CN1260976A - 内窥镜终端处理器 - Google Patents

Abstract

一种电子内窥镜的内窥镜终端处理器,其外壳中装有一照明光源和一电子内窥镜的视频信号处理器。视频信号处理器电路板紧凑支撑在外壳中的垂直位置,且其一端牢固连接到外壳侧板的内表面,其另一自由端松弛支撑于一减震部件上,该减震部件适于限制电路板围绕固定端的摆动运动而允许在其他方向上一定程度的运动,以避免可能自外壳传导的碰撞冲击或震动。

Description

内窥镜终端处理器

本发明一般涉及医学领域中使用的电子内窥镜，尤其涉及一种在其外壳内含有一照明光源和电子内窥镜的视频信号处理器的内窥镜终端处理器。

目前广泛用于医学目的的电子内窥镜在一般用于插入病人体腔内的插入装置远端配备有并列的照明窗和观察窗，以便在照亮的条件下观察感兴趣的体腔内部位。电子内窥镜与光学内窥镜的不同之处在于，电阻内窥镜观察系统采用一种电子图像传感装置如CCD照相机或类似用于固定在观察窗内的摄像装置。因此，在电子内窥镜的情况下，来自图像传感装置的信号缆以及来自照明窗的照明光导穿过一插入装置，并伸入从该内窥镜操纵头组件引出的通用缆。在连接到含有照明光源和视频信号处理器的内窥镜终端处理器的近端，通用缆配备有一光连接器和一电子连接器，以使照明光导和信号缆与终端处理器一侧上的照明光源和视频信号处理器相连。

更具体地说，内窥镜终端处理器通常在其外壳内包括至少一个照明灯装置、一个视频信号处理电路板、一个电源装置、一个变压器和一个用来通过内窥镜插入装置向体腔输入气体或水的气泵。该终端处理器在其前侧配备有光和电子耦合部件，以便耦合到来自内窥镜的通用缆的光和电子连接器。

在这方面，内窥镜终端处理器外壳内设置的各种元件中，照明灯装置通常包括一照明灯、一聚光透镜、一光阑和一滤光器。常规由一个高亮度灯构成的照明灯使用寿命较短。因此，为了方便地替换频繁更换的照明灯，常在一灯座板上设置一对灯，当一个照明灯熄灭时，另一个备用灯打开或滑入引至光耦合部件的光路中。为此，该照明灯装置尺寸较大。除此之外，通常是这样一种情况，即照明灯装置、电源装置、变压器和气泵都固定安装在终端处理器外壳的底部。

此类的内窥镜终端处理器通常与其他诊断或治疗仪器或机器一起安装在医院或诊所的一间检查室中。因此，希望内窥镜终端处理器在尺寸上尽可能紧凑。由于照明灯装置在各种装于终端处理器外壳内的部件和电路板中尺寸最大，所以其安装位置通常限制在与光耦合部件有关的相当大的程度。因此，做了许多尝试，以通过为此适当安排其他元件和电路板位置使得终端处理器紧凑。在这方面，注意到一事实很重要，该事实即为，与其他元件和电路板相比，视频信号处理电路板有一个明显宽大的表面积，因为必须安装包括集成电路等大量电子部件，但厚度较小。因此，终端处理器的紧凑性总体上取决于视频处理电路板如何设置在其外壳内。

在这方面，例如可以理解的是，将视频信号处理电路板分成数个尺寸较小的可被紧凑安装在一狭窄空间的可堆叠电路板。然而，使用这样可堆叠的电路板会导致各个板之间的布线图案和连接关系复杂化。由于该内窥镜终端处理器多数元件固定安装在外壳底板上，所以可以利用外壳上部备用空间来安装视频处理电路板。但是，在这种情况下，可能必须使视频处理器电路板形成一复杂形状而不是其他简单的矩形来避让其他相互间在高度上非常不同的元件，它们保持着在外壳底板上的不同高度。因此，该方法将造成因生产过程的复杂性而使该电路板的生产成本实际增加。

如果终端处理器的元件设置在位于终端处理器外壳中心线的右侧和左侧的右组和左组，那么由此就可沿外壳的全长在中间开辟出一定宽度的空间。在这种情况下，有一宽大表面积的矩形视频处理器电路板可通过在垂直或竖直位置而不是普通的水平位置上安装而紧凑地装在那一狭窄空间中。在视频信号处理器电路板垂直安装在内窥镜终端处理器外壳内的情况下，它被固定支撑在外壳的顶板、侧板或底板上。然而，如果视频信号处理器电路板仅安装在外壳的一个壁上，那么在振动运动向那边传递时它就会摇动。为了防止这种情况，除了外壳的一个侧板外，该电路板还应至少固定在外壳的底板和/或另一侧板上。

除了对紧凑性和小型化的要求，还需要内窥镜终端处理器具有轻重量的结构。为此，通常减少内窥镜终端处理器侧壁、顶壁和底壁的厚度，因此，例如在通过与其他物体的碰撞性接触来施加一冲力时，它们极易变形。当在一终端处理器外壳的一侧施加一冲力时，例如，所施加的力可直接传到外壳内的视频处理器电路板，造成变形、断开或其他对电路板的破坏。

考虑到前述情形，本发明的目的在于提供一种内窥镜终端处理器，它在其外壳中装有一照明光源和一电子内窥镜的视频信号处理器，以紧凑形式垂直支持外壳内视频处理器的视频处理电路板，相对于一些外力可靠地处于稳定状态，这些外力可导致电路板或其支持部件的变形或损坏。

根据本发明，上述实例可通过提供一内窥镜终端处理器来实现，它包括：一个外壳，其中容纳有一照明光源和一电子内窥镜的视频信号处理器，该外壳上还有光电耦合部件，照明光源包括一照明灯装置，该照明灯装置通过用于照明光传导的光耦合部件光连接至照明光导，视频信号处理器包括一视频信号处理电路板，该视频信号处理电路板通过电耦合部件与来自内窥镜的信号缆相连接；视频信号处理电路板在外壳内垂直位置支撑，且其一端牢固连接到外壳的一侧板上，其另一自由端松弛支撑于一减震部件上，该减震部件适于限制电路板围绕固定端的摆动运动。

在一本发明的优选形式中，减震部件固定在外壳的下表面上，并配备一对夹板部分以适于夹住由相对的两侧伸出的电路板的下边缘部分。最好是，一种噪音屏蔽穿孔结构安装在电路板上及其周围。有些情况下，视频信号处理电路板由一对电路板组成，即，患者侧电路板和第二侧电路板。在这种情况下，患者侧电路板的一端固定到外壳的一个端板的内表面上，同时第二侧电路板的一端固定到外壳对侧端板的内表面上。两个电路板另外的自由端的每一端松弛地支撑在减震部件上，且一隔离装置设置于两个电路板之间以使其间在一电隔离状态下进行信号传输。

结合附图，根据下面对优选实施例的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将变得很明显。

附图中：

图1是与一电子内窥镜一起使用的内窥镜检查系统的示意性说明图；

图2是根据本发明一个实施例的内窥镜检查系统的终端处理器的示意性垂直剖面图；

图3是沿图2线X-X所取的示意性剖面图；

图4是沿图3线Y-Y所取的示意性剖面图；

图5是固定支撑第一电路板一端的固定支撑结构示意图；

图6是固定支撑另一或第二电路板一端的固定支撑结构示意图；

图7是第一减震部件的示意性外部视图；

图8是第二减震部件的示意性外部视图；

图9是一安装在电路板周围的静噪部件示意性外部视图。

下文中，本发明将通过其参照附图的优选实施例更为详细地描述。首先参照图1，显示出一电子内窥镜的内窥镜检查系统，该系统主要由电子内窥镜1和终端处理器装置10构成，装置10在其外壳内装有光源和电子内窥镜1的视频信号处理器。如图中所见，电子内窥镜1由操作头组件2、自操作头2的前侧伸出用于插入一患者体腔的插入装置3和由操作头2的后侧伸出的通用缆4组成。通用缆4在其近端配备有与内窥镜终端处理器10可分离连接的光连接器5和电连接器6。

借助光连接器5，穿过电子内窥镜1的光导与终端处理器10内的光源相连。另一方面，借助电连接器6，来自内窥镜1摄像装置的一条电缆与终端处理器10内的视频信号处理电路相连。把包括光源和视频信号处理器的终端处理器10各个元件装在封闭外壳11中，该封闭外壳11在其前盖14上配备有一光耦合部件或插座12和一电耦合部件或插座13，用以分别耦合连接光连接器5和电连接器6。在外壳11的顶部设置有一监视屏15以显示内窥镜摄取的图像。

图2到4示出终端处理器外壳11的内部设置。这些图中，20所示为一照明灯装置，21是一电源装置，22是一变压器，而23是一气泵。照明灯装置20在一灯箱32中配备有一旋转支撑板31，以支撑其上的一对灯30a和30b。一聚光透镜装置33设置于灯箱32中灯30a的前侧，位于朝向光耦合部件12的光路上。尽管图中未示，可是必要时照明灯装置20还包括一光量调节器和一滤光器。在所示的具体实例中，另一灯30b为一备用灯。此外，冷却风扇34置于灯箱32的一个侧板上。使灯箱的左侧板和右侧板11b和11c配备有冲压成的通气孔35。由此，当开动风扇34时，使冷却空气沿穿过侧板11b和11c形成的气流通道经一侧板流入灯箱，经另一侧板侧流出。电源装置21设置在照明灯装置20的后方。在照明灯装置20与电源装置21并排设置的横向方向上的预定空间内，气泵23和变压器22类似地并排设置于前后位置。

如上所述，在终端处理器的外壳11内，照明灯装置20和电源装置21牢固安装在左侧板11b一侧的位置，而气泵23和变压器22牢固安装在右侧板11c一侧的位置上，其间留有在宽度上较小但却基本贯穿外壳全长的空间。这一中间空间用于容纳视频信号处理器的电路板40和41。尽管图中省略了，但在视频信号处理器的每个电路板40和41中提供或设置了集成电路和大量电子元件。

在所示的具体实施例中，视频信号处理器分成一对电路板40和41，即，分成保持处于相互电绝缘状态的患者侧电路板和第二侧电路板。电路板40是患者侧电路板，它直接与电耦合部件13相连。另一方面，电路板41是第二侧电路板，它与电源装置21相连。如图5和6所示，连接器42和43分别附着于前和后板11a和11e，以便于将这些电路板40和41保持固定到位。具体地说，电路板40和41与连接器42和43上设置的大量管脚42a和43a相接合，由此使其保持固定到位。在后板11e一侧的连接器43能够使电路板41固定到位，同时前板11a一侧的另一连接器42也可作为电连接电路板40和电耦合部件13的信号传输线。此外，包括发光元件44和光接收元件45的光耦合器设置在电路板40和另一电路板41之间，用于其间的隔离信号传输和接收。

电路板40和41分别通过连接器42和43的管脚42a和43a的插入固定在各自位置上。这些连接器42和43连接到电路板40或41的一个纵向端。因此，如果每个电路板40和41的另一纵向端完全处于自由状态，则电路板可因施加振动时连接器42和43周围的摇动运动而被上下摇动达相当大的程度，导致连接器管脚的弯曲变形或破损。然而，要是电路板40和41的其他边完全固定，则在外壳11承受一外在压力时电路板本身会变形或损坏。为了防止这种损坏，电路板40和41由减震部件46和47来支撑，减震部件46和47可抑制电路板40和41的振动运动但允许压缩和拉伸方向上的运动。

如图7所示，每个减震部件46配备有一对板夹板46b，这对板夹板46b直立于底部46a上。夹板46b上形成有固定突起46c，固定突起46c在互相面对的各个内表面相对。固定突起46b由一定宽度的间距分隔开，该宽度基本上与电路板40或41的厚度一致或略大些。减震部件46的底部46a由螺钉或其他合适的固定装置固定到外壳的底板11d上。固定突起46c适于夹住电路板40或41的下边缘部分。更具体说，当固定突起46c之间夹牢后，电路板40或41的下端定位于夹板46b的上端和下端之间的中间位置。

另一方面，用来抑制电路板40和41振动的减震部件47适于夹住远离电路板40和41外端一侧上的控制电路板40和41的内端，这些外端牢固支撑于连接器42或43上。为此，如图8所示，每个减震部件47具备一个脚或底部47a、一个直立于底部47a上的支撑柱47b和一对自支撑柱部分47b的上部侧向伸出的夹持部分47c，每个夹持部分47c都配备有在一宽度间隙两边相对的固定突起47d，该宽度基本上同电路板40和41的厚度相同或稍大。电路板40和41的内自由端基本上插入减震部件47支撑柱47b相对两侧上侧向伸出的夹持部分47c的中间点。

就上述设置来说，患者侧电路板40和第二侧电路板41两个都在连接器42和43上牢固垂直支撑。即，除了牢固支撑在连接器42和43上的外端或侧，电路板40和41的其他两侧松弛地夹在减震器46和47中，这些减震器部件限制电路板的摆动运动，但特别在有关其他方向上的运动未设置限制。因此，即使振动自外壳11向电路板40和41传递，象要导致电路板40和41的自由端各自围绕连接器42和43左右摆动，减震部件46和47也能够限制这种摆动运动，保持电路板处于稳定状态。因此，不可能因电路板40和41的摆动运动造成连接器管脚42a和43a受力弯曲。

至于电路板40和41不同于前述振动运动的运动，当外壳11碰撞到其他物体时，碰撞冲击或震动可传给电路板40和41。当这种情况时，相同方向的运动不仅发生在电路板40和41，而且发生在电路板40和41牢固支撑于其上的连接器42和43，还发生在连接器42和43附着其上的侧板11b和11c。从防止电路板40和41以及连接器43和43损坏的观点上看，这些运动应当允许而不是限制。由于减震部件46和47适于允许非振动方向上的运动，因此就可防止电路板40和41以及连接器42和43受到可能施加于终端处理器10外壳11上的强外力的直接影响。

大量电子部件设置于每一个电路板40和41上。因此，希望两个电路板40和41能够方便地从外壳上拆卸下来，以便于维修或用于其他目的。由于电路板40和41由连接器42和43的管脚42a和43a简单地保持在其位置上，所以必要时它们可方便地拆除。一旦自连接器42和43上脱离，电路板40和41就能够从减震部件46和47的夹持部分46b和47c上取出，夹持部分46b和47c从相对两侧夹住电路板40和41。为了使电路板40和41易于从连接器42和43上分离，减震部件46和47夹持部分46b和47c上的固定突起46c之间的间隙宽度优选较电路板40和41的厚度略大些。即使夹持部分中的间隙在某种程度上加宽了，它也不会特别损害减震部件的减震功能。

此外，电路板40和41两个都如前所述安装在终端处理器10外壳11中的垂直位置。这意谓着电路板40和41可容纳于包括照明灯装置20和电源装置21的右组部件和包括气泵23和变压器22的左组之间的狭窄空间中。因此，终端处理器装置10可被减小为相当紧凑的形式。

在构建于终端处理器10外壳内的各个部件中，源灯30a照亮时产生大量的热。终端处理器10中异常的温度升高可由冷却空气来防止，冷却空气通过侧板11b和11c中通风栅栏35获取并由风扇34提供给照明灯装置20。很显然，电路板40和41阻碍了风扇34提供的冷却空气的循环。然而，冷却空气的循环没有受阻，因为在电路板40和41的上和下侧有宽的开放空间。电路板40和41也发热，但可被有效冷却，因为它们设置于由风扇34产生循环的冷却空气通道中。

此外，设置在电路板40或41上的时钟信号发生器总的来说向视频信号处理器提供时钟信号，该时钟信号发生器可能引起麻烦，因为如果其作为一种噪音向外发出时，时钟信号可造成周围区域的其他电子设备或装置发生故障。为了防止时钟信号作为一种噪音发出，优选将电路板40和41保护在具有如图9所示U形结构的噪音屏蔽部件51中。噪音屏蔽部件51具有许多冲压孔50，该冲压孔具有一种形成屏蔽时钟信号频率噪音的直径。当然，噪音屏蔽部件51中冲压孔允许进入和通过外壳11的冷却空气循环。

虽然作为实例将一对电路板40和41用于前述实施例中，可是一种单板类型的处理器可与适当的隔离装置结合使用。此外，连接器42和43对于将电路板40和41固定到侧板11b和11c上来说并不是必要的。当连接器用于这一目的时，连接器的数量应根据电路板的重量和大小来确定。当然，减震部件的数量应类似地根据电路板的重量和大小来确定。

如前述描述中清楚显示的那样，根据本发明，视频信号处理器板的电路板可紧凑容纳于内窥镜终端处理器的外壳中，并以减震状态保持到位，避免了当强外力作用于外壳时可能造成的对电路板或电路板支撑部件的变形或损坏。

Claims (4)

1.一种内窥镜终端处理器，包括：

一个外壳，其中容纳有一照明光源和一电子内窥镜的视频信号处理器，该外壳上还有光电耦合部件，所述照明光源包括一照明灯装置，该照明灯装置通过所述用于照明光传导的光耦合部件光连接至照明光导，所述视频信号处理器包括一视频信号处理电路板，该视频信号处理电路板通过所述电耦合部件与来自所述内窥镜的信号缆相连接；

所述视频信号处理电路板在所述外壳内按垂直位置支撑，且其一端牢固连接到所述外壳的一侧板上，其另一自由端松弛支撑于一减震部件上，该减震部件适于限制所述电路板围绕所述固定一端的摆动运动。

2.如权利要求1所述的内窥镜终端处理器，其中所述减震部件包括一固定于所述外壳下表面的底部和一对设置于所述底部并适于从相对两侧夹住所述电路板的夹持部分。

3.如权利要求1所述的内窥镜终端处理器，还包括一盖结构，该盖结构安装在所述电路板上，且在其周围含有许多噪音屏蔽孔。

4.如权利要求1所述的内窥镜终端处理器，其中所述电路板由一患者侧电路板和第二侧电路板细成，患者侧电路板一端固定到所述外壳一端板的内表面上，第二侧电路板一端固定到一对侧端板的内表面上，每个所述电路板的其他自由端松弛支撑于一减震部件上，该减震部件适于限制所述电路板围绕所述固定端的摆动运动；以及

所述终端处理器还包括一隔离装置，该隔离装置介于所述患者侧电路板和所述第二侧电路板之间，以在电隔离状态下允许其间进行信号传输。

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