CN215348815U - 一种医用红外电子纤维内窥镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种医用红外电子纤维内窥镜，解决了传统透视成像设备过于笨重且昂贵，且存在辐射伤害的问题，其技术方案要点是包括有设置于内窥镜头端进行稳定变焦的变焦稳定系统、对经过变焦传输的光信号进行采集处理的微型红外相机、均匀分布于微型红外相机的周围以提供红外光线进行照明的照明系统、连接于内窥镜头端的内窥镜管、对内窥镜头端进行方向调节控制的变向系统、连接微型红外相机及中央处理系统的传输电缆、实时接收采集的数字电信号并解码转换成图像信息的中央处理系统、对图像信息进行实时显示的显示系统，本实用新型的一种医用红外电子纤维内窥镜，能有效避免辐射伤害，具有更高质量图像，使得外科手术更加微创、高效、安全。

Description

一种医用红外电子纤维内窥镜

技术领域

本实用新型涉及内窥镜，特别涉及一种医用红外电子纤维内窥镜。

背景技术

在外科手术不断发展的今天，外科腔镜手术技术已经非常成熟，所谓腔镜手术是指在没有充血的体腔中，如胃或食道，液体可以排出的体腔中，允许可见波长的光用于内窥镜成像，在此基础上执行诸如切除、缝合等微创手术。然而，心脏外科中由于心脏体腔中血液充盈，无法利用肉眼直接透过血液观察，从而实现微创手术，因为目前暂无相关内窥镜能够在血液环境中成像。为了满足心脏介入手术的需要，X线成像是目前用于介入心脏手术的标准方法。介入心脏手术通过大型X射线装置施加在C型机械臂上，其将围绕患者旋转180度，可以显示患者心脏的轮廓。但这种轮廓是模糊的，只有金属导管在图像上显示最亮，这样能够粗略估计导管末端进入心脏结构的位置，并且C臂需要反复重新定位，以提供更全面的视角。在X线引导下，导管可以进入到心脏，甚至进入冠状动脉中。在血管中，导管远端释放光学敏感染料，在其被血液扩散之前，可以在放射图像上观察一段距离。然而事实已经表明，这项技术通常无法精准评估心脏内部结构。

此外，X线本身对于患者和术者都有一定的辐射伤害，并且在部分操作过程中需给患者注射造影剂，对患者的身体也会造成潜在的影响。X线透视成像系统的设备过于笨重且昂贵，所以在心脏介入手术技术领域如何寻找一种更安全、高效、简便的光源构建一种新的外科成像系统成为解决问题的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种医用红外电子纤维内窥镜，能有效避免辐射伤害，具有更高质量图像，有利于外科医生实施手术，减小对患者的创伤，使得外科手术更加微创、高效、安全。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种医用红外电子纤维内窥镜，包括有

照明系统，均匀分布于内窥镜头端，提供红外光线进行照明；

变焦稳定系统，设置于内窥镜头端，进行设定范围内的稳定变焦；

微型红外相机，位于变焦稳定系统的后端，对经过变焦传输的光信号进行采集处理，所述照明系统均匀分布于所述微型红外相机的周围；

还包括有

内窥镜管，连接于内窥镜头端；

变向系统，设置于内窥镜头端及内窥镜管的连接处，包裹于内窥镜头端的外围，对内窥镜头端进行方向调节控制；

传输电缆、穿设于内窥镜管内，连接所述微型红外相机及中央处理系统以进行采集信号的传输；

中央处理系统，实时接收微型红外相机采集的数字电信号，解码转换成图像信息；

显示系统，连接于中央处理系统对转码获取的图像信息进行实时显示。

作为优选，综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过在一定波段下红外光线能够穿透悬浮微粒溶液的原理，选择在合适的红外光波段下，可透过人体血液从而直接对循环系统内的相关器官结构实时成像，可使得手术操作更加的安全、高效；

通过红外电子纤维内窥镜，可以有效地避免了传统介入手术治疗过程中使用X射线给患者、医生带来辐射伤害给患者和医生带来的伤害，使用更加的安全；

相比于传统的非电子式红外内窥镜，电子式红外纤维内窥镜体积更小，弯曲半径更小更灵活，传输损耗更低，更有利于血液中成像。

附图说明

图1为红外电子纤维内窥镜的结构示意图；

图2为变焦稳定系统的结构示意图；

图3为微型红外相机的结构示意图；

图4为采用照明光纤的照明系统结构示意图；

图5为采用近红外发光二极管的照明系统结构示意图。

图中：1、照明系统；11、近红外发光二极管；12、照明光纤；13、激光器；14、激光器水冷装置；2、变焦稳定系统；21、透镜组；22、变焦马达；23、防抖稳定器；3、微型红外相机；31、CMOS感光元件；32、图像处理器；4、变向系统；5、传输电缆；6、中央处理系统；7、显示系统。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

根据一个或多个实施例，公开了一种医用红外电子纤维内窥镜，如图1所示，包括有照明系统1、变焦稳定系统2、微型红外相机3、变向系统4、传输电缆5、中央处理系统6及显示系统7。为表述清楚，以内窥镜插入窥探一侧前端定义为内窥镜头端，远离内窥镜头端的一端为末端。

还包括有与内窥镜头端连接的内窥镜管。照明系统1、变焦稳定系统2、微型红外相机3安装设置于内窥镜头端，内窥镜管连接于内窥镜头端，变向系统4设置于内窥镜头端和内窥镜管连接处。传输电缆5穿设于内窥镜管内，一端与微型红外相机3相连接，另一端与中央处理系统6连接，显示系统7连接于中央处理系统6。

照明系统1采用红外光线进行照明，且均匀的分布设置在微型红外相机3的周围，能有效提高成像质量。

如图2所示，变焦稳定系统2包括有透镜组21、变焦马达22、防抖稳定器23。透镜组21由多个凹凸透镜组21成，根据透镜的设置提供一定范围内的变焦，透镜组21为针对近红外波段的成像优化，减少近红外光线在透镜内折射中带来的损耗。变焦马达22对透镜组21进行距离调节，变焦马达22和透镜组21组合，通过调节透镜之间的距离启动变焦效果。防抖稳定器23对透镜组21进行防抖，防抖稳定器23利用磁悬浮原理，当镜头在不断抖动过程中始终保持整个镜头组的同轴性，从而起到了稳定图像的作用，能够减少红外电子纤维内窥镜在人体血管、心腔内跳动对图像稳定性的影响。

如图3所示，微型红外相机3包括有将反射回的红外光信号转换成电信号的CMOS感光元件31、对接收的电信号数字化的图像处理器32，还包括有对微型红外相机3进行制冷处理的制冷装置。CMOS感光元件31感知反射回来的红外光线，并将光信号转换成电信号，利用图像处理器32将电信号数字化，再解码成图像信号，图像的数字化能够有效地降低传输过程中的图像损失，保证了图像的原始性。整个系统通过制冷装置进行冷却。微型红外相机3的CMOS感光元件31针对近红外波段进行优化，其表面涂有滤波镀膜，能够很好地过滤其余波段杂波，并具有高像素、高感光的特性。

变向系统4包括有蛇骨装置及操控把柄。蛇骨装置包裹于内窥镜头端外围，操控把柄通过穿设于内窥镜管内的内置导丝对蛇骨装置进行调节，进而实现对内窥镜头端的转向调节控制，从而采集不同方向的血液中图像。

传输电缆5穿设于内窥镜管内，一端连接于微型红外相机3，另一端连接于中央处理系统6，用于将微型红外相机3拍摄采集到的图像数字电信号传输至中央处理系统6。传输电缆5包括有供电电缆、信号传输电缆及控制电缆，进而可实现供电及信号的传输控制。

中央处理系统6包含有中央处理器，通过接收来自前端的微型红外相机3的数字电信号，解码后转换成图像信号，显示系统7则包括有显示屏连接于中央处理系统6，对解码转换后获取的图像信号进行显示。

具体的，如图4所示，照明系统1包括有若干穿设于内窥镜管且一端从内窥镜头端露出进行照明的照明光纤12，还包括连接于照明光纤12的另一端的激光器13及激光器13水冷装置。激光器13及激光水冷装置设置于内窥镜的末端，通过激光器13发光，照明光纤12分布于微型红外相机3的周围，利用照明光纤12分布在内窥镜的头端周围将激光光线传输至内窥镜头端进行照明，保证照明范围及照明的均匀，通过水冷装置为激光器13的发光提供合适温度。

通过在一定波段下红外光线能够穿透悬浮微粒溶液的原理，选择在合适的波段下，可透过人体血液从而直接对循环系统内的相关器官结构实时成像。有效地避免了传统介入手术治疗过程中使用X射线给患者、医生带来辐射伤害给患者和医生带来的伤害。此外，相比于传统的非电子式红外内窥镜，电子式红外纤维内窥镜体积更小，弯曲半径更小更灵活，传输损耗更低，更有利于血液中成像。

当术者需要进行血液腔内操作时，首先安全让患者进入麻醉状态，接通电源，打开照明系统1，优先打开激光器13的冷却装置，待达到适宜工作温度后，打开激光器13进行发光；

接着打开微型红外相机3，通过变向系统4的操控把柄调节蛇骨装置，操作红外电子内窥镜头端方向，根据显示系统7的显示位置逐渐深入到需要操作的区域，进入后续操作流程；整个过程利用变焦稳定系统2来对图像焦距及稳定性进行调控，保证图像的质量，并且通过中央处理系统6的处理后在显示系统7上进行实时显示。

实施例二，与上述实施例的区别之处在于，如图5所示，照明系统1通过若干周向均匀分布于微型红外相机3周围的近红外发光二极管11发光进行照明，近红外发光二极管11连接于传输电缆5，通过传输电缆5供电及控制。

当术者需要进行血液腔内操作时，首先安全让患者进入麻醉状态，接通电源，打开照明系统1，使得近红外发光二极管11发光照明；

接着打开微型红外相机3，通过变向系统4的操控把柄调节蛇骨装置，操作红外电子内窥镜头端方向，根据显示系统7的显示位置逐渐深入到需要操作的区域，进入后续操作流程；整个过程利用变焦稳定系统2来对图像焦距及稳定性进行调控，保证图像的质量，并且通过中央处理系统6的处理后在显示系统7上进行实时显示。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：包括有

照明系统(1)，均匀分布于内窥镜头端，提供红外光线进行照明；

变焦稳定系统(2)，设置于内窥镜头端，进行设定范围内的稳定变焦；

微型红外相机(3)，位于变焦稳定系统(2)的后端，对经过变焦传输的光信号进行采集处理，所述照明系统(1)均匀分布于所述微型红外相机(3)的周围；

还包括有

内窥镜管，连接于内窥镜头端；

变向系统(4)，设置于内窥镜头端及内窥镜管的连接处，包裹于内窥镜头端的外围，对内窥镜头端进行方向调节控制；

传输电缆(5)、穿设于内窥镜管内，连接所述微型红外相机(3)及中央处理系统(6)以进行采集信号的传输；

中央处理系统(6)，实时接收微型红外相机(3)采集的数字电信号，解码转换成图像信息；

显示系统(7)，连接于中央处理系统(6)对转码获取的图像信息进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述变焦稳定系统(2)包括有由多个凹凸透镜组(21)成的透镜组(21)、对透镜组(21)进行距离调节的变焦马达(22)、对透镜组(21)进行防抖的防抖稳定器(23)。

3.根据权利要求1所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述微型红外相机(3)包括有将反射回的红外光信号转换成电信号的CMOS感光元件(31)、对接收的电信号数字化的图像处理器(32)，还包括有对微型红外相机(3)进行制冷处理的制冷装置。

4.根据权利要求3所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述CMOS感光元件(31)表面涂有过滤杂波波段的滤波镀膜。

5.根据权利要求1所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述变向系统(4)包括有包裹于内窥镜头端外围的蛇骨装置、穿设内窥镜管内对内窥镜头端进行转向调节的内置导丝及进行控制的操控把柄。

6.根据权利要求1所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述传输电缆(5)一端连接于微型红外相机(3)，另一端连接于中央处理系统(6)，包括有供电电缆、信号传输电缆及控制电缆。

7.根据权利要求1-6任一项所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述照明系统(1)包括有若干穿设于内窥镜管且一端从内窥镜头端露出进行照明的照明光纤(12)，还包括连接于照明光纤(12)的另一端的激光器(13)、激光器(13)水冷装置。

8.根据权利要求1-6任一项所述的医用红外电子纤维内窥镜，其特征是：所述照明系统(1)为若干周向均匀分布于微型红外相机(3)周围的近红外发光二极管(11)，所述近红外发光二极管(11)连接于所述传输电缆(5)。

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