CN113440093B - 一种消化道分泌物随镜检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消化道分泌物随镜检测系统。通过将主镜模块和随镜模块分离，之后可以在体内进行组合的方式，解决了不能在体内直接利用分光系统实现高光谱拍摄的问题；由其是本发明的结构适合消化道疾病的内窥镜检查时，进行有针对性的原位分泌物检测；通过分泌物检测可以直接得到分泌物的成分和性质，对疾病的诊断提供依据；在进行主镜模块和随镜模块的连接时，使用了可控的磁性连接，一方面可以直接利用其进行连接和固定，另一方面可以直接对其进行分离；设置了对准镜，并且设置了和对准镜折射率相同的介质液体，可以使得在对准时利用对准镜观察是否对准，在对准后可以使得对准镜失去效果，不影响高光谱CCD的采集，进一步减小了内窥镜的体积。

Description

一种消化道分泌物随镜检测系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种消化道分泌物随镜检测系统。

背景技术

在医学诊断中，医护人员无法直接对人体内部的重要器官与组织进行观察。为了拓展医护人员的观察范围，人们开发了内窥镜系统，使用内窥镜系统，可以对人体内部的重要器官与组织进行观察，进而进行疾病的初步诊断；现有的内窥镜有的可以结合光谱分析技术直接对内部的分泌物进行成分分析；但是现有的光谱技术一把都需要将光通过光纤导出，之后再进行分光等操作；

这样一方面对于分泌物的分析速度较低，另一方面也不能结合高光谱技术直接对其进行图像光谱分析；当也有高光谱内窥镜，例如CN201820089554.7公开一种基于传像光纤的高光谱内窥成像系统，在传像光纤的出射端安装中继扫描模块，出射端的二维图像中的每一行图像，将由中继扫描模块依次反射到高光谱成像模块中，每一行图像经过高光谱成像模块后，将得到该行图像上每一个像点的光谱信息。通过中继扫描模块的顺序扫描，内窥镜二维图像上所有像点的光谱信息均能准确提取。诸如这种利用光线的技术成像的分辨率都不高，且需要的线缆粗大。如果直接在内窥镜的端部设置分光结构，又会导致体积过大，难以直接使用。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种消化道分泌物随镜检测系统，包括分泌物检测系统控制器、主镜模块和随镜模块。

主镜模块和随镜模块是两个独立的装置；

主镜模块包括AOTF控制器、磁性控制模块、照明模块、成像CCD模块、高光谱CCD和对准镜；

随镜模块包括磁性模块、AOTF模块和鱼眼镜头模块；

其中主镜模块的磁性控制模块和随镜模块的磁性模块之间设置有连接触点，从而使得主镜模块的AOTF控制器与随镜模块的AOTF模块连接，进而AOTF控制器可以对AOTF模块实现控制；

磁性控制模块包括两块可以控制极性方向的磁铁，磁性模块包括两个磁极方向固定的磁铁；磁性控制模块控制主镜模块内磁铁的磁极方向，从而使得当需要主镜模块和随镜模块可以通过磁性连接和分离；

主镜模块和随镜模块连接时，由鱼眼镜头模块收集的光进入AOTF模块，AOTF模块在AOTF控制器的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线进入高光谱CCD，高光谱CCD将采集的数据立方发送给分泌物检测系统控制器从而实现高光谱数据的采集；

成像CCD模块用于光学成像，并将拍摄的图像直接发送至分泌物检测系统控制器，从而实现实时监测图像的采集；

照明模块发射宽光谱白光，用于实现照明；

对准镜设置于主镜模块的一侧，用于在主镜模块和随镜模块对准连接时，将采集的光传输至高光谱CCD的一部分，从而可以在高光谱CCD连接的监视器上看到随镜模块的位置，方便主镜模块和随镜模块连接时进行对准。

主镜模块呈半圆柱体型，AOTF控制器、磁性控制模块、照明模块、成像CCD模块、高光谱CCD和对准镜设置于半圆柱内部，成像CCD设置于主镜模块的一端，用于对端部方向进行成像，从而实现实时监测图像的采集；成像CCD模块包括成像透镜，照明模块为环形照明模块，设置于成像CCD模块的成像透镜周围；

对准镜设置于靠近成像CCD模块的侧面平面上，对准镜后部设置高光谱CCD。

主镜模块没有设置成像CCD模块的一端设置有连接线，连接线内包括电源线、控制信号线以及导液管；导液管用于向主镜模块内部注入介质液体，介质液体的折射率和对准镜的折射率相同，从而使得在注入介质液体后对准镜的折射效果消失。

随镜模块的形状为半圆柱体型，随镜模块和主镜模块可以拼接形成一个圆柱体；且两个半圆柱体的平面连接处由透明材料制成，两个半圆柱体的柱面位置由不透光的材料制成；

鱼眼镜头模块、AOTF模块和磁性模块设置于随镜模块的内部；鱼眼镜头模块设置于随镜模块的一端，用于实现大视场角的高光谱图像采集；鱼眼镜头模块收集的光进入AOTF模块，AOTF模块在AOTF控制器的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜后再进入高光谱CCD；

随镜模块设置有一个曳线，曳线用于在使用完成后将随镜模块拉出体外。

磁性控制模块设置于主镜模块半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性控制模块具有两个磁极方向可控的电磁铁；电磁铁的一端朝内，另一端朝外；

磁性模块设置于随镜模块半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性模块具有两个磁极方向固定的磁铁；磁铁的一端朝内，另一端朝外；

从而当磁性控制模块控制电磁铁与磁性模块呈吸引状态时，磁性模块可以与磁性控制模块吸引，从而使得主镜模块和随镜模块连接；而当磁性控制模块控制电磁铁与磁性模块呈排斥状态时，磁性模块可以与磁性控制模块排斥，从而使得主镜模块和随镜模块分离。

主镜模块和随镜模块连接和分离过程如下：

先将随镜模块置入待检测位置附近，然后将主镜模块携带连接线插入待检测位置附近；

通过主镜模块的成像CCD模块确认需要进行分泌物检测的位置后，在主镜模块内部的没有填充介质液的情况下，通过对准镜寻找到随镜模块的位置，并进行对准；

调节磁性控制模块控制电磁铁与磁性模块呈吸引状态，使得主镜模块和随镜模块连接，连接触点导通；主镜模块的AOTF控制器与随镜模块的AOTF模块连接；

主镜模块内注入介质液体，使得对准镜的折射效果消失，鱼眼镜头模块收集的待测位置的光进入AOTF模块，AOTF模块在AOTF控制器的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜后再进入高光谱CCD，实现高光谱数据的采集；

拍摄完成高光谱数据后，设置磁性控制模块控制电磁铁与磁性模块呈排斥状态时，磁性模块可以与磁性控制模块排斥，从而使得主镜模块和随镜模块分离；抽出主镜模块，之后通过曳线抽出随镜模块。

本发明通过将主镜模块和随镜模块分离，之后可以在体内进行组合的方式，解决了不能在体内直接利用分光系统实现高光谱拍摄的问题；由其是本发明的结构适合消化道疾病的内窥镜检查时，进行有针对性的原位分泌物检测；通过分泌物检测可以直接得到分泌物的成分和性质，对疾病的诊断提供依据；

在进行主镜模块和随镜模块的连接时，使用了可控的磁性连接，一方面可以直接利用其进行连接和固定，另一方面可以直接对其进行分离；设置了对准镜，并且设置了和对准镜折射率相同的介质液体，可以使得在对准时利用对准镜观察是否对准，在对准后可以使得对准镜失去效果，不影响高光谱CCD的采集，进一步减小了内窥镜的体积。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明整体架构示意图；

图2为本发明结构示意图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

实施例1：

结合图1-2，一种消化道分泌物随镜检测系统，包括分泌物检测系统控制器、主镜模块01和随镜模块02。

主镜模块01和随镜模块02是两个独立的装置；

主镜模块01包括AOTF控制器03、磁性控制模块04、照明模块05、成像CCD模块06、高光谱CCD07和对准镜08；

随镜模块02包括磁性模块09、AOTF模块10和鱼眼镜头模块11；

其中主镜模块01的磁性控制模块04和随镜模块02的磁性模块09之间设置有连接触点，从而使得主镜模块01的AOTF控制器03与随镜模块02的AOTF模块10连接，进而AOTF控制器03可以对AOTF模块10实现控制；

磁性控制模块04包括两块可以控制极性方向的磁铁，磁性模块09包括两个磁极方向固定的磁铁；磁性控制模块04控制主镜模块01内磁铁的磁极方向，从而使得当需要主镜模块01和随镜模块02可以通过磁性连接和分离；

主镜模块01和随镜模块02连接时，由鱼眼镜头模块11收集的光进入AOTF模块10，AOTF模块10在AOTF控制器03的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线进入高光谱CCD07，高光谱CCD07将采集的数据立方发送给分泌物检测系统控制器从而实现高光谱数据的采集；

成像CCD模块06用于光学成像，并将拍摄的图像直接发送至分泌物检测系统控制器，从而实现实时监测图像的采集；

照明模块05发射宽光谱白光，用于实现照明；

对准镜08设置于主镜模块01的一侧，用于在主镜模块01和随镜模块02对准连接时，将采集的光传输至高光谱CCD07的一部分，从而可以在高光谱CCD07连接的监视器上看到随镜模块02的位置，方便主镜模块01和随镜模块02连接时进行对准。

主镜模块01呈半圆柱体型，AOTF控制器03、磁性控制模块04、照明模块05、成像CCD模块06、高光谱CCD07和对准镜08设置于半圆柱内部，成像CCD设置于主镜模块01的一端，用于对端部方向进行成像，从而实现实时监测图像的采集；成像CCD模块06包括成像透镜，照明模块05为环形照明模块05，设置于成像CCD模块06的成像透镜周围；

对准镜08设置于靠近成像CCD模块06的侧面平面上，对准镜08后部设置高光谱CCD07。

主镜模块01没有设置成像CCD模块06的一端设置有连接线12，连接线12内包括电源线、控制信号线以及导液管；导液管用于向主镜模块01内部注入介质液体，介质液体的折射率和对准镜08的折射率相同，从而使得在注入介质液体后对准镜08的折射效果消失。

随镜模块02的形状为半圆柱体型，随镜模块02和主镜模块01可以拼接形成一个圆柱体；且两个半圆柱体的平面连接处由透明材料制成，两个半圆柱体的柱面位置由不透光的材料制成；

鱼眼镜头模块11、AOTF模块10和磁性模块09设置于随镜模块02的内部；鱼眼镜头模块11设置于随镜模块02的一端，用于实现大视场角的高光谱图像采集；鱼眼镜头模块11收集的光进入AOTF模块10，AOTF模块10在AOTF控制器03的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜08后再进入高光谱CCD07；

随镜模块02设置有一个曳线，曳线用于在使用完成后将随镜模块02拉出体外。

磁性控制模块04设置于主镜模块01半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性控制模块04具有两个磁极方向可控的电磁铁；电磁铁的一端朝内，另一端朝外；

磁性模块09设置于随镜模块02半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性模块09具有两个磁极方向固定的磁铁；磁铁的一端朝内，另一端朝外；

从而当磁性控制模块04控制电磁铁与磁性模块09呈吸引状态时，磁性模块09可以与磁性控制模块04吸引，从而使得主镜模块01和随镜模块02连接；而当磁性控制模块04控制电磁铁与磁性模块09呈排斥状态时，磁性模块09可以与磁性控制模块04排斥，从而使得主镜模块01和随镜模块02分离。

实施例2：

主镜模块01和随镜模块02连接和分离过程如下：

先将随镜模块02置入待检测位置附近，然后将主镜模块01携带连接线插入待检测位置附近；

通过主镜模块01的成像CCD模块06确认需要进行分泌物检测的位置后，在主镜模块01内部的没有填充介质液的情况下，通过对准镜08寻找到随镜模块02的位置，并进行对准；

调节磁性控制模块04控制电磁铁与磁性模块09呈吸引状态，使得主镜模块01和随镜模块02连接，连接触点导通；主镜模块01的AOTF控制器03与随镜模块02的AOTF模块10连接；

主镜模块01内注入介质液体，使得对准镜08的折射效果消失，鱼眼镜头模块11收集的待测位置的光进入AOTF模块10，AOTF模块10在AOTF控制器03的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜08后再进入高光谱CCD07，实现高光谱数据的采集；

拍摄完成高光谱数据后，设置磁性控制模块04控制电磁铁与磁性模块09呈排斥状态时，磁性模块09可以与磁性控制模块04排斥，从而使得主镜模块01和随镜模块02分离；抽出主镜模块01，之后通过曳线抽出随镜模块02。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种消化道分泌物随镜检测系统，包括分泌物检测系统控制器、主镜模块（01）和随镜模块（02），其特征在于：

主镜模块（01）和随镜模块（02）是两个独立的装置；

主镜模块（01）包括AOTF控制器（03）、磁性控制模块（04）、照明模块（05）、成像CCD模块（06）、高光谱CCD（07）和对准镜（08）；

随镜模块（02）包括磁性模块（09）、AOTF模块（10）和鱼眼镜头模块（11）；

其中主镜模块（01）的磁性控制模块（04）和随镜模块（02）的磁性模块（09）之间设置有连接触点，从而使得主镜模块（01）的AOTF控制器（03）与随镜模块（02）的AOTF模块（10）连接，进而AOTF控制器（03）可以对AOTF模块（10）实现控制；

磁性控制模块（04）包括两块可以控制极性方向的磁铁，磁性模块（09）包括两个磁极方向固定的磁铁；磁性控制模块（04）控制主镜模块（01）内磁铁的磁极方向，从而使得当需要主镜模块（01）和随镜模块（02）可以通过磁性连接和分离；

主镜模块（01）和随镜模块（02）连接时，由鱼眼镜头模块（11）收集的光进入AOTF模块（10），AOTF模块（10）在AOTF控制器（03）的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线进入高光谱CCD（07），高光谱CCD（07）将采集的数据立方发送给分泌物检测系统控制器从而实现高光谱数据的采集；

成像CCD模块（06）用于光学成像，并将拍摄的图像直接发送至分泌物检测系统控制器，从而实现实时监测图像的采集；

照明模块（05）发射宽光谱白光，用于实现照明；

对准镜（08）设置于主镜模块（01）的一侧，用于在主镜模块（01）和随镜模块（02）对准连接时，将采集的光传输至高光谱CCD（07）的一部分，从而可以在高光谱CCD（07）连接的监视器上看到随镜模块（02）的位置，方便主镜模块（01）和随镜模块（02）连接时进行对准；

主镜模块（01）呈半圆柱体型，AOTF控制器（03）、磁性控制模块（04）、照明模块（05）、成像CCD模块（06）、高光谱CCD（07）和对准镜（08）设置于半圆柱内部，成像CCD设置于主镜模块（01）的一端，用于对端部方向进行成像，从而实现实时监测图像的采集；成像CCD模块（06）包括成像透镜，照明模块（05）为环形照明模块（05），设置于成像CCD模块（06）的成像透镜周围；

对准镜（08）设置于靠近成像CCD模块（06）的侧面平面上，对准镜（08）后部设置高光谱CCD（07）；

主镜模块（01）没有设置成像CCD模块（06）的一端设置有连接线（12），连接线（12）内包括电源线、控制信号线以及导液管；导液管用于向主镜模块（01）内部注入介质液体，介质液体的折射率和对准镜（08）的折射率相同，从而使得在注入介质液体后对准镜（08）的折射效果消失。

2.根据权利要求1所述的消化道分泌物随镜检测系统，其特征在于：

随镜模块（02）的形状为半圆柱体型，随镜模块（02）和主镜模块（01）可以拼接形成一个圆柱体；且两个半圆柱体的平面连接处由透明材料制成，两个半圆柱体的柱面位置由不透光的材料制成；

鱼眼镜头模块（11）、AOTF模块（10）和磁性模块（09）设置于随镜模块（02）的内部；鱼眼镜头模块（11）设置于随镜模块（02）的一端，用于实现大视场角的高光谱图像采集；鱼眼镜头模块（11）收集的光进入AOTF模块（10），AOTF模块（10）在AOTF控制器（03）的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜（08）后再进入高光谱CCD（07）；

随镜模块（02）设置有一个曳线，曳线用于在使用完成后将随镜模块（02）拉出体外。

3.根据权利要求2所述的消化道分泌物随镜检测系统，其特征在于：

磁性控制模块（04）设置于主镜模块（01）半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性控制模块（04）具有两个磁极方向可控的电磁铁；电磁铁的一端朝内，另一端朝外；

磁性模块（09）设置于随镜模块（02）半圆柱的矩形面上，且不影响其他光路；磁性模块（09）具有两个磁极方向固定的磁铁；磁铁的一端朝内，另一端朝外；

从而当磁性控制模块（04）控制电磁铁与磁性模块（09）呈吸引状态时，磁性模块（09）可以与磁性控制模块（04）吸引，从而使得主镜模块（01）和随镜模块（02）连接；而当磁性控制模块（04）控制电磁铁与磁性模块（09）呈排斥状态时，磁性模块（09）可以与磁性控制模块（04）排斥，从而使得主镜模块（01）和随镜模块（02）分离。

4.根据权利要求1-3任一项所述的消化道分泌物随镜检测系统，其特征在于：

主镜模块（01）和随镜模块（02）连接和分离过程如下：

先将随镜模块（02）置入待检测位置附近，然后将主镜模块（01）携带连接线插入待检测位置附近；

通过主镜模块（01）的成像CCD模块（06）确认需要进行分泌物检测的位置后，在主镜模块（01）内部的没有填充介质液的情况下，通过对准镜（08）寻找到随镜模块（02）的位置，并进行对准；

调节磁性控制模块（04）控制电磁铁与磁性模块（09）呈吸引状态，使得主镜模块（01）和随镜模块（02）连接，连接触点导通；主镜模块（01）的AOTF控制器（03）与随镜模块（02）的AOTF模块（10）连接；

主镜模块（01）内注入介质液体，使得对准镜（08）的折射效果消失，鱼眼镜头模块（11）收集的待测位置的光进入AOTF模块（10），AOTF模块（10）在AOTF控制器（03）的控制下对进入其中的光进行分光，经过分光的光线先进入对准镜（08）后再进入高光谱CCD（07），实现高光谱数据的采集；

拍摄完成高光谱数据后，设置磁性控制模块（04）控制电磁铁与磁性模块（09）呈排斥状态时，磁性模块（09）可以与磁性控制模块（04）排斥，从而使得主镜模块（01）和随镜模块（02）分离；抽出主镜模块（01），之后通过曳线抽出随镜模块（02）。

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