专利名称:具有夜视功能的电子结肠镜系统的制作方法夜视成像技术目前主要有两种工作方式,第一种是图像增强方式,这种技术能采集微弱的光线,包括红外线光谱的低区(这一区域的光线即便存在,肉眼也看不到),然后将其放大到一定水平,以便让人能清楚地观察图像;第二种是红外线热成像技术,这种技术能捕捉到红外光谱的高区光线,也就是物体以散热形式发出的光线而非反射光,温度较高的物体(例如人的身体)会比温度较低的物体(例如树木或建筑物)发出更多的红外线。传统的内窥镜系统大都采用冷光源作为内窥镜照明的介质,并通过传统棱镜光学系统或者电子CCD光学系统来获取人体器官腔体组织的图像,以此作为诊断人体器官病症的依据,不过该方法的不足之处在于一般人体器官内的可见病变可通过肉眼的观察直接获得诊断結果,而某些潜在的病症却表现不出视觉性状,所以即便得到内窥镜反馈的图像也无法诊断,必须通过取组织活检等方式来获得。此外,采用冷光源进行照射时,其光信号势必对人体器官的微观结构(如细胞)造成一定程度的刺激,从而影响其正常的新陈代谢,在该情况下获取的诊断信息也不能最客观地反应人体器官的病变情况,而与之相対的是,即使在没有外来光源或仅有微光的情况下,人体器官本身也会发出的微弱的光线或者由于自身新陈代谢而向外辐射红外线,如果可以捕捉这些信号并加以处理,得到的夜视图像势必能更加真实地反映人体器官的真实状况,其图像所包含的信息也更加丰富,通过和冷光源照射得到的图像进行分析对照,可以更加全面地诊断器官的病变情况。现有的电子结肠镜都是在有光的条件下,医生通过电子结肠镜的光学系统观察到结肠道内部的面貌,目前尚没有出现具有夜视功能的电子结肠镜系统。
图I是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统的组成示意图。图2是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统的电子结肠镜结构示意图。图3a是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统(同时具备普通光学镜头系统和主动模式夜视摄像系统)的电子结肠镜先端部示意图。图3b是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统(同时具备普通光学镜头系统和被动模式夜视摄像系统)的电子结肠镜先端部示意图。图3c是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统(仅具备主动模式夜视摄像系统)的电子结肠镜先端部示意图。图3d是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统(仅具备被动模式夜视摄像头系统)的电子结肠镜先端部示意图。图4是本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统的功能模块示意图。图中1-电子结肠镜;2_冷光源主机;3_普通摄像主机;4_夜视功能处理主机;5_操作键盘;6_第一监视器;7_第二监视器;11-工作端部;12-操作手柄;13_器械通道;14-控制模块;15_数据输出端;151-光学镜头;152夜视摄像头物镜;153-红外线发射端;154-光导纤维;131_器械通道出ロ。以下结合附图和具体实施例,对本实用新型做出进ー步说明參见图I、图2及图3a-图3d,本实用新型所述的具有夜视功能的电子结肠镜系统,包括电子结肠镜I和监视器,所述电子结肠镜I上设置有夜视摄像系统,与所述夜视摄像系统连接设置有夜视功能处理主机4,所述夜视功能处理主机4用于处理夜视摄像系统反馈的数据并与监视器相连,所述夜视摄像系统包括依次连接的夜视摄像头物镜152、像素增强元件、转像物镜、CCD光电成像元件和数据输出结构,其中夜视摄像头物镜152用于接收红外线、像素增强元件用于加强图像分辨率、转向物镜用于改变红外线传播方向以将来自像素增强单元的红外图像投射到CCD光电成像元件,CCD光电成像元件用于将光学影像转化为数字信号,数据输出结构将接收到的信号输出至夜视功能处理主机4,与夜视功能处理主机4连接还设置有用于进行人机交互操作的控制键盘5。上述电子结肠镜I包括操作手柄12和软质工作端部11,所述操作手柄12上设置有数据输出端15,所述工作端部11内设置有至少一条器械通道13,所述工作端部11由软·质纤维材料制成,其长度小于等于2000mm,横截面优选为直径小于等于15_的圆形,工作端部11的前端为先端部,夜视摄像头物镜152设置于先端部上,器械通道13沿工作端部11轴向方向贯穿先端部形成器械通道出口 131,为了实现在有光情况下对结肠道内部的查探,本实用新型所述的电子结肠镜系统还包括光学镜头系统,与所述光学镜头系统连接设置有冷光源主机2和普通摄像主机3,所述普通摄像主机3与监视器相连,所述光学镜头系统为电子(XD光学系统,包括依次连接的光学镜头151、(XD光学成像器件和数据输出结构,所述工作端部11内沿轴向方向设置有光导纤维154,所述先端部上设置有光学镜头151,其中光导纤维154通过数据输出端15与冷光源主机2连接,光学镜头的直径大于等于2. 8mm,为了激发结肠道及其壁间组织辐射较多的红外线,还可以在先端部上设置通过控制线路与夜视功能处理主机4连接的红外线发射端153,该红外线发射端153呈环形分布于先端部端面的圆周上,基于有无红外线发射端153,本实用新型的夜视摄像系统可分为主动模式夜视摄像系统和被动|吴式夜视摄像系统两种。根据上述说明,本实用新型所述的具有夜视功能的电子结肠镜系统至少具备四种4种不同形式第一种形式是同时具备普通光学镜头系统和主动模式夜视摄像系统的电子结肠镜系统(形式A,參见图3a);第二种形式是同时具备普通光学镜头系统和被动模式夜视摄像系统的电子结肠镜系统(形式B,參见图3b);第三种形式是仅具备主动模式夜视摄像系统的电子结肠镜系统(形式C,參见图3c);第四种形式是仅具备被动模式夜视摄像系统的电子结肠镜系统(形式D,參见图3d)。其中主动模式夜视摄像头系统(形式A和形式C)相对被动模式夜视摄像头系统(形式B和形式D)増加了红外线发射端153 ;兼有普通光学镜头系统的电子结肠镜系统(形式A和形式B)相对于仅具备夜视功能的电子结肠镜系统(形式C和形式D)増加了光学镜头151、光导纤维151、冷光源主机2和普通摄像主机3。电子结肠镜11在操作手柄12上还设置有用于控制电子结肠镜系统的工作状态的控制模块14,所述控制模块14与普通摄像主机3和夜视功能处理主机4连接,所述控制模块14表面使用防水及耐高压材料设计,其上设置有显示屏和按钮开关,使之具有良好的可操作性和安全性,控制模块14能实现的功能,在控制键盘5上同样能实现。基于上述结构和设置,下面结合图4对本实用新型所述具有夜视功能的电子结肠镜系统的工作原理做出说明,为了最全面地说明本实用新型的结构和功能,本实施例选择兼有普通光学镜头系统和主动模式夜视摄像系统的电子结肠镜系统作为说明对象。在对结肠道进行探测时,首先让患者采用合适体位固定并作手术部位消毒处理,其次将电子结肠镜11的工作端部11插入肛门,由于先端部的主动弯曲,可以使工作端部11拐入结肠道,电子结肠镜I外接冷光源主机2、普通摄像主机3、夜视功能处理主机4、操作键盘5及监视器;医生可以通过操作键盘5或控制模块14选择普通摄像功能来对结肠道进行常规检查,则冷光源主机2发出的冷光经光导纤维154进入结肠道,在该光线的照射下,电子光学CCD系统的光学镜头151对结肠道及壁间进行拍摄,并将得到的图像数据由数据输出结构(本实施例中即为数据输出端15)传输到普通摄像主机3处进行处理,最后由普通摄像主机3将上述图像输送到监视器进行显示,对于可以直接进行处理的病症,医生也可 以通过贯穿器械通道13的微型机械臂进行处理。当上述观察和处理完成后,关闭冷光源主机2,并将电子结肠镜系统切换至夜视功能状态,在被动夜视模式状态下,位于先端部的夜视摄像头物镜152通过捕捉结肠道及其壁间辐射的微弱红外线并由像素增强元件进行处理,该红外线图像经由转向物镜投射至CCD光电成像元件上并被转化为数字信号,最后由数据输出端13输出至夜视功能处理主机4,夜视功能处理主机4在监视器上显示上述图像;如果结肠道及其壁间发射的红外线強度不够时,可以将系统切换到主动夜视模式状态,与被动夜视模式状态相比,在主动夜视模式中,电子结肠镜系统指令红外线发射端153向结肠道及其壁间发射一定频率的红外线,则结肠道及壁间组织受激辐射出较多的红外线,夜视摄像系统对这些红外线进行捕捉并生成夜视图像,最后由夜视功能处理主机4通过比对夜视图像和有光情况下的图像,自动分析两者之间的差异性,并得出分析结果,为医生准确诊断结肠道疾病提供常规观察所不能得到的信息和数据,为了让医生能同时看到夜视图像和有光照的图像,上述监视器设置为2台,其中第一监视器6与夜视功能处理主机4连接,第二监视器7与普通摄像主机3连接。应该理解,以上具体实施例所公布的内容仅为本实用新型的部分优选方案,凡是基于本实用新型的技术方案、符合本实用新型的技术精神,属于本领域技术人员无需进行创造性劳动即可得到的实施都应属于本实用新型的保护范围。
具有夜视功能的电子结肠镜系统制作方法
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