CN112629832A - 一种用于医用冷光源均匀性检测装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于医用冷光源均匀性检测装置及校准方法，属于质量检测领域，应用于医用冷光源均匀性的质量检测；包括通过有线线路相互连接的冷光源、冷光源接受光缆、光缆分束模块，附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤、测量总光通量光纤及矩形转接装置；其校准方法包括光照均匀性的测定及光通量的测定；本发明通过对医用冷光源照度均匀性及光通量的测量以及研究，研制的检测装置对于相关标准规范的实施、推进具有积极的作用，对于医用冷光源主要质量参数的日常检测维护，对于了解医用冷光源的性能状态非常重要，能够有效避免源于冷光源质量引起的医疗事故，降低临床使用风险。

Description

一种用于医用冷光源均匀性检测装置及校准方法

技术领域

本发明涉及质量检测领域，其应用于医用冷光源均匀性的质量检测，具体是涉及一种用于医用冷光源均匀性检测装置及校准方法。

背景技术

随着内窥镜、内窥镜显示系统及其配套的医用冷光源技术的迅速发展，医用内窥镜技术已经普及到医院临床日常诊疗工作中。它不但能获得组织器官形态学的诊断信息，而且能通过荧光等功能对组织器官各种生理机能进行测定和治疗。人体内部为暗环境，内窥镜在成像时需使用冷光源进行辅助照明。临床应用内窥镜以来，其冷光源技术也经历了几个发展阶段。最初是将微型白炽灯直接送入体内进行照明，其缺点是亮度很低、照明效果不佳。随着光导纤维的问世，医用冷光源的性能发生了质的飞跃。冷光源采用高功率的发光器件，使亮度大为提高，并且不受空间的限制。

医用冷光源按选用的发光器件不同可分为两大类，一类是利用电流将金属或者陶瓷之类的物体加热到白炽程度而产生的光源，如卤钨灯、充氙卤钨灯；另一类则在电场作用下，电流通过电离的气体而发射的光源，如氙灯，各种金属卤化物灯。这两类光源各有各的适用领域，如工作距离短的医用内窥镜，选用成本较低的卤钨灯冷光源；工作距离较长，应选用金属卤化物灯或者氙灯等高强度的冷光源。随着科技的发展，越来越多的LED灯投入到医用冷光源的使用当中。

为了保障医用内窥镜用冷光源的安全有效性，行业标准YY1081对冷光源的各项参数做出了比较详细的规定，其中光照均匀性是2011版标准提出的新指标参数，YY1081-2011于2013年开始实施。光照均匀性考量的是照明光源发出的光是否均匀一致。在内窥镜手术中，人体病变部位受到不均匀的照明光照射时，会有不均匀反射导致医生眼睛接收到不真实信息，进而影响诊断，同时光照的总光通量也是光照均匀性相关的测量参数，总光通量的不足会导致照射强度不足，也是衡量其光照性能的重要参数。

由此可见，医用冷光源的光照均匀性是医用冷光源质量的主要参数。由于目前国内外都缺少相关医用冷光源均匀性校准规范或国家、行业标准，针对医用冷光源的光照均匀性和总光通量要求的参数的测量以及研究，对于相关标准规范的探讨、推进具有积极的作用，对于医用冷光源主要质量参数的日常检测维护，对于了医用冷光源的性能状态非常重要，能够有效避免源于因医用冷光源的照度不均匀引起的医疗事故，降低临床使用风险。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于医用冷光源的光照均匀性和总光通量检测的装置及其校准方法。

本发明的技术方案是：一种用于医用冷光源均匀性检测装置，包括通过有线线路相互连接的冷光源、冷光源接受光缆、光缆分束模块及矩形转接装置；

在所述光缆分束模块与矩形转接装置之间安设有附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤、测量总光通量光纤；

所述的冷光源通过冷光源接受光缆与光源分束模块相连；所述的光源分束模块将接受的冷光源分成附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤、测量总光通量光纤两路导入矩形转接装置。

进一步的，所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的直径为6mm；在所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的中心位置和距圆盘中心2.3mm和4.6mm处分别开有一个圆孔、且圆孔在同一条直线上。

进一步的，在所述矩形转接装置上安设有8个直径相等的凹槽；

在所述矩形转接装置中安设有有一个旋转的横轴和一个固定的横轴。

进一步的，所述测量总光通量光纤长度约5cm，其入光面直径为5mm。

进一步的，一种用于医用冷光源均匀性检测装置的校准方法，其具体步骤如下：

(1.1)、光照均匀性的测定；

测量位置的规定：以参考窗口为光能输出面，测量其中心和两个环上，内环直径2.3mm±0.05mm，外环的直径4.6mm±0.05mm，每个环上均匀的选取8个点，单光纤的中心轴与参考窗口垂直，高度差不大于0.1mm；

(1.2)、光通量的测定：将光纤和照度计相连，得出光纤端的输出光通量，除以光能传递效率即为总光通量；其公式如下式所示：

其中，k表示光能传递效率。

本发明的有益效果是：本发明通过对医用冷光源照度均匀性及光通量的测量以及研究，研制的检测装置对于相关标准规范的实施、推进具有积极的作用，对于医用冷光源主要质量参数的日常检测维护，对于了解医用冷光源的性能状态非常重要，能够有效避免源于冷光源质量引起的医疗事故，降低临床使用风险。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中总体结构工作流程图；

图3是本发明校准方法中检测点的示意图

图中11是冷光源，12是冷光源接受光缆，13是光缆分束模块，14是附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤，15是测量总光通量光纤，16是矩形转接装置；

1是测量位置，2是光能输出面，3是外环，4是内环。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1-2所述；一种用于医用冷光源均匀性检测装置，包括通过有线线路相互连接的冷光源11、冷光源接受光缆12、光缆分束模块13及矩形转接装置16(照度计)；

在所述光缆分束模块13与矩形转接装置16之间安设有附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤14、测量总光通量光纤15；

所述的冷光源11通过冷光源接受光缆12与光源分束模块13相连；所述的光源分束模块13将接受的冷光源11分成附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤14、测量总光通量光纤15两路导入矩形转接装置16。

进一步的，所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的直径为6mm；在所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的中心位置和距圆盘中心2.3mm和4.6mm处分别开有一个圆孔、且圆孔在同一条直线上。

进一步的，在所述矩形转接装置16上安设有8个直径相等的凹槽；用旋转轴将圆盘中心相连，通过旋转轴可以将圆盘的孔处于不同的位置实现对YY1081-2011所述的光照均匀性的测量方法，其三根光纤与光照测量仪相连。

在所述矩形转接装置16中安设有有一个旋转的横轴和一个固定的横轴；通过套筒一端的圆盘和测总光通量用光纤15，其另一端连接在光源分束模块13上，实现光的传输。

进一步的，所述测量总光通量光纤长度约5cm，其入光面直径为5mm；用于将冷光源11的光传输到测量仪中实现对总光通量的测量。

该检测设备可在一套设备上同时检测光源的光通量和均匀性参数，为医用冷光源在光照度学方面提供了可靠的完备的质量检测。

进一步的，如图3所述，一种用于医用冷光源均匀性检测装置的校准方法，其具体步骤如下：

(1.1)、光照均匀性的测定；

测量位置1(测量用标准光纤的头端入光面)的规定：以参考窗口为光能输出面2(基准面)，测量光能输出面2的中心和两个环(内环4及外环3)，内环4直径2.3mm±0.05mm，外环3的直径4.6mm±0.05mm，每个环上均匀的选取8个点，单光纤的中心轴与参考窗口垂直，高度差不大于0.1mm；

具体的，可旋转式圆盘上有三根光纤，旋转圆盘可以均匀的旋转到八个位置，故共有24个测量点，外环3上八个、内环4上八个、中心处一个，其光通量分别为：φ_i，φ_j，φ_k其中(i,j,k＝1Λ8)，对于中心处的光通量我们取其平均值：

作为中心处的光通量值；于是光照均匀性的平均光通量为：

为了表征其均匀性，利用标准差：

来表示其光照均匀性；

在上述的点中确定其超限点；超限点的确定，将上述φ₁，φ_j，φ_k的值与

进行比较，比其大的记为超限点；超限点的个数也是用来作为光照均匀性的评价参数之一，一般要保证超限点的个数不大于两个；如图3所述；

(1.2)、光通量的测定：

矩形转接装置16的另一处的光纤可以用来测量光通量，其具体方法是将光纤和照度计相连，得出光纤端的输出光通量，除以光能传递效率即为总光通量；其公式如下式所示：

其中，k表示光能传递效率。

最后，应当理解的是，本发明中所述实施例仅用以说明本发明实施例的原则；其他的变形也可能属于本发明的范围；因此，作为示例而非限制，本发明实施例的替代配置可视为与本发明的教导一致；相应地，本发明的实施例不限于本发明明确介绍和描述的实施例。

Claims (5)

1.一种用于医用冷光源均匀性检测装置，其特征在于，包括通过有线线路相互连接的冷光源、冷光源接受光缆、光缆分束模块及矩形转接装置；

在所述光缆分束模块与矩形转接装置之间安设有附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤、测量总光通量光纤；

所述的冷光源通过冷光源接受光缆与光源分束模块相连；所述的光源分束模块将接受的冷光源分成附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘及其发送光纤、测量总光通量光纤两路导入矩形转接装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于医用冷光源均匀性检测装置，其特征在于，所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的直径为6mm；在所述附有孔的测量均匀性可旋转式测量圆盘的中心位置和距圆盘中心2.3mm和4.6mm处分别开有一个圆孔、且圆孔在同一条直线上。

3.根据权利要求1所述的一种用于医用冷光源均匀性检测装置，其特征在于，在所述矩形转接装置上安设有8个直径相等的凹槽；

在所述矩形转接装置中安设有有一个旋转的横轴和一个固定的横轴。

4.根据权利要求1所述的一种用于医用冷光源均匀性检测装置，其特征在于，所述测量总光通量光纤长度约5cm，其入光面直径为5mm。

5.根据权利要求1-4所述的一种用于医用冷光源均匀性检测装置的校准方法，其特征在于，其具体步骤如下：

(1.1)、光照均匀性的测定；

测量位置的规定：以参考窗口为光能输出面，测量其中心和两个环上，内环直径2.3mm±0.05mm，外环的直径4.6mm±0.05mm，每个环上均匀的选取8个点，单光纤的中心轴与参考窗口垂直，高度差不大于0.1mm；

(1.2)、光通量的测定：将光纤和照度计相连，得出光纤端的输出光通量，除以光能传递效率即为总光通量；其公式如下式所示：

其中，k表示光能传递效率。

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