CN111568359A - 喉镜装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种喉镜装置，包括用于收集病灶处的反射光线以进行成像的成像单元、分光单元、滤光单元、感光元件以及与该感光元件电连接的图像可视化单元，分光单元用于将成像单元收集的成像光束分成第一路子光束和第二路子光束，第一路子光束映射至感光元件上；第二路子光束穿过滤光单元映射至感光元件，感光元件用于将第一路子光束和第二路子光束的光信号转换为第一电信号和第二电信号，图像可视化单元用于接收第一电信号和第二电信号以分别形成宽带子图像和窄带子图像。通过对两幅子图像进行比观察，可以准确地进行诊疗判断；在咽喉手术中，通过比对该两幅图像，也可以判断出病变的具体位置，方便医生进行手术操作，手术精度高、成功率高。

Description

喉镜装置
技术领域
本公开涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种喉镜装置，用于观测病人咽喉组织的病变情况。
背景技术
咽喉部的器官解剖部位及生理功能均非常重要，素有“咽喉要道”之称。发生在咽喉部的恶性肿瘤早期诊断困难，患者就诊时病变常侵犯临近器官和结构，不仅预后不良，而且手术后常导致吞咽及发声功能丧失，严重影响患者的生活质量。
影像学检查如CT和核磁(MRI)对有明显肿块的病变诊断有帮助，而对于刚发生在黏膜表层的早期癌变事件则很难奏效，必须依赖一双能够贴近黏膜观察的眼睛(即内镜，endoscopy)来近距离观察才发现。内窥镜不仅能够直接观察到黏膜表面的形态学变化，并可以获得组织学证据，因而是发现和诊断早期癌的关键手段。
发生在咽喉部的恶性肿瘤以鳞癌为主，在癌症发生的早期，仅仅是黏膜的发红、充血等表现，与周围的淡红色正常组织基本相似，不便于医师的诊疗判断，容易出现漏诊的情况，此外，利用上述的内镜进行手术时，操作难度大、手术精度低，会增加手术失败的风险。
发明内容
本公开的目的是提供一种喉镜装置，该喉镜装置能够便于医师对患者病灶的诊疗判断，不易出现漏诊情况，并且有利于提高咽喉手术的精度及成功率。
为了实现上述目的，本公开提供一种喉镜装置，所述喉镜装置用于对患者咽喉病灶处进行图像采集，其包括用于收集所述病灶处的反射光线以进行成像的成像单元、分光单元、滤光单元、感光元件以及与该感光元件电连接的图像可视化单元，所述分光单元用于将所述成像单元收集的成像光束分成第一路子光束和第二路子光束，所述第一路子光束直接映射至所述感光元件上；所述第二路子光束穿过所述滤光单元映射至所述感光元件，所述感光元件用于将接收到的所述第一路子光束和经所述滤光单元过滤后的所述第二路子光束的光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，所述图像可视化单元用于接收所述第一电信号和所述第二电信号并进行数据处理，以分别形成宽带子图像和窄带子图像。
可选地，所述分光单元沿光线采集方向依次布置有第一透镜、双折射透镜以及第二透镜，所述第一透镜用于将所述成像单元收集的光束发散成平行光束，所述双折射透镜用于将所述平行光束分成所述第一路子光束和所述第二路子光束，所述第二透镜用于将所述第一路子光束和所述第二路子光束汇聚至所述感光元件，所述滤光单元设置在所述第二透镜和所述感光元件之间以对所述第二路子光束进行滤光。
可选地，所述分光单元还包括视场光阑，所述视场光阑设置于所述第一透镜的进光侧，以限制所述成像单元的成像范围。
可选地，所述第一透镜和所述第二透镜为等焦距的两个透镜，并且所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离为两倍所述焦距以构造为光学4f系统。
可选地，所述第一透镜和所述第二透镜均为中继透镜，所述双折射透镜为渥拉斯顿棱镜。
可选地，所述喉镜装置还包括用于向患者病灶处进行宽带白光照明的照明单元，所述照明单元包括可发出宽带白光的光源以及导光件，所述导光件用于将所述光源发出的宽带白光传输至所述病灶处。
可选地，所述感光元件构造为CCD相机，所述第一路子光束和所述第二路子光束分别映射至所述CCD相机感光区域的不同位置处。
可选地，所述图像可视化单元为计算机。
可选地，所述喉镜装置还包括镜体和镜鞘，所述成像单元构造为成像镜头，所述成像镜头设置在所述镜体的一端，所述镜鞘设置在所述镜体的另外一端，所述分光单元、所述滤光单元以及所述感光元件均设置在所述镜体内，所述感光元件和所述图像可视化单元通过导线实现电连接，所述导线的一端与所述感光元件电连接，另外一端穿过所述镜鞘以与所述图像可视化单元电连接。
可选地，所述镜鞘由刚性材料制成且呈弧形状。
在上述技术方案中，通过设置分光单元将成像单元收集到的成像光束分成两路子光束，其中一路光束直接映射至感光元件上，并通过与该感光元件电连接的图像可视化单元形成宽带子图像(未对光线进行过滤所成的图像)；另外一路光束先穿过滤光单元后映射至感光元件，通过与感光元件电连接的图像可视化单元形成上述的窄带子图像(过滤掉光线中的红光)。在前期检查阶段，医生通过对该宽带子图像和窄带子图像进行比对观察，可以准确、清楚地进行诊疗判断，不会出现漏诊的情况；在咽喉手术中，通过比对该两幅图像，也可以清楚地判断出病变的具体位置，方便医生进行手术操作，手术精度高、成功率高。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一种实施方式的喉镜装置的结构示意图；
图2是本公开一种实施方式的喉镜装置的分光单元的结构示意图。
附图标记说明
1 成像单元 2 分光单元
21 第一透镜 22 双折射透镜
23 第二透镜 24 视场光阑
3 滤光单元 4 感光元件
6 镜体 7 镜鞘
8 导线
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”指的是具体结构轮廓的内和外，所使用的术语如“第一、第二”仅是为了区分一个要素和另外一个要素，并不具有顺序性和重要性。
如图1至图2所示，本公开提供一种喉镜装置，该喉镜装置用于对患者咽喉病灶处进行图像采集，该喉镜装置包括用于收集病灶处的反射光线以进行成像的成像单元1、分光单元2、滤光单元3、感光元件4以及与该感光元件4电连接的图像可视化单元(未图示)。分光单元2用于将成像单元1收集的成像光束分成第一路子光束和第二路子光束，第一路子光束直接映射至感光元件4上；第二路子光束穿过滤光单元3映射至感光元件4，感光元件4用于将接收到的第一路子光束和经滤光单元3过滤后的第二路子光束的光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，图像可视化单元用于接收第一电信号和第二电信号并进行数据处理，以分别形成宽带子图像和窄带子图像。
具体地，上述的滤光单元3可以构造为滤光片，该滤光片可以过滤掉第二路子光束中的红光，只保留绿光和蓝光，从而形成窄带成像。此处需要说明的是，绿光和蓝光穿透病灶的深度限定在组织的表层，突出对黏膜表层细微构造的观察，尤其是能够清晰显示出黏膜表层的微细血管结构和形态，有助于发现普通内镜无法捕捉到的病变；另外，通过观察黏膜表面微露的微血管形态可以判断病灶的性质，准确性高。
在上述技术方案中，通过设置分光单元2将成像单元1收集到的成像光束分成两路子光束，其中一路光束直接映射至感光元件4上，并通过与该感光元件4电连接的图像可视化单元形成宽带子图像(未对光线进行过滤所成的图像)；另外一路光束先穿过滤光单元3后映射至感光元件4，通过与感光元件4电连接的图像可视化单元形成上述的窄带子图像(过滤掉光线中的红光)。在前期检查阶段，医生通过对该宽带子图像和窄带子图像进行比对观察，可以准确、清楚地进行诊疗判断，不会出现漏诊的情况；在咽喉手术中，通过比对该两幅图像，也可以清楚地判断出病变的具体位置，方便医生进行手术操作，手术精度高、成功率高。
具体地，如图1和图2所示，上述的分光单元2可以沿光线采集方向依次布置有第一透镜21、双折射透镜22以及第二透镜23，第一透镜21用于将成像单元1收集的光束发散成平行光束，双折射透镜22用于将平行光束分成第一路子光束和第二路子光束，第二透镜23用于将第一路子光束和第二路子光束汇聚至感光元件4，滤光单元3设置在第二透镜23和感光元件4之间以对第二路子光束进行滤光。该分光单元2能够对成像单元1采集到的成像光束分成两路子光束，以便于形成宽带子图像和窄带子图像，该分光单元2结构简单且便于布置。
另外，分光单元2还包括视场光阑24，视场光阑24设置于第一透镜21的进光侧，以限制成像单元1的成像范围，防止不必要的光束进入分光单元2中影响成像。
在一种实施方式中，如图2所示，第一透镜21和第二透镜23为等焦距的两个透镜，并且第一透镜21和第二透镜23之间的距离为两倍焦距以构造为光学4f系统。该光学4f系统结构简单、便于布置且成像效果好。在其他的实施方式中，该第一透镜21和第二透镜23也可以构造为不等焦距的两个透镜，本公开对此不做限定。
可选地，第一透镜21和第二透镜23均为中继透镜，双折射透镜22为渥拉斯顿棱镜，价格低廉的同时成像效果好。当然，本公开并不对第一透镜21、第二透镜23以及双折射透镜22的具体类型作限定，能够满足成像的需求即可。
进一步地，喉镜装置还可以包括用于向患者病灶处进行宽带白光照明的照明单元(未图示)，照明单元包括可发出宽带白光的光源以及导光件，导光件用于将光源发出的宽带白光传输至病灶处。该可发出宽带白光的光源既可以设置在喉镜装置结构的外表面上，也可以设置在喉镜装置的内部，本公开对此不作限定，能够达到对患者病灶处进行照明的目的即可。另外，导光件可以构造为导光纤维，以将光源发生的光线传输至患者病灶处，以对患者病灶处进行白光照射。本公开也不对导光件的具体结构类型作限定，能够达到良好的导光效果即可。
在一种实施方式中，如图1和图2所示，感光元件4构造为CCD相机，第一路子光束和第二路子光束分别映射至CCD相机感光区域的不同位置处，从而实现对该两路子光束的同时采集，以实时的将病灶处的宽带子图像和窄带子图像在图像可视化单元上进行呈现，方便诊断观察以及提高手术的精度等。在其他的实施方式中，该感光元件4也可以构造为其他类型的能够对该第一路子光束和第二路子光束进行同时采集的元件，本公开对此不作限定。
可选地，上述的图像可视化单元可以构造为计算机，由上可知，感光元件4用于将接收到的第一路子光束和经滤光单元3过滤后的第二路子光束的光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，该计算机接收到该第一电信号和第二电信号并数据处理以形成第一图像信号和第二图像信号，该计算机通过对该第一图像信号和第二图像信号进行裁剪、对齐以及配准，得到宽带子图像及窄带子图像，对该两幅图像进行对比度拉伸、亮度调节、去模糊、图像融合等后续处理后，实时的显示在计算机的显示器上。本公开并不对图像可视化单元的具体类型作限定，能够满足成像需求即可。
在一种实施方式中，参照图1所示，喉镜装置还可以包括镜体6和镜鞘7，成像单元1可以构造为成像镜头，成像镜头设置在镜体6的一端，例如该成像镜头通过螺纹连接的方式可拆卸地安装在镜体6的一端，便于拆卸维修或更换。镜鞘7可以设置在镜体6的另外一端。分光单元2、滤光单元3以及感光元件4均可以设置在镜体6内，通过该镜体6实现对该分光单元2、滤光单元3以及感光元件4等精密光学元件的保护，提高该喉镜装置的使用寿命。感光元件4和图像可视化单元通过导线8实现电连接，导线8的一端与感光元件4电连接，另外一端穿过镜鞘7以与图像可视化单元电连接。该镜鞘7可以起到对导线8的保护作用。
在一种实施方式中，该镜鞘7可以由刚性材料制成且呈弧形状。首先，将该镜鞘7设置为弧形状以使其与人体气道的弧形相一致，便于喉镜的放置；其次，该镜鞘7由刚性材料制成可以有效地挑起舌根及咽喉部软组织，可以扩大手术的操作通道，方便操作人员的操作。例如，该镜鞘7可以由塑料、金属等刚性材料制成。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种喉镜装置，其特征在于，所述喉镜装置用于对患者咽喉病灶处进行图像采集，其包括用于收集所述病灶处的反射光线以进行成像的成像单元(1)、分光单元(2)、滤光单元(3)、感光元件(4)以及与该感光元件(4)电连接的图像可视化单元，
所述分光单元(2)用于将所述成像单元(1)收集的成像光束分成第一路子光束和第二路子光束，所述第一路子光束直接映射至所述感光元件(4)上；所述第二路子光束穿过所述滤光单元(3)映射至所述感光元件(4)，
所述感光元件(4)用于将接收到的所述第一路子光束和经所述滤光单元(3)过滤后的所述第二路子光束的光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，所述图像可视化单元用于接收所述第一电信号和所述第二电信号并进行数据处理，以分别形成宽带子图像和窄带子图像。
2.根据权利要求1所述的喉镜装置，其特征在于，所述分光单元(2)沿光线采集方向依次布置有第一透镜(21)、双折射透镜(22)以及第二透镜(23)，所述第一透镜(21)用于将所述成像单元(1)收集的光束发散成平行光束，所述双折射透镜(22)用于将所述平行光束分成所述第一路子光束和所述第二路子光束，所述第二透镜(23)用于将所述第一路子光束和所述第二路子光束汇聚至所述感光元件(4)，
所述滤光单元(3)设置在所述第二透镜(23)和所述感光元件(4)之间以对所述第二路子光束进行滤光。
3.根据权利要求2所述的喉镜装置，其特征在于，所述分光单元(2)还包括视场光阑(24)，所述视场光阑(24)设置于所述第一透镜(21)的进光侧，以限制所述成像单元(1)的成像范围。
4.根据权利要求2所述的喉镜装置，其特征在于，所述第一透镜(21)和所述第二透镜(23)为等焦距的两个透镜，并且所述第一透镜(21)和所述第二透镜(23)之间的距离为两倍所述焦距以构造为光学4f系统。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的喉镜装置，其特征在于，所述第一透镜(21)和所述第二透镜(23)均为中继透镜，所述双折射透镜(22)为渥拉斯顿棱镜。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的喉镜装置，其特征在于，所述喉镜装置还包括用于向患者病灶处进行宽带白光照明的照明单元，所述照明单元包括可发出宽带白光的光源以及导光件，所述导光件用于将所述光源发出的宽带白光传输至所述病灶处。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的喉镜装置，其特征在于，所述感光元件(4)构造为CCD相机，所述第一路子光束和所述第二路子光束分别映射至所述CCD相机感光区域的不同位置处。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的喉镜装置，其特征在于，所述图像可视化单元为计算机。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的喉镜装置，其特征在于，所述喉镜装置还包括镜体(6)和镜鞘(7)，所述成像单元(1)构造为成像镜头，所述成像镜头设置在所述镜体(6)的一端，所述镜鞘(7)设置在所述镜体(6)的另外一端，所述分光单元(2)、所述滤光单元(3)以及所述感光元件(4)均设置在所述镜体(6)内，
所述感光元件(4)和所述图像可视化单元通过导线(8)实现电连接，所述导线(8)的一端与所述感光元件(4)电连接，另外一端穿过所述镜鞘(7)以与所述图像可视化单元电连接。
10.根据权利要求8所述的喉镜装置，其特征在于，所述镜鞘(7)由刚性材料制成且呈弧形状。
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