CN102100538B - 具有红外线热扫描功能的结肠镜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医用器械领域，具体公开了一种具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，该结肠镜系统包括结肠镜及与结肠镜连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器，所述结肠镜上还设有红外线热扫描系统，所述红外线热扫描系统包括红外线热扫描探头、红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器。本发明所述的结肠镜系统是在传统结肠镜的基础上，引入红外线热扫描技术，利用红外线热扫描探头做线性和环形的移动，清晰显示结肠壁立体血管静态图像，为医生判断结肠病变及功能状态提供可靠的客观依据。此外，本发明红外线热扫描处理系统提供多种工作模式，包括普通显示模式和夜视显示模式，医生可以通过分析和比较不同显示模式的诊断图像，做出正确诊断。本发明极大地丰富结肠病的诊断手段，有效地提高诊断的准确性。
Description
技术领域
本发明属于医用器械领域，具体涉及一种具有红外线热扫描功能的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统。
现有技术
医用红外线成像来源于军工技术，使用已有40多年的历史，随着医学、红外线成像、及多媒体等多种技术的发展，红外线成像的温度分辨率已经达到0.05度，空间分辨能力已经达到0.8mrad，图像清晰度有了很大的提高，结果分析直观方便，其在临床上的应用范围正在扩大。目前红外线成像诊断在以下方面显示出一定优势：1，判断急、慢性炎症的部位、范围、程度；2，监测血管性病变的供血功能状态；3，肿瘤预警指示、全程监视及疗效评估。由此可见，红外线成像时对B超、CT、MR等其他形态学诊断方法的重要补充。
结肠镜是进行结肠手术的核心器械，结肠镜连接有摄像主机、内镜监视器和冷光源主机，配合各种各样的手术器械，医生可以深入结肠道内，治疗结肠炎，肿瘤等病变。
目前尚没有出现将红外线热扫描探头结合结肠镜两者结合进行使用的内窥镜系统。因此，设计一种将红外线热扫描技术与结肠镜结合使用的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统技术迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有红外线热扫描功能的电子结肠镜系统，该结肠镜系统是将红外线热扫描系统引进结肠镜系统中，多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描系统主机进行图像处理，清晰显示结肠壁的立体血管静态图像，通过红外线热扫描系统的探头对结肠壁及周围组织血管进行立体的扫描，为医生提供一幅结肠道的红外线热扫描图像。
为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，包括结肠镜及与结肠镜连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器，所述结肠镜上还设有红外线热扫描系统，所述红外线热扫描系统包括红外线热扫描探头、红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器。
本发明中，所述的结肠镜，根据其采用的光学系统的不同可以分为两种形式：
第一种形式为采用电子ccd光学系统的结肠镜，该电子光学系统的结肠镜包括软质内镜端部、、数据接头、器械通道、操作手柄，该种形式的电子ccd光学系统，是安装在软质内镜端部的先端部，采用大于等于3.0光学镜头的CCD光学系统，且所采用的CCD芯片采用≤1/4″，至少48万有效像素的CCD，镜头视场角100°或以上。
第二种形式为采用光导纤维光学系统的结肠镜，该种结肠镜包括软质内镜端部、、数据接头、器械通道、目镜输入端、操作手柄，且其使用的光学镜头直径大于等于3.0mm。
上述两种形式的结肠镜，其软质内镜端部的直径小于等于15mm，长度小于等于2000mm，该软质内镜端部是使用显微软性材料制造而成的，且其先端部具有弯曲的功能，所述器械通道直径大于等于3.0mm。
在本发明中，所述红外线热扫描探头包括探头工作端部、操作手把和数据线，所述探头工作端部穿过结肠镜的器械通道并从软质内镜端部的前端伸出，所述数据线通过接头与红外线热扫描处理系统主机连接，所述红外线热扫描系统监视器与红外线热扫描处理系统主机连接。
本发明所述的红外线热扫描探头，其探头工作端部长为500～2000mm，所述探头工作端部的前端即探头先端部长度小于50mm，所述探头工作端部的外径小于等于3.0mm，探头先端部里设计有红外区，红外区装有红外装置，红外装置包括红外光源发射器，红外接收镜头；红外光源发射器和红外接收镜头组成一组红外装置，探头先端部的红外区里面集成有三组相同的红外装置，三组红外装置互成60度设计；红外区可以受电机的驱动旋转，并做线性和环形的移动，，从而对被扫描体做线性和环形的扫描。
本发明所述的红外线热扫描探头的操作手把，其结构包括控制开关，模式选择开关，微调开关等。所述的数据线通过接头与红外线热处理系统主机连接。
本发明所述的红外线热处理系统主机，其操作面板和操作键盘或手持操作设备提供丰富的控制按钮，开关、模式选择、红外强度微调、监视器菜单等按钮。模式选择可以切换不同的显示模式，包括普通显示模式和夜视显示模式，普通显示模式是指红外扫描在内镜冷光源和红外光源的照射下进行的显示模式，夜视显示模式是指没有内镜冷光源和红外光源的照射下，依靠组织物的自身不同辐射强度来成像，医生对两种模式下的图像对比分析，可以得到另外一个角度的更好的诊断效果。
本发明所述的红外线热处理系统主机，其后面板的输出端口外接操作键盘或手持操作设备、红外线热扫描监视器等，红外线热扫描监视器的扫描与红外线热扫描探头扫描相一致，实现同步扫描。
本发明所述的红外线热扫描系统，其工作原理：结肠壁及周围组织布满了丰富的血管，动脉血温度较高，静脉血温度较低，两者存在某种热交换机制，两者都向外辐射不同波长的红外线，结肠壁及周围组织自身的温度不但收到血管内血流的影响，也受自身的新陈代谢的影响，所以结肠壁及周围组织的温度会由于血管丰富与否和新陈代谢的活跃程度的不同而表现出差异性，对外辐射的红外线的波长也各不相同，对于结肠炎症或者肿瘤等病变由于其新陈代谢活跃，其温度明显高于正常。研究表明，血液中的成分(血清、血浆、血红蛋白、白蛋白、红细胞、淋巴细胞、血小板)在光谱中对红外光的吸收最低，意味着血液除了对外辐射红外线外，还对周围组织的红外线的吸收影响很小，红外线热扫描系统的精度小于等于0.05度，空间分辨能力至少达到0.8mrad，红外线热扫描探头在结肠道内近距离进行扫描，得到精细精确的红外图像。
本发明所述的红外线热扫描系统，其工作过程：结肠壁及周围组织血管中血流及组织辐射的红外线，通过进入结肠道内的红外扫描探头的精密红外探测器-红外接收镜头接收后，处理芯片将光信号转换成电信号，经过预处理(如放大、滤波等)，由前置放大器和主放大器放大到一定电平之后便进入红外线热处理系统主机。同时输入主机的信号还有同步信号、参照黑体信号等。多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描系统主机进行图像处理，输出到红外线系统监视器，清晰显示结肠立体血管静态图像，医生可通过图像进行分析，可以发现结肠壁及周围组织内血管异常丰富、血管异常稀疏或者存在血管缺失区域等异常情况，给医生及时提供即时的诊断依据。
本发明所述的带红外线热处理探头的结肠镜系统，其临床使用方法如下所述：医生要求患者作适当体位，消毒麻醉后，将结肠镜经患者肛门处通入直肠，通过结肠镜软质内镜端部的弯曲功能，顺利进入结肠道，医生可以通过结肠镜做清晰的观察，并可以通入器械，治疗结肠息肉等病症；红外线热处理探头的工作端部可以通过结肠镜的器械通道，顺利进入结肠道，开启红外线热扫描功能，对结肠道壁及周围组织作红外线热扫描，帮助医生发现潜在的病变。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
目前的医用红外成像技术的红外分辨率的精度高，而且已经逐渐广泛应用在很多领域，特别是医疗领域。带红外线热扫描探头的结肠镜，以结肠镜为平台，引入红外线热扫描探头进入结肠道内，利用红外线热扫描探头做线性和环形的移动，对结肠壁血管血液运动产生的温度差异而形成的红外线辐射进行线性和环形的扫描监测，以得到多平面连续横切扫描成像，然后将多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描系统主机进行图像处理，清晰显示结肠立体血管静态图像，为医生判断结肠病变及功能状态提供可靠的客观依据。此外，本发明红外线热扫描处理系统提供多种工作模式，包括普通显示模式和夜视显示模式，医生可以通过分析和比较不同显示模式的诊断图像，做出正确诊断。本发明极大地丰富结肠病的诊断手段，有效地提高诊断的准确性。
附图说明
图1是本发明的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统示意图。
图2a、图2b是本发明中两种不同形式结肠镜的外观结构示意图。
图3a、图3b是对应于上述图2a、图2b两种不同形式结肠镜的端部示意图。
图4是本发明的红外线热扫描探头外观结构示意图。
图5是本发明的红外线热扫描探头的工作端部示意图。
图6是本发明中三组红外装置分布示意图。
图7是本发明所述的具有红外线热扫描探头功能的结肠镜系统的手术方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详述：
如图1所示，本发明所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统包括结肠镜1，冷光源主机3，摄像主机4及内镜监视器8，红外线热扫描探头2，红外线热处理系统主机5，操作键盘或手持操作设备6，红外线热扫描系统监视器7。
图2a、图2b为本发明中的结肠镜1的外观结构示意图。本发明所述的结肠镜1，根据光学系统的不同可以分为两种形式：第一种形式是使用电子ccd光学系统的结肠镜，如图2a所示，该种结肠镜1包括软质内镜端部11、数据接头14、器械通道12、操作手柄13，该种形式结肠镜1的电子ccd光学系统，是安装在软质内镜端部11的先端部111，其采用直径大于等于3.0光学镜头的CCD光学系统，且所采用的CCD芯片采用≤1/4″，至少48万有效像素的CCD，镜头视场角100°或以上。
第二种形式为采用光导纤维光学系统的结肠镜，如图2b所示，该种结肠镜1除了包括软质内镜端部11、数据接头14、器械通道12、操作手柄13外，还包括目镜输入端15，其使用的光学镜头直径大于等于3.0mm。
上述两种形式的结肠镜，其软质内镜端部的直径小于等于15mm，长度小于等于2000mm，软质内镜端部是使用显微软性材料制造而成，且其先端部具有弯曲的功能，所述器械通道直径大于等于3.0mm。
如图3a、图3b所示，本发明中所述的结肠镜1的先端部111第一种形式的结肠镜1的先端部111集成设计了以下各个部分：光学镜头14，导光光纤142，器械通道出口121；第二种形式的结肠镜1的先端部111集成设计了以下各个部分：光学镜头141和151，导光光纤142，器械通道出口121。
图4为本发明中所述的红外线热扫描探头2的外观结构示意图。红外线热扫描探头2结构包括探头工作端部21，操作手把22和数据线23。所述探头工作端部21长500～2000mm，探头工作端部21的外径小于等于3.0mm；所述的操作手把22设计控制按钮221，包括控制开关，模式选择开关，微调开关等；所述的数据线23通过接头与红外线热处理系统主机5连接。
图5为本发明中探头工作端部21的前端即探头先端部211结构示意图。探头先端部211里设计有红外区212，红外区212装有红外装置213，红外装置213包括红外光源发射器，红外接收镜头；红外光源发射器和红外接收镜头组成一组红外装置213，探头工作端部211的红外区212里面集成有三组相同的红外装置213，三组红外装置213互成60度设计；红外区212可以受电机的驱动旋转，并做线性和环形的移动，从而对被扫描体做线性和环形的扫描(如图6所示)。
图7为本发明所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统的临床手术示意图。其临床使用方法如下所述：医生要求患者作适当体位，消毒麻醉后，将结肠镜1经患者肛门处通入直肠91，通过结肠镜1端部的弯曲功能，顺利进入结肠道9，医生可以通过结肠镜1做清晰的观察，并可以通入器械，治疗结肠息肉等病症；红外线热处理探头2的工作探头工作端部21可以通过结肠镜1的器械通道12，顺利进入结肠道9，开启红外线热扫描功能，对结肠道壁及周围组织作红外线热扫描，帮助医生发现潜在的病变。
图1为本发明做所述的红外线处理主机5，其操作面板和操作键盘或手持操作设备6提供丰富的控制按钮，开关、模式选择、红外强度微调、监视器菜单等按钮。模式选择可以切换不同的显示模式，包括普通显示模式和夜视显示模式，普通显示模式是指红外扫描在内镜冷光源3和红外光源的照射下进行的显示模式，夜视显示模式是指没有内镜冷光源和红外光源的照射下，依靠组织物的自身不同辐射强度来成像，医生对两种模式下的图像对比分析，可以得到另外一个角度的更好的诊断效果。
Claims (8)
1.具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，包括结肠镜及与结肠镜连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器，其特征在于：所述结肠镜上还设有红外线热扫描系统，所述红外线热扫描系统包括红外线热扫描探头、红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器，所述红外线热扫描探头包括探头工作端部、操作手把和数据线，所述探头工作端部穿过结肠镜的器械通道并从软质内镜端部的前端伸出，所述数据线通过接头与红外线热扫描处理系统主机连接，所述红外线热扫描系统监视器与红外线热扫描处理系统主机连接。
2.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特征在于：所述探头工作端部的前端为探头先端部，探头先端部里设有红外区，红外区里至少安装有一组红外装置，所述红外装置包括红外光源发射器和红外接收镜头。
3.根据权利要求2所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特征在于：所述红外区的红外装置为三组，该三组红外装置互成60度设计，且该三组红外装置隐藏在探头先端部内部。
4.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特征在于：所述探头工作端部长500～2000mm，所述探头先端部长度小于50mm，所述探头工作端部外径小于等于3.0mm。
5.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特征在于：所述红外线热扫描探头的操作手把包括控制开关、模式选择开关和微调开关。
6.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特征在于：所述红外线热扫描处理系统主机还包括与其连接的操作面板、操作键盘或手持操作设备，所述操作面板、操作键盘或手持操作设备上设有控制按钮，开关按钮、具有普通显示模式和夜视显示模式的模式选择按钮、红外强度微调功能按钮和监视器菜单按钮。
7.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特点在于：所述结肠镜采用CCD电子光学系统，所述结肠镜包括软质内镜端部、数据接头、器械通道、操作手柄。
8.根据权利要求1所述的具有红外线热扫描功能的结肠镜系统，其特点在于：所述结肠镜采用光导纤维光学系统，所述结肠镜包括软质内镜端部、数据接头、器械通道、目镜输入端、操作手柄。
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