率确定。在确定工作频率f时，应尽量远离CCD像素时钟频率f0(f0＝25.175MHz)、扫描频率f1(f1＝31.469kHz)、帧频f2(f2＝59.94Hz)，本发明中，取f＝10KHz，C＝0.1μF，L＝100μL，获得了较好效果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种便携式电子尿道镜，包括镜管，其特征在于：在所述的镜管的一端固定有微型图像传感器和照明灯，在所述的镜管的另一端连接有固定座，固定座上设有显示屏，在固定座的后侧内设有电源控制机构，所述的显示屏、微型图像传感器和照明灯均通过电线与所述的电源控制机构相连，在所述的镜管的中心设有通孔，在通孔内设有导丝通道，在所述的镜管上连接有导丝导入阀；所述的固定座与镜管之间设有连接结构，所述的连接结构包括机械连接机构和电气连接机构；所述的电气连接机构位于所述的机械连接机构内；所述的机械连接机构包括与镜管相连的卡扣和与固定座相连的套筒，所述的镜管与卡扣通过螺母相连，所述的卡扣的一端与螺母间通过胶密封，所述的卡扣的另一端的端部插接在套筒端部的梯形凹槽内，在套筒和卡扣连接处外表面套接有紧固圈；所述的卡扣的外圆周表面设有卡接凸起，在所述的紧固圈内壁设有与紧固圈对应的挡边，在所述的套筒上设有螺旋槽，在所述的紧固圈上设有对应的螺钉孔。
2.根据权利要求1所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的固定座呈圆筒状，所述的显示屏固定在固定座的前端，在固定座的后侧内的电源控制机构包括位于固定座内的电池与电池相连的供电电路，供电电路上设有控制按钮，所述的控制按钮位于固定座的后端面上。
3.根据权利要求2所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的供电电路包括与微型图像传感器相连的抗干扰电路，所述的抗干扰电路连接有控制照明灯亮度的脉冲调制电源控制器，所述的脉冲调制电源控制器上连接有调制频率的电位器、调制占空比的电位器和温度传感器。
4.根据权利要求3所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的抗干扰电路为LC滤波电路。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的电气连接机构包括位于卡扣内的镜管密封垫，所述的镜管密封垫与卡扣之间采用胶密封，在镜管密封垫内插接有电极插针，电极插针的一端与镜管内的电线相连，电极插针的另一端与套筒内的电极连接针相连，所述的电极连接针外套接有弹簧，所述的弹簧位于绝缘垫内，所述的绝缘垫位于所述的套筒内；所述的绝缘垫内设有凹槽，所述的电极连接针上设有凸台，所述的凸台的下表面与绝缘垫内的凹槽的下端相抵，所述的凸台的上表面与所述的弹簧的一端相抵，所述的弹簧的另一端抵接在绝缘垫内凹槽的上端。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的显示屏与所述的固定座为卡扣插接连接。
7.根据权利要求5所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的显示屏与所述的固定座为螺母可拆卸连接。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的便携式电子尿道镜，其特征在于：所述的微型图像传感器采用电荷藕合器件图像传感器或互补性氧化金属半导体图像传感器。
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