CN105996971A - 视频喉镜 - Google Patents

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李明
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Abstract

本发明提供了一种视频喉镜，包括：用于插入喉部的镜片、手柄和显示屏，镜片内设置有LED发光管、CMOS摄像头及其控制电路，手柄内设置有为镜片及显示屏供电用的电源及供电电路，CMOS摄像头将其拍摄到的图像发送给显示屏显示。本发明所述视频喉镜，通过在镜片中设置CMOS摄像头，再将CMOS摄像头拍摄到的图像通过手柄发送给显示屏显示的过程，使得该视频喉镜可以获得更高更清晰的图像，并且通过液晶显示器可以观察到咽喉部结构以及导管插入声门的整个过程，提高了教学、检查及手术的效率。

Description

视频喉镜
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种视频喉镜。
背景技术
喉镜作为当前应用非常广泛的医疗仪器之一，属于医用内窥镜系列范畴。喉镜具有一定的针对性和特殊性，主要用于协助医生方便观察和诊断人体咽喉部。
根据结构及诊断方式的不同，传统喉镜可分为间接喉镜和直接喉镜。间接喉镜利用镜面反光原理，通过带柄的圆形小镜照明并反射出患者咽喉部，这种方法具有简便易行，容易掌握及患者痛苦小等优点，但对于舌体厚短，会厌过长型患者和婴幼儿，检查起来会有些困难；间接喉镜是利用末端有照明装置的中空金属或塑料管直接照明并观察咽喉部，也可以用放电管的照射光作为光源，观察两侧声带振动的差别。直接喉镜检查属于喉部检查中有创的检查方法，通常需要患者在全身麻醉条件下进行，其应用范围已越来越小。
以上两种传统诊断方法主要依赖肉眼观察和经验判断，对医务工作者要求较高，且一些部位不易观察，容易被忽视，此外呈现的影像受入射光线强度的影响会发生一定程度的偏差，这些因素都会影响诊断结果。
现代意义的喉镜检查是随着光导纤维的发明而逐渐形成的。Welch Allyn公司生产的纤维喉镜，利用偷光玻璃纤维的可弯曲性、纤维光束亮度强和可向任何方向导光等特点，将镜管制成细而薄的叶片。纤维喉镜使用卤素灯做冷光源，通过光导纤维将镜头的成像导出到末端后用人员观察或者耦合摄像器材来获取图像，配合显微镜或者激光器等其它器具，医生可以一边诊断一边对患者进行手术资料，操作时间短，病人基本上无痛苦，这种方法的缺陷是物镜镜面小，镜管较长，容易产生鱼眼效应，得到的图像质量较差，且尺寸和成本收到光纤材料的限制。
1983年美国韦林公司用微型图像传感器（CCD）代替光导纤维内镜，研制成功了第一台电子内窥镜，它能将待查部位的图像转化为数字化的信号，通过金属导线传输，由类似电视接收机的“图像监视器”显示。这一技术使图像的储存，再现，会诊以及计算机管理成为可能。二十世纪八十年代后期以来，随着电子内窥镜技术走向成熟，电子喉镜的研究工作也得到飞速的发展。电子喉镜采用领先的光学数字技术提供高清晰的图像，屏幕显示更易于观察，镜体轻巧、纤细、灵便，依赖其特有的检查刺激小、无痛苦，方便易携，操作时间短等特点，迅速成为一项容易被患者接受的检查方式，为疾病的早期诊断、早起治疗提供了技术支持。
GlideScope视频喉镜是由加拿大Saturn Biomedical Systems公司在2001年研制的喉镜品牌，其镜片和手柄连成一体（由医用塑料制成，不能拆卸），该设计特点在于其镜片前向上弯曲成60°角，在成角处安装有摄像头并通过导线连接到显示器，操作者无须直视患者口腔，经观察显示器上呈现的声门结构即可进行气管插管，但其设计为一次性的，不能二次使用，高昂的价格使其应用受到了一定的限制。另一家近年来比较有影响力的Aircraft Medical公司生产的视频喉镜销往全球，其McGRATH产品系列拥有一个独特广泛的视频喉镜相关专利组合。其产品配备了一体式微型相机与显示工艺，具备包括图像捕捉和存储、图像测量、图像的输入输出等功能，便于操作者实时管理来自微型相机的图像。
而我们国家大部分喉镜经销商都停留在代理国外厂商的产品或者简单的改装重组阶段，产品的稳定性，价格和质量都无法和国外产品相比。这类产品一般不具有图像的数字记录和处理功能，只是一个视频图像观察系统，而图像的采集和处理很大程度上依赖于计算机系统来完成，比较复杂，要求使用者具备更多的专业知识，增加了使用难度。此外，工作站对工作环境的要求也比较高，特别是在需要移动检查的场合，这样的系统就显得过于庞大，不能随身携带。
也就是说国内大部分公司生产的的视频喉镜系统普遍存在以下技术弱点：
1. 图像处理功能简单，一般只具备视频观察的基本功能，无法满足高端用户需求，对镜头起雾的消除效果差，往往给插管观察造成困难。
2. 图像清晰度不高，受体积及成本，开发难度等方面限制，普遍采用低像素的CMOS/CCD。
3. 光源发热量大，电磁干扰大，系统寿命短。
4. 操作不灵敏，弯曲半径大，体积质量均偏大，用户体验差。
5. 电池使用寿命有限，一次充电，一般累计工作为200小时左右。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种视频喉镜，通过该视频喉镜可以获得更高更清晰的图像，并且通过液晶显示器可以观察到咽喉部结构以及导管插入声门的整个过程，提高了教学、检查及手术的效率。
于是，本发明提供了一种视频喉镜，包括：用于插入喉部的镜片、手柄和显示屏，镜片内设置有LED发光管、CMOS摄像头及其控制电路，手柄内设置有为镜片及显示屏供电用的电源及供电电路，CMOS摄像头将其拍摄到的图像发送给显示屏显示。
其中，所述显示屏包括LCD屏、供电电池、及其主控板，主控板用于接收所述镜片发来的图像、并接收用户的按键指令、与LCD凭进行界面交互、及去雾图像处理。
其中，所述手柄还包括用于与显示屏进行人机交互的功能按键、以及为电源提供充电的充电接口。
其中，所述手柄内还设置有无线接收发射模块，用于接收镜片发来的图像并将其发送给显示屏，显示屏内设置有无线接收模块。
本发明所述视频喉镜，通过在镜片中设置CMOS摄像头，再将CMOS摄像头拍摄到的图像通过手柄发送给显示屏显示的过程，使得该视频喉镜可以获得更高更清晰的图像，并且通过液晶显示器可以观察到咽喉部结构以及导管插入声门的整个过程，提高了教学、检查及手术的效率。
附图说明
图1为本发明实施例所示视频喉镜的结构示意图；
图2为本发明实施例所示视频喉镜的一种结构示意框图；
图3为图1所示视频喉镜的输入输出设备接口示意图；
图4为图1所示视频喉镜的界面架构图示意图；
图5为图1所示视频喉镜的硬件结构示意图示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，本实施例提供了一种视频喉镜，包括：用于插入喉部的镜片10、手柄20和显示屏30。
其中，镜片10内设置有LED发光管11、CMOS摄像头12及其控制电路13。
手柄20内设置有为镜片10及显示屏30供电用的电源21及供电电路22。
显示屏30包括LCD屏31、供电电池32、及其主控板33，主控板33用于接收所述镜片发来的图像、并接收用户的按键指令、与LCD凭进行界面交互、及去雾图像处理。
CMOS摄像头12将其拍摄到的图像通过手柄20发送给显示屏30显示。进一步，手柄20内还设置有无线接收发射模块23，无线接收发射模块23用于接收镜片10的控制电路13发来的图像并将其发送给显示屏30的主控板33，显示屏30内设置有无线接收模块（图中未示），该无线接收模块可以设置在主控板33上。
此外，手柄20还可以包括：用于与显示屏30进行人机交互的功能按键24、以及为电源21提供充电的充电接口25。
具体的，在实际应用中，本实施例所示视频喉镜架构也同样分为镜片、手柄、显示屏三个功能模块。
该设备的输入输出设备接口详见图 3所示，镜片为插入人体部分，镜片模块的核心功能是为获取清晰的喉部视图像视频，通过LED发光管提供良好的照明条件，镜片及一次性护套具备插管通道，方便插管手术。手柄模块的核心功能是提供操作握把，确保舒适有力的握持便携式喉镜，包括可充电池及充电电路，镜头模块的视频信号亦通过手柄传输到显示屏。显示屏模块包括LCD屏及其供电电池提供清晰的视频影像，还包括主控板提供用户按键处理，界面交互，及去雾等图像处理功能。
表1为子系统间接口/协议类型
用户可正常使用的功能包括：
（1）视频观察，导引插管；
（2）拍照或录制视频，用于教学或其它用途；
（3）使用自带的SD卡拷贝图像或视频；
（4）设置系统的时间，语言；
（5）利用本设备回放视频，图片。
用户界面基于Linux-3.0.8 + Qt2/4.8.5开发，菜单分两层，界面架构图如图4所示。各模块主要规格为：
主控板采用X210核心板，CPU为Samsung S5PV210，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，512MB DDR 32bit数据总线，单通道，运行频率: 200MHz；SLC NAND Flash: 512MB(标配)/1GB。(EMMC:4GB)
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器摄像头为OV9712 CMOS，100万像素，1/4英寸，1280*720，30帧/秒，输出CVBS视频信号，控制板硬件接口为USB2.0。
LCD显示屏为3.0英寸 LCD屏。电源为：18650可充锂电池。
其硬件结构示意图如图5所示，在图5中未使用无线接收发射模块，这是因为无线传输方式为可选项，也可以使用有线传输方式，图5中的镜片中的控制电路为CMOS控制板，其通过USB接口与显示屏主控板连接。其中USB接口线设置在手柄中。
综上所述，本实施例所述视频喉镜，通过在镜片中设置CMOS摄像头，再将CMOS摄像头拍摄到的图像通过手柄发送给显示屏显示的过程，使得该视频喉镜可以获得更高更清晰的图像，并且通过液晶显示器可以观察到咽喉部结构以及导管插入声门的整个过程，提高了教学、检查及手术的效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 一种视频喉镜，其特征在于，包括：用于插入喉部的镜片、手柄和显示屏，镜片内设置有LED发光管、CMOS摄像头及其控制电路，手柄内设置有为镜片及显示屏供电用的电源及供电电路，CMOS摄像头将其拍摄到的图像发送给显示屏显示。
2. 根据权利要求1所述的视频喉镜，其特征在于，所述显示屏包括LCD屏、供电电池、及其主控板，主控板用于接收所述镜片发来的图像、并接收用户的按键指令、与LCD凭进行界面交互、及去雾图像处理。
3. 根据权利要求1所述的视频喉镜，其特征在于，所述手柄还包括用于与显示屏进行人机交互的功能按键、以及为电源提供充电的充电接口。
4. 根据权利要求1所述的视频喉镜，其特征在于，所述手柄内还设置有无线接收发射模块，用于接收镜片发来的图像并将其发送给显示屏，显示屏内设置有无线接收模块。
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