WO2012075695A1 - 具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统 - Google Patents
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Description
具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统 技术领域
本发明属于医用器械领域，具体涉及具有红外线热扫描功能的带红外线热扫描探头的 膀胱镜系统。 现有技术
医用红外线成像来源于军工技术， 使用已有 40多年的历史， 随着医学、 红外线成像 及多媒体等多种技术的发展， 红外线成像的温度分辨率已经达到 0. 05度， 空间分辨能力 已经达到 0. 8mrad， 图像清晰度有了很大的提高， 结果分析直观方便， 其在临床上的应用 范围正在扩大。 目前红外线成像诊断在以下方面显示出一定优势： 1， 判断急、 慢性炎症 的部位、 范围、 程度； 2， 监测血管性病变的供血功能状态； 3， 肿瘤预警指示、 全程监视 及疗效评估。 由此可见， 红外线成像是对 B超、 CT、 MR等形态学诊断方法的重要补充。
膀胱镜是进行泌尿科手术的核心器械之一，膀胱镜连接有摄像主机、监视器和冷光源 主机， 配合各种各样的手术器械， 医生可以经由尿道通入膀胱腔内， 处理膀胱病变， 包括 结石、 息肉和肿瘤等。
目前尚没有出现将红外线热扫描探头结合膀胱镜两者结合进行使用的内窥镜系统。因 此，设计一种将红外线热扫描技术与膀胱镜结合使用的具有红外热扫描功能的膀胱镜系统 技术迫在眉睫。 发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种具有红外热扫描功能的膀胱镜系 统，该膀胱镜系统将红外线热扫描探头及系统引进膀胱镜系统中，通过红外线热扫描探头 对膀胱壁组织进行连续的立体扫描，多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描 系统主机进行图像处理，清晰显示膀胱壁的立体血管静态图像，使得医生根据获得的显示 图像， 通过分析膀胱的红外热扫描图像， 了解膀胱的功能， 得到意想不到的诊断效果。
为了实现上述技术目的， 本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统，包括硬质膀胱镜及与硬质膀胱镜 连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器，所述硬质膀胱镜上还设有红外线热扫描系统， 所述红外线热扫描系统包括红外线热扫描探头、红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫 描系统监视器。
在本发明中，所述硬质膀胱镜包括膀胱镜主体部分、与膀胱镜主体部分连接的鞘管部 分， 述鞘管部分包括鞘管端部、 进水通道及出水通道。
所述硬质膀胱镜主体部分根据其所用的光学系统不同可以分为以下两种形式： 第一种形式是采用电子 ccd光学系统的膀胱镜，此形式膀胱镜主体部分结构具体包括 硬质内镜端部、 数据输入端、 冷光源输入端， 以及至少一条直线型器械通道；
第二种是采用棱镜光学系统的膀胱镜，此形式膀胱镜主体部分结构具体是包括硬质内 镜端部、 数据输入端或目镜输入端、 冷光源输入端， 以及至少一条直线型器械通道。
作为上述技术的进一步改进，所述膀胱镜主体部分上的直线型器械通道的直径大于等 于 3· 0mm。
在本发明中， 所述红外线热扫描探头包括探头工作端部、操作手把和数据线， 所述探 头工作端部穿过膀胱镜主体部分的直线型器械通道并从硬质内镜端部的前端伸出，所述数 据线通过接头与红外线热扫描处理系统主机连接，所述红外线系统监视器与红外线热扫描 处理系统主机连接。
所述探头工作端部的前端为探头先端部， 所述探头工作端部长 500〜2000mm， 所述探 头先端部长度小于 50mm，所述探头先端部外径小于等于 3. 0mm。所述探头先端部里设有红 外区，红外区里至少安装有一组红外装置，所述红外装置包括红外光源发射器和红外接收 镜头。 具体来说， 所述红外区的红外装置为三组， 该三组红外装置互成 60度设计。 红外 区可以受电机的驱动旋转，并做线性和环形的移动，从而对被扫描体做线性和环形的扫描； 其操作手把结构包括控制开关， 模式选择开关， 微调开关等。
所述红外线热扫描处理系统主机还包括与其连接的操作面板、操作键盘或手持操作设 备，所述操作面板、操作键盘或手持操作设备上设有控制按钮，开关按钮、模式选择按钮、 红外强度微调功能按钮和监视器菜单按钮。模式选择按钮可以切换不同的显示模式，包括 普通显示模式和夜视显示模式，普通显示模式是指红外扫描在内镜冷光源和红外光源的照 射下进行的显示模式，夜视显示模式是指没有内镜冷光源和红外光源的照射下，依靠组织 物的自身不同辐射强度来成像， 医生对两种模式下的图像对比分析，可以得到另外一个角 度的更好的诊断效果。其后面板的输出端口外接操作键盘或手持操作设备、监视器等， 监 视器的扫描与红外线热扫描探头扫描相一致， 实现同步扫描。
本发明所述的红外线热扫描系统， 其工作原理： 膀胱壁间布满了丰富的血管， 动脉血 温度较高， 静脉血温度较低， 两者存在某种热交换机制， 两者都会向外辐射不同波长的红 外线， 此时， 膀胱壁组织自身的温度不但受到血管内血流的影响， 也受自身的新陈代谢的
影响，所以膀胱壁组织的温度会由于血管丰富如否和新陈代谢的活跃程度的不同而表现出 差异性， 对外辐射的红外线的波长也各不相同， 对于膀胱壁间的炎症肿瘤等病变， 由于其 新陈代谢活跃， 其温度明显高于正常。研究表明， 血液中的成分（血清、血浆、血红蛋白、 白蛋白、 红细胞、 淋巴细胞、 血小板）在光谱中对红外光的吸收最低， 意味着血液除了对 外辐射红外线外， 还对周围组织的红外线的吸收影响很小， 红外线系统的精度小于等于 0.05度， 空间分辨能力至少达到 0.8mrad， 精密的红外线热扫描探头在膀胱腔内近距离进 行扫描， 得到精细精确的红外图像。
本发明所述的红外线热扫描系统，其工作过程是：血管中血流及膀胱壁组织辐射的红 外线，通过进入膀胱腔内的红外扫描探头的精密红外探测器即红外接收镜头接收后，处理 芯片将光信号转换成电信号， 经过预处理 (如放大、 滤波等；)， 由前置放大器和主放大器放 大到一定电平之后便进入红外线热扫描处理系统主机。 同时输入主机的信号还有同步信 号、参照黑体信号等。多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描系统主机进行 图像处理， 输出到红外线系统监视器， 清晰显示膀胱立体血管静态图像， 医生可通过图像 进行分析，可以发现膀胱壁内血管异常丰富、血管异常稀疏或者存在血管缺失区域等异常 情况， 给医生及时提供即时的诊断依据。
本发明所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统的临床手术方法如下所述 : (1)对患 者进行消毒铺巾后， 医生将膀胱镜的鞘管部分配合镜芯通过适当手法经患者尿道插入至 膀胱；
(2)取出镜芯， 插入膀胱镜的硬质膀胱镜主体部分， 经进水通道通入生理盐水， 使得观 察的视野更加清晰， 对膀胱腔内的状况进行探查；
(3)通过器械通道通入各种医疗器械，可以处理膀胱腔内的结石息肉等各种病症；对膀 胱壁及周围组织的状况进行诊断， 然后通过器械通道通入红外线热扫描探头的工作端部 进入膀胱腔内， 近距离对膀胱壁及其周围组织的血管进行红外线热扫描， 并通过监视器 输出， 提供诊断的依据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 目前的医用红外成像技术的红外分辨率的精 度高， 而且已经逐渐广泛应用在很多领域， 特别是医疗领域。本发明所述的具有红外线热 扫描功能的膀胱镜， 其以膀胱镜为平台， 引入红外线热扫描探头经由尿道进入膀胱腔内， 利用红外线热扫描探头做线性和环形的移动，对膀胱壁血管血液运动产生的温度差异而形 成的红外线辐射进行线性和环形的扫描监测， 以得到多平面连续横切扫描成像,然后将多 平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描系统主机进行图像处理，清晰显示膀胱
立体血管静态图像， 为医生判断膀胱病变及功能状态提供可靠的客观依据。此外， 本发明 红外线热扫描处理系统提供多种工作模式，包括普通显示模式和夜视显示模式， 医生可以 通过分析和比较不同显示模式的诊断图像，做出正确诊断。本发明极大地丰富膀胱病的诊 断手段， 有效地提高诊断的准确性。 附图说明
图 1是本发明的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统示意图。
图 2a是本发明的硬质膀胱镜 （采用电子 ccd光学系统的膀胱镜） 的结构示意图。 图 2b是本发明所述的硬质膀胱镜 （采用棱镜光学系统的膀胱镜） 的结构示意图。 图 3是本发明所述的膀胱镜的硬质内镜端部结构示意图。
图 4是本发明的红外线热扫描探头结构示意图。
图 5是本发明的红外线热扫描探头的工作端部示意图。
图 6是本发明中三组红外装置分布示意图。
图 7是本发明所述的具有红外线热扫描探头功能的膀胱镜系统的手术方法示意图。 具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详述：
如图 1所示， 本发明所述的带红外线热扫描探头的膀胱镜系统包括硬质膀胱镜 1， 冷 光源主机 3， 摄像主机 4及内镜监视器 8，红外线热扫描探头 2， 红外线热扫描处理系统主 机 5，操作键盘或手持操作设备 6， 红外线热扫描系统监视器 7。
如图 2a、图 2b所示，本发明中的硬质膀胱镜 1包括鞘管部分 11和膀胱镜主体部分 12， 所述鞘管部分 11包括硬质端部 111， 器械通道、 进水通道和出水通道 112及连接器 113。 而对于膀胱镜主体部分 12，根据硬质膀胱镜主体部分 12所用的光学系统不同可以分为以 下两种形式： 第一种形式是采用电子 ccd光学系统的硬质膀胱镜 1， 该种形式的硬质膀胱 镜 1具体结构是:如图 2a所示，所述膀胱镜主体部分 12包括硬质端部 121，光源接头 122， 数据输出端 123和器械通道 124等；第二种是采用棱镜光学系统的硬质膀胱镜，该种形式 的硬质膀胱镜 1具体结构是： 如图 2b所示， 其膀胱镜主体部分 12包括硬质端部 121， 光 源接头 122， 目镜输入端 125和器械通道 124等。
如图 3所示为本发明中所述的膀胱镜 1的端部示意图。 硬质膀胱镜 1的鞘管部分 11 的先端部 1111采用钝型设计， 能有效地预防其端部伤害人体组织。 此外， 硬质膀胱镜 1 的先端部集成以下部分： 光学镜头 1231或 1251， 导光光纤 1221， 直线型器械通道出口 1241。 本发明所述的红外线热扫描探头 2的工作端部 21部分通过所述器械通道 124进入
膀胱腔内进行工作的。
如图 4所示为本发明中所述的红外线热扫描探头 2的外观结构示意图。红外线热扫描 探头 2结构包括探头工作端部 21，操作手把 22和数据线 23。所述的红外线热扫描探头工 作端部 21长 500〜2000讓， 所述探头工作端部 21 的前端的探头先端部 211 的长度小于 50mm，所述探头工作端部 21的外径小于等于 3. 0mm。所述操作手把 22上设计控制按钮 221， 其包括控制开关， 模式选择开关， 微调开关等； 所述的数据线 23通过接头与红外线热扫 描处理系统主机 5连接。
如图 5所示为本发明中所述探头先端部 211结构示意图。探头先端部 211里设计有红 外区 212， 红外区 212装有红外装置 213， 红外装置 213包括红外光源发射器和红外接收 镜头； 红外光源发射器和红外接收镜头组成一组红外装置 213， 探头先端部 211的红外区 212里共集成有三组相同的红外装置 213 (如图 6所示）， 三组红外装置 213互成 60度设 计； 红外区 212可以受电机的驱动旋转， 并做线性和环形的移动， 从而对被扫描体做线性 和环形的扫描 （如图 5、 图 6所示）。
如图 7所示， 本发明中所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统的手术步骤是： (1)患者进行消毒铺巾后， 医生将硬质膀胱镜 1的鞘管部分 11配合镜芯通过适当手法 经患者尿道 91插入至膀胱腔 9;
(2)取出镜芯， 插入膀胱镜 1的硬质膀胱镜主体部分 12， 通过进水通道 112通入生理 盐水， 使得观察的视野更加清晰， 对膀胱腔内的状况进行探查， 通过器械通道 124通入各 种医疗器械， 可以处理膀胱腔 9内的结石息肉等各种病症；
(3)需要对膀胱壁 91及周围组织的状况进行诊断， 则可以通过器械通道 124通入红外 线热扫描探头 2的探头工作端部 21进入膀胱腔 9内， 近距离对膀胱壁及其周围组织的血 管进行红外线热扫描，并通过监红外线热扫描系统监视器 7输出，提供清晰且准确诊断的 依据。
如图 1所示本发明做所述的红外线热扫描处理系统主机 5，其操作面板和操作键盘或 手持操作设备 6提供丰富的控制按钮， 开关、模式选择、 红外强度微调、监视器菜单等按 钮。模式选择可以切换不同的显示模式， 包括普通显示模式和夜视显示模式， 普通显示模 式是指红外扫描在内镜冷光源 3和红外光源的照射下进行的显示模式，夜视显示模式是指 没有内镜冷光源和红外光源的照射下，依靠组织物的自身不同辐射强度来成像， 医生对两 种模式下的图像对比分析， 可以得到另外一个角度的更好的诊断效果。
Claims
1、 具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统， 包括硬质膀胱镜及与硬质膀胱镜连接的冷 光源主机、摄像主机、 内镜监视器， 其特征在于： 所述硬质膀胱镜上还设有红外线热扫描 系统，所述红外线热扫描系统包括红外线热扫描探头、红外线热扫描处理系统主机和红外 线热扫描系统监视器。
2、 根据权利要求 1所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述 硬质膀胱镜包括膀胱镜主体部分、与膀胱镜主体部分连接的鞘管部分；所述膀胱镜主体部 分包括硬质内镜端部、数据输入端或目镜输入端、冷光源输入端， 至少一条直线型器械通 道； 所述鞘管部分包括鞘管端部、 进水通道及出水通道。
3、 根据权利要求 2所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述 红外线热扫描探头包括探头工作端部、操作手把和数据线，所述探头工作端部穿过膀胱镜 主体部分的直线型器械通道并从硬质内镜端部的前端伸出，所述数据线通过接头与红外线 热扫描处理系统主机连接， 所述红外线系统监视器与红外线热扫描处理系统主机连接。
4、 根据权利要求 3所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述 探头工作端部的前端为探头先端部，探头先端部里设有红外区，红外区里至少安装有一组 红外装置， 所述红外装置包括红外光源发射器和红外接收镜头。
5、 根据权利要求 4所述的具有红外线热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述 红外区的红外装置为三组， 该三组红外装置互成 60度设计。
6、 根据权利要求 3所述的具有红外热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述探 头工作端部长 500〜2000讓，所述探头先端部长度小于 50讓，所述探头先端部外径小于等 于 3· 0mm。
7、 根据权利要求 3所述的具有红外热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述红 外线热扫描探头的操作手把包括控制开关、 模式选择开关和微调开关。
8、 根据权利要求 1所述的具有红外热扫描功能的膀胱镜系统， 其特征在于： 所述红 外线热扫描处理系统主机还包括与其连接的操作面板、操作键盘或手持操作设备，所述操 作面板、操作键盘或手持操作设备上设有控制按钮， 开关按钮、具有普通显示模式和夜视 显示模式的模式选择按钮、 红外强度微调功能按钮和监视器菜单按钮。
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