CN203303022U - 电子内镜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子内镜包括：探头；设置在探头内，用于成像并生成图像数据的CCD感应器；与探头相连接的主机；设置在主机内，用于接收图像数据的图像采集单元；与图像采集单元相连接，用于对图像数据进行分析得到图像亮度值的图像分析单元；与图像采集单元相连接，用于将亮度值与预设亮度参数进行比较并输出调节命令的计算单元；与计算单元相连接，用于根据调节命令生成增强/减弱命令的执行机构；设置在探头内，可以根据增强/减弱命令改变亮度的照明系统。以上各工作单元构成闭环反馈结构，快速地对图像质量进行调整，避免了现有电子内镜需要操作人员通过手动调节探头照明亮度而导致的图像质量不稳定的问题。

Description

电子内镜

技术领域

本申请涉及医疗成像技术领域，更具体地说，涉及一种电子内镜。

背景技术

电子内镜在医疗成像领域被广泛应用，比如电子胃镜、电子喉镜、电子腹腔镜等电子内镜都属于医院常用的医疗器械。电子内镜的基本原理是通过导管将探头送入人体内部，利用探头对所需检查的部位的影像进行采集，并将采集到的影像显示在监视器上供医生对病人的健康状况作出诊断。

现有的电子内镜系统包括主机和探头，探头包括CCD感应器和照明系统，照明系统将待检查的部位照明，CCD感应器生成待检查部位的影像后通过导线传递给主机，而当探头在人体内伸缩移动时，照明系统的照射距离会不断变化，导致待检查部位的亮度不断变化，这时需要操作者通过主机上的光源手动调节按钮调节探头中光源的强度来矫正图像。

而在实际操作中，由于操作者是通过肉眼对图像的质量做出判断，只有当图像已经出现曝光过度或过暗时才会通过光源调节按钮对光源强度进行调节，所以调节会有一定的滞后，图像质量较不稳定。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种电子内镜，以解决现有的电子内镜由于需要手动调节探头照明亮度而导致的图像质量不稳定的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电子内镜，包括：

探头；

设置在探头内，用于成像并生成图像数据的CCD感应器；

与探头通过线缆相连接的主机；

设置在主机内，用于接收图像数据的图像采集单元；

与图像采集单元相连接，用于对图像数据进行分析得到图像亮度值的图像分析单元；

与图像采集单元相连接，用于将亮度值与预设亮度参数进行比较并输出调节命令的计算单元；

与计算单元相连接，用于根据调节命令生成增强/减弱命令的执行机构；

设置在探头内，可以根据增强/减弱命令改变亮度的照明系统。

优选的，照明系统包括：光源和光栏装置；

光栏装置包括遮光片；

遮光片设置在光源光线的输出路径上，并可以根据增强/减弱信号相对光源移动位置以改变对光源的遮挡面积。

优选的，光源为圆形，遮光片为矩形，由不透光材料制成；

遮光片上设置有扇形透光窗，透光窗的左右对称轴线与遮光片连接两个遮光片的短边中点的中线重合，遮光片的与透光窗顶点较近并与弧较远的遮光片的短边与透光窗的顶点的距离大于光源的直径，透光窗的弦长稍大于光源的直径。

优选的，光源为圆形，遮光片为矩形；

遮光片的长边尺寸大于光源的直径，短边尺寸稍大于光源的直径，遮光片为不透光材质；

遮光片可以根据增强/减弱信号相对光源沿遮光片的长边方向移动，以改变对光源的遮挡面积。

优选的，还包括显示单元；

显示单元与图像采集单元相连接，以供医生进行观察诊断。

优选的，显示单元包括：信号转换单元和显示装置；

信号转换单元与图像采集单元相连接，用于将图像数据转换成视频信号；

显示装置与信号转换单元相连接，用于显示图像。

优选的，显示装置为电脑显示器或电视机。

优选的，还包括通讯单元；

计算单元通过通讯单元将调节命令输出到执行机构。

优选的，主机还包括图像存储装置。

优选的，还包括用于人体组织采样或治疗的手术刀、手术剪、手术钳、引流管、机械手和/或操作手柄。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的电子内镜，由CCD感应器生成的图像数据通过主机内的图像采集单元的采集、图像分析单元的分析和计算单元计算后，计算单元对执行机构下达亮度调节命令，执行机构指令照明系统调整照明亮度；电子内镜内部工作单元构成闭环反馈结构，快速地对图像质量进行调整。避免了现有电子内镜需要操作人员通过手动调节探头照明亮度而导致的图像质量不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电子内镜的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种照明系统示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种照明系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的电子内镜示意图。

如图1所示，本实施例提供的电子内镜包括探头10和主机20两部分。探头10和主机20通过线缆连接，线缆内设置有数据线。其中

探头10包括：CCD感应器11和照明系统12。

主机20包括：图像采集单元21、图像分析单元22、计算单元23、执行机构24和显示单元25，显示单元25包括信号转换单元251和显示装置252。

探头10进入人体后，CCD传感器11对周围成像并转换成图像数据，再将图像数据上传到主机20中的图像采集单元21中；照明系统12设置在探头10内，随探头一起进入人体内部，为CCD感应器11提供一个合适亮度的环境，其亮度可以由执行机构24发出指令进行调节。

图像采集单元21的功能是将CCD感应器11得到的图像数据采集到主机20内，以供后续工作单元对图像数据进一步处理和利用。

信号转换单元251从图像采集单元21接收图像数据，将图像数据转换成视频信号，然后发送到显示装置252予以显示，供医生对病人内部组织情况进行观察。

显示装置252可以是显示器或者电视机。

图像采集单元21在将图像发送信号转换单元251的同时，也将图像数据发送到图像分析单元22；图像分析单元22找出图像数据中所有像素点的亮度数据，再将图像按照一定的长宽比例分割成N*N个图形方块，然后计算每个方块的亮度系数值，选取重要图像所在的方块并根据这些方块的亮度系数值求平均值，根据平均值得到图像的亮度值，最后将亮度值发送到计算单元23。

计算单元23得到图像分析单元22输入的亮度值后通过与预设的亮度参数相比较，判断图像亮度是否在合理范围内；如果亮度值低于预设的亮度参数，则判定图像过于昏暗，向执行机构24输出正向调节命令；如果亮度值高于预设的亮度参数，则判定图像为曝光过度，并向执行机构24输出反向调节命令。

执行机构24直接或通过通讯模块间接从计算单元23接收调节命令，接收到正向调节命令后，向照明系统12发出增强信号；接收到反向调节命令后，向照明系统12发出减弱信号。

图2为本申请实施例提供的一种照明系统示意图，如图2所示的照明系统12包括光源121和光栏装置，光源121为圆形冷光源，光栏装置包括遮光片122，遮光片122设置在光源121的光线路径上，通过移动遮光片122的位置可以部分遮挡光源121。

光栏装置的遮光片122为矩形，由不透光材料制成，遮光片122上设置有透光窗123，透光窗123的形状扇形，透光窗123的左右对称轴线与遮光片122连接两个遮光片短边中点的中线重合，遮光片122的与透光窗123顶点较近并与弧较远的遮光片122的短边与透光窗123顶点的距离大于光源121的直径，透光窗123的弦长稍大于光源121的直径。

光源121的光线可以通过透光窗123，遮光片122可以相对于光源121移动位置来调节121光源的透光面积，达到调整照明系统12的亮度的目的。当照明系统12接收到增强信号后，指挥遮光片122相对光源121移动，使透光窗123的弧形底边靠近光源121，以减少对光源121的遮挡面积增强照明系统12的亮度；当照明系统接收到减弱信号后，指挥遮光片122相对光源121移动，使透光窗123的弧形底边远离光源121，以增加对光源121的遮挡面积减弱照明系统12的亮度。

图3为本申请实施例提供的另一种照明系统示意图，如图3所示的照明系统包括光源121、遮光片124和透光窗125。

遮光片124是一个不设任何开口的矩形，遮光片的长度大于光源121的直径，宽度稍大于光源121的直径，光栏装置根据增强/减弱信号调节遮光片124相对于光源的位置，以减少/增加对光源121的遮挡面积达到调节照明系统12亮度的目的。

在主机20内还可以设置磁盘或U盘等图像存储装置，可以将图像采集单元采集到的图像数据存入磁盘，以保存图像数据供进一步诊断或存档。

在CCD感应器11中可以设置快门速度调节机构和/或增益调节机构，以对图像质量进行初步调整，如果图像过于昏暗或曝光过度，则首先自动调节快门速度和增益，将快门速度加快或减慢，并降低或加强增益。快门速度和增益有其自身的极限值，当CCD感应器11自身对图像质量的调整不足以矫正图像的昏暗或曝光过度时，照明系统12根据执行机构输出的增强信号或减弱信号调节照明亮度，最终使显示单元25得到的图像质量满足医生肉眼观察的需要。

本实施例中的图像采集单元21、图像分析单元22、计算单元23、信号转换单元251可以由独立的电路构成，也可以是计算机软件系统中的模拟工作模块；执行机构24用来代替现有技术中内镜主机上的手动调节按钮，由计算单元23控制快速调整照明系统的亮度。

本申请提供的电子内镜在现实中应用非常广泛，除可用于诊断外，探头上还可以设置手术刀、手术剪、手术钳、机械手、操作手柄等来进行微创手术，如腹部手术或心脏手术，可以大大减轻病人的痛苦；在工程中可以实现对狭小的空间内的直接观察成像，用在排爆、微加工等领域。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的电子内镜，由CCD感应器11生成的图像数据通过主机20内的图像采集单元21的采集、图像分析单元22的分析和计算单元23的计算后，计算单元23对执行机构24下达亮度调节命令，执行机构24指令照明系统12调整光源亮度；上述工作单元构成闭环反馈结构，快速地对图像质量进行调整。避免了现有电子内镜需要操作人员通过手动调节探头照明亮度而导致的图像质量不稳定的问题。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电子内镜，其特征在于，包括：

探头；

设置在所述探头内，用于成像并生成图像数据的CCD感应器；

与所述探头通过线缆相连接的主机；

设置在所述主机内，用于接收所述图像数据的图像采集单元；

与所述图像采集单元相连接，用于对所述图像数据进行分析得到图像亮度值的图像分析单元；

与所述图像采集单元相连接，用于将所述图像亮度值与预设亮度参数进行比较并输出调节命令的计算单元；

与所述计算单元相连接，用于根据所述调节命令生成增强/减弱命令的执行机构；

设置在所述探头内，可以根据所述增强/减弱命令改变亮度的照明系统。

2.如权利要求1所述的电子内镜，其特征在于，所述照明系统包括光源和光栏装置；

所述光栏装置包括遮光片；

所述遮光片设置在所述光源光线的输出路径上，并可以根据所述增强/减弱信号相对光源移动位置以改变对光源的遮挡面积。

3.如权利要求2所述的电子内镜，其特征在于，所述光源为圆形，所述遮光片为矩形，由不透光材料制成；

所述遮光片上设置有扇形透光窗，所述透光窗的左右对称轴线与所述遮光片连接两个所述遮光片的短边中点的中线重合，所述遮光片的与所述透光窗顶点较近并与弧较远的所述遮光片的短边与所述透光窗的顶点的距离大于所述光源的直径，所述透光窗的弦长稍大于所述光源的直径。

4.如权利要求2所述的电子内镜，其特征在于，所述光源为圆形，所述遮光片为矩形；

所述遮光片的长边尺寸大于所述光源的直径，短边尺寸稍大于所述光源的直径，所述遮光片为不透光材质；

遮光片可以根据所述增强/减弱信号相对光源沿所述遮光片的长边方向移动，以改变对光源的遮挡面积。

5.如权利要求1、2、3或4所述的电子内镜，其特征在于，还包括显示单元；

所述显示单元与所述图像采集单元相连接，以供医生进行观察诊断。

6.如权利要求5所述的电子内镜，其特征在于，所述显示单元包括：信号转换单元和显示装置；

所述信号转换单元与所述图像采集单元相连接，用于将所述图像数据转换成视频信号；

所述显示装置与所述信号转换单元相连接，用于显示图像。

7.如权利要求6所述的电子内镜，其特征在于，所述显示装置为电脑显示器或电视机。

8.如权利要求6或7所述的电子内镜，其特征在于，还包括通讯单元；

所述计算单元通过所述通讯单元将所述调节命令输出到所述执行机构。

9.如权利要求8所述的电子内镜，其特征在于，所述主机还包括图像存储装置。

10.如权利要求9所述的电子内镜，其特征在于，还包括用于人体组织采样或治疗的手术刀、手术剪、手术钳、引流管、机械手和/或操作手柄。

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