專利名稱：具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體的說，涉及一種具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
夜視成像技術(shù)目前主要有兩種工作方式，第一種是圖像增強(qiáng)方式，這種技術(shù)能采集微弱的光線，包括紅外線光譜的低區(qū)(這一區(qū)域的光線即便存在，肉眼也看不到)，然后將其放大到一定水平，以便讓人能清楚地觀察圖像；第二種是紅外線熱成像技術(shù)，這種技術(shù)能捕捉到紅外光譜的高區(qū)光線，也就是物體以散熱形式發(fā)出的光線而非反射光，溫度較高的物體(例如人的身體)會(huì)比溫度較低的物體(例如樹木或建筑物)發(fā)出更多的紅外線。傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)大都采用冷光源作為內(nèi)窺鏡照明的介質(zhì)，并通過傳統(tǒng)棱鏡光學(xué)系統(tǒng)或者電子CCD光學(xué)系統(tǒng)來獲取人體器官腔體組織的圖像，以此作為診斷人體器官病癥的依據(jù)，不過該方法的不足之處在于一般人體器官內(nèi)的可見病變可通過肉眼的觀察直接獲得診斷結(jié)果，而某些潛在的病癥卻表現(xiàn)不出視覺性狀，所以即便得到內(nèi)窺鏡反饋的圖像也無法診斷，必須通過取組織活檢等方式來獲得。此外，采用冷光源進(jìn)行照射時(shí)，其光信號(hào)勢(shì)必對(duì)人體器官的微觀結(jié)構(gòu)(如細(xì)胞)造成一定程度的刺激，從而影響其正常的新陳代謝， 在該情況下獲取的診斷信息也不能最客觀地反應(yīng)人體器官的病變情況，而與之相對(duì)的是， 即使在沒有外來光源或僅有微光的情況下，人體器官本身也會(huì)發(fā)出的微弱的光線或者由于自身新陳代謝而向外輻射紅外線，如果可以捕捉這些信號(hào)并加以處理，得到的夜視圖像勢(shì)必能更加真實(shí)地反映人體器官的真實(shí)狀況，其圖像所包含的信息也更加豐富，通過和冷光源照射得到的圖像進(jìn)行分析對(duì)照，可以更加全面地診斷器官的病變情況?，F(xiàn)有的電子結(jié)腸鏡都是在有光的條件下，醫(yī)生通過電子結(jié)腸鏡的光學(xué)系統(tǒng)觀察到結(jié)腸道內(nèi)部的面貌，目前尚沒有出現(xiàn)具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用夜視攝像系統(tǒng)在無光或者弱光的情況下對(duì)結(jié)腸道的內(nèi)部進(jìn)行查探并獲得結(jié)腸道及其壁間的夜視圖像，使醫(yī)生在傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上可以比較結(jié)腸道及其壁間的夜視圖像和有光照情況下的圖像，從而全面、客觀地診斷結(jié)腸道病癥。為了達(dá)到上述目的，采用如下技術(shù)方案—種具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，包括電子結(jié)腸鏡和監(jiān)視器，所述電子結(jié)腸鏡上設(shè)置有夜視攝像系統(tǒng)，與所述夜視攝像系統(tǒng)連接設(shè)置有夜視功能處理主機(jī)，所述夜視功能處理主機(jī)與監(jiān)視器相連。進(jìn)一步地，所述夜視攝像系統(tǒng)包括依次連接的用于接收紅外線的夜視攝像頭物鏡、用于加強(qiáng)圖像分辨率的像素增強(qiáng)元件、用于改變紅外線傳播方向的轉(zhuǎn)向物鏡、用于將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的CCD光電成像元件及數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)。更進(jìn)一步地，所述電子結(jié)腸鏡包括操作手柄和軟質(zhì)工作端部，所述操作手柄上設(shè)置有數(shù)據(jù)輸出端，所述工作端部內(nèi)設(shè)置有至少一條器械通道。再進(jìn)一步地，所述工作端部由軟質(zhì)纖維材料制成，工作端部的前端為先端部，所述夜視攝像頭物鏡設(shè)置于先端部上，所述器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。還進(jìn)一步地，還包括光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，與所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)連接設(shè)置有冷光源主機(jī)和普通攝像主機(jī)，所述普通攝像主機(jī)與監(jiān)視器相連。作為一種具體實(shí)施例，所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)為電子CCD光學(xué)系統(tǒng)，所述工作端部內(nèi)沿軸向方向設(shè)置有光導(dǎo)纖維，所述先端部上設(shè)置有光學(xué)鏡頭，所述光導(dǎo)纖維通過數(shù)據(jù)輸出端與冷光源主機(jī)連接。作為一種具體實(shí)施例，所述先端部上還設(shè)置有紅外線發(fā)射端。進(jìn)一步地，所述紅外線發(fā)射端呈環(huán)形分布于先端部端面的圓周上作為一種具體實(shí)施例，所述工作端部橫截面為圓形且其外徑小于等于15mm，工作端部的長度小于等于2000mm，所述光學(xué)鏡頭的直徑大于等于2. 8mm。作為一種具體實(shí)施例，所述電子結(jié)腸鏡在操作手柄上還設(shè)置有用于控制電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，所述控制模塊與普通攝像主機(jī)和夜視功能處理主機(jī)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于通過電子結(jié)腸鏡內(nèi)部的夜視攝像系統(tǒng)主動(dòng)或者被動(dòng)捕捉結(jié)腸道及其壁間輻射的紅外線，可以避開傳統(tǒng)電子結(jié)腸鏡多余的光干擾，在無光或弱光情況下獲得結(jié)腸道及其壁間的夜視圖像，使醫(yī)生可以更真實(shí)地了解結(jié)腸道及其壁間的組織狀況；通過設(shè)置光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，可以獲得結(jié)腸道及其壁間在光照情況下的圖像；同時(shí)，通過對(duì)結(jié)腸道及其壁間的夜視圖像和有光照情況下的圖像進(jìn)行分析對(duì)比，可以得到傳統(tǒng)電子結(jié)腸鏡觀察下不容易獲取的病癥等潛在信息，使醫(yī)生可以更加全面、客觀地了解結(jié)腸道的病變情況。


圖1是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的組成示意圖。圖2是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(同時(shí)具備普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)和主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng))的電子結(jié)腸鏡先端部示意圖。圖北是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(同時(shí)具備普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)和被動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng))的電子結(jié)腸鏡先端部示意圖。圖3c是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(僅具備主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng))的電子結(jié)腸鏡先端部示意圖。圖3d是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(僅具備被動(dòng)模式夜視攝像頭系統(tǒng))的電子結(jié)腸鏡先端部示意圖。圖4是本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的功能模塊示意圖。圖中1-電子結(jié)腸鏡；2-冷光源主機(jī)；3-普通攝像主機(jī)；4-夜視功能處理主機(jī)； 5-操作鍵盤；6-第一監(jiān)視器；7-第二監(jiān)視器；11-工作端部；12-操作手柄；13-器械通道； 14-控制模塊；15-數(shù)據(jù)輸出端；151-光學(xué)鏡頭；152夜視攝像頭物鏡；153-紅外線發(fā)射端； 154-光導(dǎo)纖維；131-器械通道出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明參見圖1、圖2及圖3a-圖3d，本發(fā)明所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，包括電子結(jié)腸鏡1和監(jiān)視器，所述電子結(jié)腸鏡1上設(shè)置有夜視攝像系統(tǒng)，與所述夜視攝像系統(tǒng)連接設(shè)置有夜視功能處理主機(jī)4，所述夜視功能處理主機(jī)4用于處理夜視攝像系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)并與監(jiān)視器相連，所述夜視攝像系統(tǒng)包括依次連接的夜視攝像頭物鏡152、像素增強(qiáng)元件、轉(zhuǎn)像物鏡、CCD光電成像元件和數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)，其中夜視攝像頭物鏡152用于接收紅外線、像素增強(qiáng)元件用于加強(qiáng)圖像分辨率、轉(zhuǎn)向物鏡用于改變紅外線傳播方向以將來自像素增強(qiáng)單元的紅外圖像投射到CCD光電成像元件，CCD光電成像元件用于將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)將接收到的信號(hào)輸出至夜視功能處理主機(jī)4，與夜視功能處理主機(jī) 4連接還設(shè)置有用于進(jìn)行人機(jī)交互操作的控制鍵盤5。上述電子結(jié)腸鏡1包括操作手柄12和軟質(zhì)工作端部11，所述操作手柄12上設(shè)置有數(shù)據(jù)輸出端15，所述工作端部11內(nèi)設(shè)置有至少一條器械通道13，所述工作端部11由軟質(zhì)纖維材料制成，其長度小于等于2000mm，橫截面優(yōu)選為直徑小于等于15mm的圓形，工作端部11的前端為先端部，夜視攝像頭物鏡152設(shè)置于先端部上，器械通道13沿工作端部11 軸向方向貫穿先端部形成器械通道出口 131，為了實(shí)現(xiàn)在有光情況下對(duì)結(jié)腸道內(nèi)部的查探， 本發(fā)明所述的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)還包括光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，與所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)連接設(shè)置有冷光源主機(jī)2和普通攝像主機(jī)3，所述普通攝像主機(jī)3與監(jiān)視器相連，所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)為電子 CXD光學(xué)系統(tǒng)，包括依次連接的光學(xué)鏡頭151、(XD光學(xué)成像器件和數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)，所述工作端部11內(nèi)沿軸向方向設(shè)置有光導(dǎo)纖維154，所述先端部上設(shè)置有光學(xué)鏡頭151，其中光導(dǎo)纖維IM通過數(shù)據(jù)輸出端15與冷光源主機(jī)2連接，光學(xué)鏡頭的直徑大于等于2. 8mm,為了激發(fā)結(jié)腸道及其壁間組織輻射較多的紅外線，還可以在先端部上設(shè)置通過控制線路與夜視功能處理主機(jī)4連接的紅外線發(fā)射端153，該紅外線發(fā)射端153呈環(huán)形分布于先端部端面的圓周上，基于有無紅外線發(fā)射端153，本發(fā)明的夜視攝像系統(tǒng)可分為主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)和被動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)兩種。根據(jù)上述說明，本發(fā)明所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)至少具備四種4種不同形式第一種形式是同時(shí)具備普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)和主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(形式A，參見圖3a)；第二種形式是同時(shí)具備普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)和被動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(形式B，參見圖北)；第三種形式是僅具備主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(形式C，參見圖3c)；第四種形式是僅具備被動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(形式D，參見圖3d)。其中主動(dòng)模式夜視攝像頭系統(tǒng)(形式A和形式C) 相對(duì)被動(dòng)模式夜視攝像頭系統(tǒng)(形式B和形式D)增加了紅外線發(fā)射端153 ；兼有普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)(形式A和形式B)相對(duì)于僅具備夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng) (形式C和形式D)增加了光學(xué)鏡頭151、光導(dǎo)纖維151、冷光源主機(jī)2和普通攝像主機(jī)3。電子結(jié)腸鏡11在操作手柄12上還設(shè)置有用于控制電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊14，所述控制模塊14與普通攝像主機(jī)3和夜視功能處理主機(jī)4連接，所述控制模塊14表面使用防水及耐高壓材料設(shè)計(jì)，其上設(shè)置有顯示屏和按鈕開關(guān)，使之具有良好的可操作性和安全性，控制模塊14能實(shí)現(xiàn)的功能，在控制鍵盤5上同樣能實(shí)現(xiàn)?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)和設(shè)置，下面結(jié)合圖4對(duì)本發(fā)明所述具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的工作原理做出說明，為了最全面地說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能，本實(shí)施例選擇兼有普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)和主動(dòng)模式夜視攝像系統(tǒng)的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)作為說明對(duì)象。在對(duì)結(jié)腸道進(jìn)行探測時(shí)，首先讓患者采用合適體位固定并作手術(shù)部位消毒處理， 其次將電子結(jié)腸鏡11的工作端部11插入肛門，由于先端部的主動(dòng)彎曲，可以使工作端部11 拐入結(jié)腸道，電子結(jié)腸鏡1外接冷光源主機(jī)2、普通攝像主機(jī)3、夜視功能處理主機(jī)4、操作鍵盤5及監(jiān)視器；醫(yī)生可以通過操作鍵盤5或控制模塊14選擇普通攝像功能來對(duì)結(jié)腸道進(jìn)行常規(guī)檢查，則冷光源主機(jī)2發(fā)出的冷光經(jīng)光導(dǎo)纖維IM進(jìn)入結(jié)腸道，在該光線的照射下，電子光學(xué)CCD系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭151對(duì)結(jié)腸道及壁間進(jìn)行拍攝，并將得到的圖像數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)(本實(shí)施例中即為數(shù)據(jù)輸出端15)傳輸?shù)狡胀〝z像主機(jī)3處進(jìn)行處理，最后由普通攝像主機(jī)3將上述圖像輸送到監(jiān)視器進(jìn)行顯示，對(duì)于可以直接進(jìn)行處理的病癥，醫(yī)生也可以通過貫穿器械通道13的微型機(jī)械臂進(jìn)行處理。當(dāng)上述觀察和處理完成后，關(guān)閉冷光源主機(jī)2，并將電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)切換至夜視功能狀態(tài)，在被動(dòng)夜視模式狀態(tài)下，位于先端部的夜視攝像頭物鏡152通過捕捉結(jié)腸道及其壁間輻射的微弱紅外線并由像素增強(qiáng)元件進(jìn)行處理，該紅外線圖像經(jīng)由轉(zhuǎn)向物鏡投射至 CCD光電成像元件上并被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后由數(shù)據(jù)輸出端13輸出至夜視功能處理主機(jī) 4，夜視功能處理主機(jī)4在監(jiān)視器上顯示上述圖像；如果結(jié)腸道及其壁間發(fā)射的紅外線強(qiáng)度不夠時(shí)，可以將系統(tǒng)切換到主動(dòng)夜視模式狀態(tài)，與被動(dòng)夜視模式狀態(tài)相比，在主動(dòng)夜視模式中，電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)指令紅外線發(fā)射端153向結(jié)腸道及其壁間發(fā)射一定頻率的紅外線，則結(jié)腸道及壁間組織受激輻射出較多的紅外線，夜視攝像系統(tǒng)對(duì)這些紅外線進(jìn)行捕捉并生成夜視圖像，最后由夜視功能處理主機(jī)4通過比對(duì)夜視圖像和有光情況下的圖像，自動(dòng)分析兩者之間的差異性，并得出分析結(jié)果，為醫(yī)生準(zhǔn)確診斷結(jié)腸道疾病提供常規(guī)觀察所不能得到的信息和數(shù)據(jù)，為了讓醫(yī)生能同時(shí)看到夜視圖像和有光照的圖像，上述監(jiān)視器設(shè)置為2臺(tái)，其中第一監(jiān)視器6與夜視功能處理主機(jī)4連接，第二監(jiān)視器7與普通攝像主機(jī)3連接。應(yīng)該理解，以上具體實(shí)施例所公布的內(nèi)容僅為本發(fā)明的部分優(yōu)選方案，凡是基于本發(fā)明的技術(shù)方案、符合本發(fā)明的技術(shù)精神，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員無需進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)即可得到的實(shí)施都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，包括電子結(jié)腸鏡和監(jiān)視器，其特征在于，所述電子結(jié)腸鏡上設(shè)置有夜視攝像系統(tǒng)，與所述夜視攝像系統(tǒng)連接設(shè)置有夜視功能處理主機(jī)，所述夜視功能處理主機(jī)與監(jiān)視器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述夜視攝像系統(tǒng)包括依次連接的用于接收紅外線的夜視攝像頭物鏡、用于加強(qiáng)圖像分辨率的像素增強(qiáng)元件、用于改變紅外線傳播方向的轉(zhuǎn)向物鏡、用于將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的CCD光電成像元件及數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述電子結(jié)腸鏡包括操作手柄和軟質(zhì)工作端部，所述操作手柄上設(shè)置有數(shù)據(jù)輸出端，所述工作端部內(nèi)設(shè)置有至少一條器械通道。
4.如權(quán)利要求3所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述工作端部由軟質(zhì)纖維材料制成，工作端部的前端為先端部，所述夜視攝像頭物鏡設(shè)置于先端部上，所述器械通道沿工作端部軸向方向貫穿先端部。
5.如權(quán)利要求4所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，還包括光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，與所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)連接設(shè)置有冷光源主機(jī)和普通攝像主機(jī)，所述普通攝像主機(jī)與監(jiān)視器相連。
6.如權(quán)利要求5所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)為電子CCD光學(xué)系統(tǒng)，所述工作端部內(nèi)沿軸向方向設(shè)置有光導(dǎo)纖維，所述先端部上設(shè)置有光學(xué)鏡頭，所述光導(dǎo)纖維通過數(shù)據(jù)輸出端與冷光源主機(jī)連接。
7.如權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述先端部上還設(shè)置有紅外線發(fā)射端。
8.如權(quán)利要求7所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線發(fā)射端呈環(huán)形分布于先端部端面的圓周上
9.如權(quán)利要求6所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述工作端部橫截面為圓形且其外徑小于等于15mm，工作端部的長度小于等于2000mm，所述光學(xué)鏡頭的直徑大于等于2. 8mm。
10.如權(quán)利要求7所述的具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述電子結(jié)腸鏡在操作手柄上還設(shè)置有用于控制電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)的工作狀態(tài)的控制模塊，所述控制模塊與普通攝像主機(jī)和夜視功能處理主機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及一種具有夜視功能的電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，包括電子結(jié)腸鏡和監(jiān)視器，所述電子結(jié)腸鏡上設(shè)置有夜視攝像系統(tǒng)，與所述夜視攝像系統(tǒng)連接設(shè)置有夜視功能處理主機(jī)，還包括光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，與所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)連接設(shè)置有冷光源主機(jī)和普通攝像主機(jī)，本發(fā)明通過電子結(jié)腸鏡內(nèi)部的夜視攝像系統(tǒng)主動(dòng)或者被動(dòng)捕捉結(jié)腸道及其壁間輻射的紅外線，有效避開了傳統(tǒng)電子結(jié)腸鏡多余的光干擾，在無光或弱光情況下獲得結(jié)腸道及其壁間的夜視圖像，使醫(yī)生可以更真實(shí)地了解結(jié)腸道內(nèi)的組織狀況；同時(shí)，通過將夜視圖像與有光情況下的結(jié)腸道圖像進(jìn)行分析對(duì)比，可以得到傳統(tǒng)電子結(jié)腸鏡觀察下不容易獲取的病癥等潛在信息，進(jìn)一步豐富和補(bǔ)充了結(jié)腸道疾病診斷的手段。
文檔編號(hào)A61B1/05GK102551650SQ20111045789
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者喬鐵, 黃萬潮 申請(qǐng)人:廣州寶膽醫(yī)療器械科技有限公司