一種內(nèi)窺鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括：操作裝置及圖像工作站；其中，操作裝置包括操作柄以及與操作柄連接的探測端，探測端設置有攝像頭、照明燈以及驅(qū)動攝像頭轉動的驅(qū)動裝置，操作手柄內(nèi)部設置有控制裝置及電池；圖像工作站包括控制器以及與控制器連接的顯示裝置及第二無線信號收發(fā)裝置，控制器通過第二無線信號收發(fā)裝置將控制信號發(fā)送給第一無線信號收發(fā)裝置，控制裝置根據(jù)接收到的控制信號控制照明燈、驅(qū)動裝置及攝像頭，控制器接收到第一無線信號發(fā)送裝置發(fā)送的信號后，通過顯示裝置將其顯示出來。本發(fā)明的有益效果是：提供更科學高效的診治。方便管理和病理追溯。可實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸和遠程會診。統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提高診治水平。
【專利說明】一種內(nèi)窺鏡

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到醫(yī)療設備的【技術領域】，尤其涉及到一種內(nèi)窺鏡。

【背景技術】
[0002]隨著半導體和計算機技術的飛速發(fā)展，其應用領域不斷向周邊學科滲透，集傳統(tǒng)光學窺鏡技術與現(xiàn)代計算機技術、微電子技術等高新技術于一身的醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為當前應用非常廣泛的一種醫(yī)療儀器。醫(yī)生通過電子窺鏡不僅能直接觀察到人體管腔器官的組織形態(tài)，內(nèi)部病變情況，方便地進行診斷，而且觀察到的圖像還可進行輸出、存儲和網(wǎng)絡傳輸以便進一步的診療和處理，其診療優(yōu)勢已被醫(yī)學界所共識。
[0003]目前，電子窺鏡已被國內(nèi)各大醫(yī)院引進使用并在檢測判斷病癥方面發(fā)揮了重要作用，但在基層醫(yī)院由于經(jīng)費條件等因素制約仍在使用活檢，肉眼識別等傳統(tǒng)檢測手段，既難以留下影像學信息，又需要醫(yī)生具有豐富的臨床經(jīng)驗。同時，市場現(xiàn)有窺鏡系統(tǒng)也因價格昂貴、體積龐大、操作復雜的缺陷限制了其在基層醫(yī)院推廣使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種內(nèi)窺鏡。
[0005]本發(fā)明是通過以上技術方案實現(xiàn):
本發(fā)明提供了一種內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括操作裝置及圖像工作站；其中，
所述操作裝置包括操作柄以及與所述操作柄連接的探測端，所述探測端設置有攝像頭、照明燈以及驅(qū)動所述攝像頭轉動的驅(qū)動裝置，所述操作手柄內(nèi)部設置有控制裝置及電池，所述操作手柄外部設置有與所述控制裝置電連接的控制開關；其中，所述控制裝置上設置有第一無線信號收發(fā)裝置，且所述控制裝置分別與所述攝像頭、驅(qū)動裝置、照明燈、電池電連接，并用于將所述攝像頭采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置發(fā)送；
圖像工作站包括控制器以及與所述控制器連接的顯示裝置及第二無線信號收發(fā)裝置，所述控制器通過第二無線信號收發(fā)裝置將控制信號發(fā)送給第一無線信號收發(fā)裝置，所述控制裝置根據(jù)接收到的控制信號控制所述照明燈、驅(qū)動裝置及攝像頭，并用于將所述攝像頭采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置發(fā)送，所述控制器通過所述第二無線信號收發(fā)裝置接收到所述第一無線信號發(fā)送裝置發(fā)送的信號后，通過顯示裝置將其顯示出來。
[0006]優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置為微電機。
[0007]優(yōu)選的，所述圖像工作站還包括與所述控制器信號連接的存取器。
[0008]優(yōu)選的，所述攝像頭為CMOS圖像傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述照明燈為LED白光燈。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:提供更科學高效的診治。利用高清光學傳感器新型窺鏡能夠分辨更多的細節(jié)，精確定位病灶所在，甚至可以通過各種先進技術手段和圖像處理分析的方法，發(fā)現(xiàn)潛在的疾?。煌瑫r，利用計算機圖像處理的方法，可實現(xiàn)圖像的縮放、旋轉、圖像調(diào)節(jié)等操作，而且可對病變實現(xiàn)定量分析和計算機輔助診斷。
[0011](2)方便管理和病理追溯。建立影像資料和病人信息的數(shù)據(jù)庫，既方便對檔案的管理，節(jié)省人力物力，又可方便地追蹤病情發(fā)展，給出最佳治療方案。
[0012](3)可實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸和遠程會診。視頻圖像經(jīng)過有效的編碼方法可進行網(wǎng)絡傳輸，實現(xiàn)遠程的資源共享和異地數(shù)據(jù)庫備份，確保數(shù)據(jù)安全、不丟失；對一些疑難病癥可進行遠程會診，實施在線手術等。
[0013](4)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提高診治水平?？蓪?shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從中獲取有價值的信息，不斷積累經(jīng)驗，提高醫(yī)療水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的內(nèi)窺鏡的結構框圖。

【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例及附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明實施例提供了一種內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡包括:操作裝置20及圖像工作站10 ；其中，所述操作裝置20包括操作柄以及與所述操作柄連接的探測端21，所述探測端21設置有攝像頭26、照明燈27以及驅(qū)動所述攝像頭26轉動的驅(qū)動裝置，所述操作手柄22內(nèi)部設置有控制裝置24及電池，所述操作手柄22外部設置有與所述控制裝置24電連接的控制開關23 ;其中，所述控制裝置24上設置有第一無線信號收發(fā)裝置25，且所述控制裝置24分別與所述攝像頭26、驅(qū)動裝置、照明燈27、電池電連接，并用于將所述攝像頭26采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置25發(fā)送；圖像工作站10包括控制器11以及與所述控制器11連接的顯示裝置12及第二無線信號收發(fā)裝置13，所述控制器11通過第二無線信號收發(fā)裝置13將控制信號發(fā)送給第一無線信號收發(fā)裝置25，所述控制裝置24根據(jù)接收到的控制信號控制所述探測端21照明燈27、驅(qū)動裝置及攝像頭26，并用于將所述攝像頭26采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置25發(fā)送，所述控制器11通過所述第二無線信號收發(fā)裝置13接收到所述第一無線信號發(fā)送裝置發(fā)送的信號后，通過顯示裝置12將其顯示出來。
[0017]其中的驅(qū)動裝置為微電機。
[0018]此外，圖像工作站10還包括與所述控制器11信號連接的存取器。
[0019]其中的攝像頭26為CMOS圖像傳感器，照明燈27為LED白光燈。
[0020]為了方便對本發(fā)明實施例的理解，下面對本實施例提供的結構詳細進行說明。
[0021]本實施例提供的內(nèi)窺鏡為高清便攜式醫(yī)用電子窺鏡系統(tǒng)，分辨率百萬像素以上，視場達到140度，工作距離I米以上，可用于管腔器官。窺鏡的圖像采集系統(tǒng)的設計，可以從三個方面來分析，即內(nèi)鏡前端、傳輸方案和圖像工作站10
1.技術原理內(nèi)窺鏡主要包括如圖1所示的兩大部分組成，即操作裝置20及圖像工作站10。
[0022]其中(I)操作裝置20部分:包括攝像頭26、照明燈27、第一無線信號收發(fā)裝置25和電源；(2)無線傳輸系統(tǒng):包括第一無線信號收發(fā)裝置25及第二無線信號收發(fā)裝置13。
(3)圖像工作監(jiān)視處理系統(tǒng)(即圖像工作站10):將對信號進行圖像的重建、增強、存儲等處理，并在顯示器上進行顯示。以下對系統(tǒng)各部份進行介紹
2操作裝置20部份:
操作裝置20部份是整個無線窺鏡系統(tǒng)中最核心的部分，其功能是完成對內(nèi)窺鏡彩色圖像的采集，并以無線方式把圖像傳出，同時能接收來自的控制命令，并根據(jù)控制命令調(diào)整膠囊內(nèi)硬件的工作狀態(tài)與工作參數(shù)。其關鍵技術是:采集反映官腔器官內(nèi)窺圖像、對采集圖像進行高效地無線傳輸。其構成主要包括以下三部分。
[0023]2.1.1圖像采集、處理與控制部分
這部分包括設置在探測端21的攝像頭26及照明燈27，該攝像頭26為帶數(shù)字圖像輸出的CMOS圖像傳感器，以及驅(qū)動圖像傳感器轉動的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置為MEMS微電機，該照明燈27為LED白光燈?？刂蒲b置24上設置有圖像壓縮模塊，該部分的控制裝置24上的電路不僅決定了內(nèi)窺鏡圖像的質(zhì)量，獲得符合醫(yī)學臨床要求的高質(zhì)量內(nèi)窺鏡圖像是該部份設計所必須實現(xiàn)的?；诖?，方案中硬件部分采用如下技術:
(1)圖像采集前端采用低功耗的帶數(shù)字彩色圖像輸出的CMOS圖像傳感器，且該圖像傳感器不帶任何圖像后處理功能，這樣簡化了系統(tǒng)架構，節(jié)約了成本；
(2)為了提供準確反映病變情況的圖像，系統(tǒng)采用光LED白光燈對成像區(qū)域進行補光照明；
(3)圖像采集前端采用低功耗的帶數(shù)字彩色圖像輸出的CMOS圖像傳感器，CMOS圖像傳感器的數(shù)字圖像輸出格式不采用RGB，而直接采用原始的彩色Bayer格式，這樣在無損圖像壓縮模塊中能得到更好的壓縮比，以降低通信帶寬。采用這種方法即使不進行壓縮，按最大10幀/秒的速率計算，通信的最大原始信號數(shù)據(jù)碼率為1280X720X8X10=7372800比特/秒=73Mb/s，碼率只有采用RGB格式的1/3 ；
(4)系統(tǒng)的無線傳輸部份，為適應圖像高帶寬傳輸?shù)囊?，采用無線IEEE802.1lac及MIMO技術，可實現(xiàn)100Mbps的傳輸速率，可滿足醫(yī)學高清圖像及視頻傳輸?shù)囊螅?br> (5)根據(jù)窺鏡形狀前段圖像采集和后端傳輸部份需進行傳輸，即運用LVDS技術于電子內(nèi)窺鏡的圖像長距離高保真?zhèn)鬏敚?br> (6)根據(jù)患者情況的不同可以控制CMOS圖像傳感器在不同時期輸出不同尺寸的圖像、調(diào)整壓縮比以及幀率，以降低功耗和通信帶寬。
[0024]3無線傳輸部分
該部分包括信道編碼、無線收發(fā)器、射頻功放和天線等。作為一個通信系統(tǒng)，它有三個主要的特點:
(1)能夠提供足夠的帶寬，本系統(tǒng)采用IEEE802.1Iac無線技術和MMO技術保證提供足夠的帶寬；
(2)需從體積、功耗、天線、電路實現(xiàn)復雜度以及系統(tǒng)通信特點等幾方面綜合考慮，系統(tǒng)采用半雙工的通信方式，收發(fā)共用兩個根天線。作為一個通信系統(tǒng)，首先需確定的兩個重要參數(shù)是通信頻率和調(diào)制方式。采用ISM頻段中的2.4GHz和5.8GHz作為通信頻率。在無線調(diào)制方式上，系統(tǒng)從發(fā)送采用FSK調(diào)制方式控制命令則采用OOK方式。
[0025]天線部分則主要解決天線的小型化與效率之間的矛盾，因為天線必須能整合在操作手柄22之上，且還需留給其它部分足夠的空間。系統(tǒng)天線的設計必須采用微天線的設計方法來增加天線的有效長度。
[0026]4.圖像工作站10控制與處理裝置
計算機控制與處理裝置主要包括計算機、高清晰度監(jiān)視器以及相關的處理軟件。其關鍵技術主要包括:(I)基于原始Bayer彩色圖像數(shù)據(jù)的圖像處理技術；(2)影像數(shù)據(jù)庫的建立和分析
4.1圖像工作站10控制與處理裝置
圖像工作站10的一般功能主要是視頻圖像的采集與顯示，但是窺鏡的圖像工作站10除了基本功能外，還有如存儲、凍結、壓縮、傳輸?shù)裙δ?。為了記錄并能容易回顧病人的病情，需要存儲視頻圖像；如果醫(yī)生對某一檢查結果感興趣，電子內(nèi)窺鏡能夠?qū)D像進行凍結，使畫面停留，并且能夠存儲下單幅照片；為減小存儲空間和網(wǎng)絡傳輸，對視頻進行編解碼?？梢哉f圖像工作站10是整個電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是關鍵技術之一。
[0027]首先，對圖像進行預處理或者叫做前處理，完成圖像的自動白平衡、自動曝光和自動聚焦，即‘3A’處理。然后，對彩色CMOS傳感器輸出的RAW圖像進行解馬賽克處理，形成RGB或YUV格式視頻圖像，如果需要還可以對視頻進行縮放，校正一定的大視場引起的圖像畸變。后端IXD接口連接DVI發(fā)送器，視頻轉化為DVI標準信號，可以直接顯示在高分辨率顯示器上，形成視頻的預覽。當然，視頻圖像也可以存儲到硬盤或SD卡中，或通過網(wǎng)絡發(fā)送。
[0028]5系統(tǒng)特點
本系統(tǒng)相比市面上其他成品具有如下特點:
(1)采用帶數(shù)字圖像輸出的低功耗CMOS圖像傳感器，圖像尺寸最大可達1280*800大小;
(2)能實時觀察病人管腔器官的圖像，圖像幀率為10幀/秒；
(3)采用雙向數(shù)據(jù)通信；
(4)內(nèi)窺圖像的壓縮率以及圖像尺寸可控；
(5)體內(nèi)無線收發(fā)的數(shù)字式內(nèi)窺鏡膠囊攝像裝置內(nèi)電路的工作狀態(tài)能受外部控制，以延長體內(nèi)電池的壽命；
(6)該數(shù)字式無線內(nèi)窺鏡系統(tǒng)提供三種可供選擇的系統(tǒng)工作方式
通過上述描述可以看出，本實施例提供的內(nèi)窺鏡，能夠提供更科學高效的診治。利用高清光學傳感器新型窺鏡能夠分辨更多的細節(jié)，精確定位病灶所在，甚至可以通過各種先進技術手段和圖像處理分析的方法，發(fā)現(xiàn)潛在的疾??；同時，利用計算機圖像處理的方法，可實現(xiàn)圖像的縮放、旋轉、圖像調(diào)節(jié)等操作，而且可對病變實現(xiàn)定量分析和計算機輔助診斷。
[0029](2)方便管理和病理追溯。建立影像資料和病人信息的數(shù)據(jù)庫，既方便對檔案的管理，節(jié)省人力物力，又可方便地追蹤病情發(fā)展，給出最佳治療方案。
[0030](3)可實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸和遠程會診。視頻圖像經(jīng)過有效的編碼方法可進行網(wǎng)絡傳輸，實現(xiàn)遠程的資源共享和異地數(shù)據(jù)庫備份，確保數(shù)據(jù)安全、不丟失；對一些疑難病癥可進行遠程會診，實施在線手術等。
[0031](4)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提高診治水平。可對數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從中獲取有價值的信息，不斷積累經(jīng)驗，提高醫(yī)療水平。
[0032]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種內(nèi)窺鏡，其特征在于，包括:操作裝置及圖像工作站；其中， 所述操作裝置包括操作柄以及與所述操作柄連接的探測端，所述探測端設置有攝像頭、照明燈以及驅(qū)動所述攝像頭轉動的驅(qū)動裝置，所述操作手柄內(nèi)部設置有控制裝置及電池，所述操作手柄外部設置有與所述控制裝置電連接的控制開關；其中，所述控制裝置上設置有第一無線信號收發(fā)裝置，且所述控制裝置分別與所述攝像頭、驅(qū)動裝置、照明燈、電池電連接，并用于將所述攝像頭采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置發(fā)送； 信號處理裝置包括控制器以及與所述控制器連接的顯示裝置及第二無線信號收發(fā)裝置，所述控制器通過第二無線信號收發(fā)裝置將控制信號發(fā)送給第一無線信號收發(fā)裝置，所述控制裝置根據(jù)接收到的控制信號控制所述照明燈、驅(qū)動裝置及攝像頭，并用于將所述攝像頭采集的圖像轉換成電信號給所述第一無線信號收發(fā)裝置發(fā)送，所述控制器通過所述第二無線信號收發(fā)裝置接收到所述第一無線信號發(fā)送裝置發(fā)送的信號后，通過顯示裝置將其顯示出來。
2.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為微電機。
3.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述圖像工作站還包括與所述控制器信號連接的存取器。
4.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述攝像頭為CMOS圖像傳感器。
5.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)窺鏡，其特征在于，所述照明燈為LED白光燈。
【文檔編號】A61B1/00GK104173018SQ201410469162
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】歐瑋, 周長東 申請人:西安潤舟醫(yī)療科技有限公司