CN108981909B - 基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统 - Google Patents

基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统，通过每隔一定的时间去探测反射光强值，如果探测到反射光强值在一定的时间内变化范围在定义的容差范围内，则认为指导光源处于空闲状态，自动控制指导光源自动进入待机模式，特别是ICG光源在荧光模式下，能有效避免了因光源使用完毕后忘记关闭而导致的安全隐患。

Description

基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统
技术领域
本发明涉及一种内窥镜光源自动待机装置，尤其涉及的是一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统。
背景技术
内窥镜系统中，光源是重要的组成部分，为整个系统提供照明。常常使用完毕后容易因为忘记关闭而缩短光源的使用寿命。尤其是在荧光导航内窥镜系统中，光源里面含有激光，在荧光模式下，激光就会开启，如果在荧光模式下使用完毕后忘记关闭，激光就会一直工作，就会存在安全隐患：如，激光长时间照射在黑色的易燃物上（如黑色布帘），容易引发火灾。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统，旨在解决现有的内窥镜光源使用完毕后，忘记关闭，特别是在荧光导航内窥镜系统中的激光光源在使用完毕后容易忘记关闭，存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案如下：一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，具体包括以下步骤：
步骤S1：每相隔一个预设间隔时间，检测得到一个指导光源发出的指导光被反射回来的光强值；
步骤S2：计算前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值；
步骤S3：在预设时间段内，判断光强差值是否一直都在容差范围内，是，执行步骤S4，否，执行步骤S5；
步骤S4：自动控制指导光源进入待机模式；
步骤S5：不改变当前指导光源光源模式。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，设置一个定时器，内窥镜光源自动待机方法具体包括以下步骤：
步骤s1：预定义2个全局变量：prevIntensity和freeCnt，其中prevIntensity表示上一个预设间隔时间的指导光源发出的指导光反射回来的反射光的光强值，freeCnt表示空闲计数次数值；
步骤s2：启动定时器，每相隔一个预设间隔时间，定时器就会被触发一次；初始化2个全局变量prevIntensity和freeCnt，并将两个全局变量都设置为0；
步骤s3：判断定时器是否中断触发，否，执行步骤s4，是，执行步骤s5-步骤s9；
步骤s4：执行步骤s2；
步骤s5：判断指导光源当前是否处于待机状态，是，执行步骤s2，否，执行步骤s6-步骤s9；
步骤s6：获取当前指导光源发出的指导光被反射回来的光强值，记为curIntensity，把当前获取到的光强值curIntensiy和上一次获取的光强值prevIntensity做差后再取绝对值，结果记为diff，即
Figure 118466DEST_PATH_IMAGE001
，再用当前的光强值覆盖上一次的光强值，即prevIntensity=curIntensity；
步骤s7：判断两次的光强绝对值差diff是否大于容差，是，空闲计数次数值freeCnt清零，返回步骤s2；否，则执行步骤s8-步骤s9；
步骤s8：空闲计数次数值freeCnt累加一次，并且判断空闲计数次数值freeCnt是否大于用户预设值，否，执行步骤s2；是，执行步骤s9；
步骤s9：自动控制指导光源进入待机模式，同时空闲计数次数值freeCnt清零，返回执行步骤s2。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，所述预设间隔时间为50ms-500ms。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，所述预设间隔时间为100ms。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，所述用户预设值为6000，对应时间段为10分钟。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，所述用户预设值为12000，对应时间段为10分钟。
所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其中，所述光强差值的容差范围为1mV（这里用电压值来代替光强值）。
一种采用如上述任一项所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法的内窥镜系统，其中，包括指导光源；导光束；内窥镜；透镜；二向色分光镜；相机；光电探测器；光源控制模块；
所述指导光源发出的指导光通过一根导光束传输并耦合到内窥镜中；指导光从内窥镜前端出射到达被观察组织并被反射，反射光由内窥镜收集然后由透镜聚焦，一部分光透过二向色分光镜成像于相机，其他部分光被二向色分光镜反射，入射到光电探测器；光电探测器将光信号转换成输出电压输出到光源控制模块。
所述的内窥镜系统，其中，光源控制模块直接对光电探测器反馈的电压信号进行判断，从而判断出指导光源是处于使用状态还是闲置状态。
所述的内窥镜系统，其中，根据输出电压与光强值之间的关系式，光源控制模块根据光电探测器反馈的电压信号计算成对应的光强值，判断指导光源是处于使用状态还是闲置状态。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法及系统，通过每隔一定的时间去探测反射光强值，如果探测到反射光强值在一定的时间内变化范围在定义的容差范围内，则认为指导光源处于空闲状态，自动控制指导光源自动进入待机模式，特别是ICG光源在荧光模式下，能有效避免了因光源使用完毕后忘记关闭而导致的安全隐患。
附图说明
图1是本发明中基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法的步骤流程图。
图2是本发明中基于测光反馈的荧光导航内窥镜系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1所示，一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，可以用于判断当前内窥镜光源是处于使用状态还是闲置状态，特别适用于判断当前的内窥镜激光光源是处于使用状态还是闲置状态，具体包括以下步骤：
步骤S1：每相隔一个预设间隔时间，检测得到一个指导光源（指导光源泛指所有内窥镜光源，包括如激光光源，白光光源，绿光光源等的一种或多种组合）发出的指导光（在不同的光源模式下，指导光包括白光、激光、绿光等的一种或多种组合）被反射回来的光强值；
步骤S2：计算前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值；
步骤S3：在预设时间段内，判断光强差值是否一直都在容差范围内，是，执行步骤S4，否，执行步骤S5；
步骤S4：自动控制指导光源进入待机模式；
步骤S5：不改变当前指导光源光源模式。
具体地，所述预设间隔时间一般为50ms-500ms，预设间隔时间太小，实时性高，但比较耗费资源，预设间隔时间太大，实时性不好。本实施例中，所述预设间隔时间优选为100ms。
具体地，所述预设时间段为10分钟。在医疗系统中，为了可以可靠的判断当前内窥镜是否处于空闲状态，以免出现误判影响内窥镜的正常使用，所述预设时间段的取值要相对长一些（因为如果设置时间太短，如30秒，可能会出现误判）。
具体地，所述光强差值的容差范围根据不同的内窥镜系统而不同。本实施例中，所述光强差值的容差范围优选为1mv。因为如果指导光源处于空闲状态，那前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值小于0.3mV，否则前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值就会大于2mV；介于这一特性，设置光强差值的容差范围为1mV。
如果探测的前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值小于1mV，并且持续时间超过10分钟，就认为内窥镜中指导光源处于空闲状态，自动控制指导光源进入待机状态。
如图1所示，具体地，本技术方案通过设置一个定时器和预设2个变量配合内窥镜系统实现判断当前的内窥镜中指导光源是处于使用状态还是闲置状态，具体包括以下步骤：
步骤s1：预定义2个全局变量：prevIntensity和freeCnt，其中prevIntensity表示上一个预设间隔时间的指导光源发出的指导光反射回来的反射光的光强值，freeCnt表示空闲计数次数值；
步骤s2：启动定时器，每相隔一个预设间隔时间，定时器就会被触发一次；初始化2个全局变量prevIntensity和freeCnt，并将两个全局变量都设置为0；
步骤s3：判断定时器是否中断触发，否，执行步骤s4，是，执行步骤s5-步骤s9；
步骤s4：执行步骤s2；
步骤s5：判断指导光源当前是否处于待机状态，是，执行步骤s2，否，执行步骤s6-步骤s9；
步骤s6：获取当前指导光源发出的指导光被反射回来的光强值，记为curIntensity，把当前获取到的光强值curIntensiy和上一次获取的光强值prevIntensity做差后再取绝对值，结果记为diff，即
Figure 932838DEST_PATH_IMAGE001
，再用当前的光强值覆盖上一次的光强值（即把上一次的光强值替换成当前的光强值），即prevIntensity=curIntensity；
步骤s7：判断两次的光强绝对值差diff是否大于容差，是，空闲计数次数值freeCnt清零，返回步骤s2；否，则执行步骤s8-步骤s9；
步骤s8：空闲计数次数值freeCnt累加一次，并且判断空闲计数次数值freeCnt是否大于用户预设值（所述用户预设值可以根据实际使用的定时器而设定。本实施例中，如采用频率为100ms的定时器，所述用户预设值为6000，对应的时间段为10分钟；其中，6000=600秒/0.1秒。如采用频率为50ms的定时器，所述用户预设值为12000，12000=600秒/0.05。如采用频率为200ms的定时器，所述用户预设值为3000，3000=600秒/0.2。），否，执行步骤s2；是，执行步骤s9；
步骤s9：自动控制指导光源进入待机模式，同时空闲计数次数值freeCnt清零，返回执行步骤s2。
本基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法适用于任何内窥镜系统判断当前的指导光源是处于使用状态还是闲置状态，现列举一个具体的内窥镜系统对本技术方案加以说明：
如图2所示，一种基于测光反馈的荧光导航内窥镜系统，包括指导光源1；导光束3；内窥镜4；透镜6；二向色分光镜7；相机8；光电探测器9；光源控制模块10；
所述指导光源1发出的指导光通过一根导光束3传输并耦合到内窥镜4中；指导光从内窥镜4前端出射到达被观察组织并被反射，反射光由内窥镜4收集然后由透镜6聚焦，一部分光透过二向色分光镜7成像于相机8，其他部分光被二向色分光镜7反射，入射到光电探测器9；光电探测器9将光信号转换成输出电压输出到光源控制模块10。
将本基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法应用于上述基于测光反馈的荧光导航内窥镜系统中，具体过程如下：预定义2个全局变量：prevIntensity和freeCnt，其中prevIntensity表示上一个预设间隔时间的指导光源发出的指导光反射回来的反射光的光强值，freeCnt表示空闲计数次数值；启动定时器，每相隔100ms，定时器就会被触发一次；初始化2个全局变量prevIntensity和freeCnt，并将两个全局变量都设置为0；光源控制模块10判断定时器是否中断触发，若否，光源控制模块10继续判断定时器是否中断触发；若是，光源控制模块10判断指导光源当前是否处于待机状态，若是，光源控制模块10继续判断定时器是否中断触发；若否，光源控制模块10获取当前指导光源1发出的指导光经内窥镜反射回来的光的光强值（本实施例中，获取当前指导光源发出的指导光反射回来的光强值的过程如下：指导光源1发出的指导光通过同一根导光束3传输并耦合到内窥镜4中，指导光从内窥镜4前端出射到达被观察组织并被反射，反射光由内窥镜4收集然后由透镜6聚焦，一部分光透过二向色分光镜7成像于相机8，其他部分光被二向色分光镜7反射，入射到光电探测器9；光电探测器9将光信号转换成输出电压输出到光源控制模块10；当指导光源1处于空闲状态时，那么整个内窥镜系统是不会移动的，那前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值基本没有改变，容差小于0.3mV，当指导光源1处于工作状态时，因为要根据实际要求移动内窥镜系统以得到满足要求的检测图像，所以整个内窥镜系统的位置不是固定的，那前一个预设间隔时间的光强值和后一个预设间隔时间的光强值之间的光强差值就会大于2mV；介于内窥镜系统的这一特性，设置光强差值的容差范围为1mV。），记为curIntensity，把获取到的curIntensiy值和上一次的光强值prevIntensity做差后再取绝对值，结果记为diff，即
Figure 755300DEST_PATH_IMAGE001
，再把当前的光强值覆盖上一次的光强值，即prevIntensity=curIntensity；光源控制模块10判断两次的光强绝对值差diff是否大于1mV，若是，空闲计数次数值freeCnt清零，光源控制模块10继续判断定时器是否中断触发；若否，空闲计数次数值freeCnt累加一次，光源控制模块10判断空闲计数器freeCnt的值是否大于6000，若否，光源控制模块10继续判断定时器是否中断触发；若是，光源控制模块10自动控制指导光源进入待机模式，同时空闲计数次数值freeCnt清零，光源控制模块10继续判断定时器是否中断触发。
在本基于测光反馈的荧光导航内窥镜系统中，光源控制模块10可以直接对光电探测器9反馈的电压信号进行判断，从而判断出指导光源1是处于使用状态还是闲置状态；也可以根据输出电压与光强值之间的关系式，计算出光强值之后，再判断指导光源1是处于使用状态还是闲置状态。本实施例中，为了简化判断过程，本技术方案通过直接对光电探测器9反馈的电压信号进行判断，从而判断出指导光源1是处于使用状态还是闲置状态。
本技术方案通过每隔一定的时间去探测反射光强值，如果探测到反射光强值在一定的时间内变化范围在定义的容差范围内，则认为指导光源处于空闲状态，自动控制指导光源自动进入待机模式，特别是ICG光源在荧光模式下，能有效避免了因光源使用完毕后忘记关闭而导致的安全隐患。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，用于判断当前内窥镜光源是处于使用状态还是闲置状态，设置一个定时器，具体包括以下步骤：
步骤s1：预定义2个全局变量：prevIntensity和freeCnt，其中prevIntensity表示上一个预设间隔时间的指导光源发出的指导光反射回来的反射光的光强值，freeCnt表示空闲计数次数值；
步骤s2：启动定时器，每相隔一个预设间隔时间，定时器就会被触发一次；初始化2个全局变量prevIntensity和freeCnt，并将两个全局变量都设置为0；
步骤s3：判断定时器是否中断触发，否，执行步骤s4，是，执行步骤s5-步骤s9；
步骤s4：执行步骤s2；
步骤s5：判断指导光源当前是否处于待机状态，是，执行步骤s2，否，执行步骤s6-步骤s9；
步骤s6：获取当前指导光源发出的指导光被反射回来的光强值，记为curIntensity，把 当前获取到的光强值curIntensiy和上一次获取的光强值prevIntensity做差后再取绝对 值，结果记为diff，即
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，再用当前的光强值覆盖 上一次的光强值，即prevIntensity=curIntensity；
步骤s7：判断两次的光强绝对值差diff是否大于容差，是，空闲计数次数值freeCnt清零，返回步骤s2；否，则执行步骤s8-步骤s9；
步骤s8：空闲计数次数值freeCnt累加一次，并且判断空闲计数次数值freeCnt是否大于用户预设值，否，执行步骤s2；是，执行步骤s9；
步骤s9：自动控制指导光源进入待机模式，同时空闲计数次数值freeCnt清零，返回执行步骤s2。
2.根据权利要求1所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，所述预设间隔时间为50ms-500ms。
3.根据权利要求2所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，所述预设间隔时间为100ms。
4.根据权利要求1所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，所述用户预设值为6000，对应时间段为10分钟。
5.根据权利要求1所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，所述用户预设值为12000，对应时间段为10分钟。
6.根据权利要求1所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法，其特征在于，所述光强绝对值差的容差范围为1mV。
7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的基于探测反射光强实现内窥镜光源自动待机方法的内窥镜系统，其特征在于，包括指导光源；导光束；内窥镜；透镜；二向色分光镜；相机；光电探测器；光源控制模块；
所述指导光源发出的指导光通过一根导光束传输并耦合到内窥镜中；指导光从内窥镜前端出射到达被观察组织并被反射，反射光由内窥镜收集然后由透镜聚焦，一部分光透过二向色分光镜成像于相机，其他部分光被二向色分光镜反射，入射到光电探测器；光电探测器将光信号转换成输出电压输出到光源控制模块。
8.根据权利要求7所述的内窥镜系统，其特征在于，光源控制模块直接对光电探测器反馈的电压信号进行判断，从而判断出指导光源是处于使用状态还是闲置状态。
9.根据权利要求7所述的内窥镜系统，其特征在于，根据输出电压与光强值之间的关系式，光源控制模块根据光电探测器反馈的电压信号计算成对应的光强值，判断指导光源是处于使用状态还是闲置状态。
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