光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用內(nèi)窺鏡是對人體內(nèi)腔進(jìn)行檢查、診斷和治療的儀器，其具有細(xì)長的外形，能夠在最大程度減少患者痛苦的前提下深入觀察病灶，在臨床醫(yī)學(xué)，特別是微創(chuàng)外科中有著極為廣泛的應(yīng)用。它的發(fā)展已經(jīng)有二百多年的歷史，其光學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了單一的硬性內(nèi)窺鏡、光纖內(nèi)窺鏡、電子內(nèi)窺鏡和膠囊內(nèi)窺鏡等多種結(jié)構(gòu)形式。
[0003]傳統(tǒng)常用的內(nèi)窺鏡主要有光學(xué)類、超聲類兩種。光學(xué)內(nèi)窺鏡通過CCD只能對內(nèi)部生物組織的表面成像，無法觀察到表皮以下的組織情況，在一定程度上局限了其疾病診斷能力。新型的光學(xué)內(nèi)窺鏡，如0CT內(nèi)窺鏡，可以通過聚焦光束對消化道或冠狀動脈的剖面成像，而且具有很高的分辨率，但是由于其只能使用未經(jīng)過組織散射或只經(jīng)過少數(shù)幾次散射的彈道光子成像，其成像深度僅為1毫米左右，不能完全滿足臨床需要。更重要的是，0CT內(nèi)窺鏡無法直接區(qū)分被散射光子與被吸收光子，因而無法高靈敏度的直接探測到與光吸收密切相關(guān)的血氧含量、氧代謝等重要生理參數(shù)。超聲內(nèi)窺鏡利用聲學(xué)在組織中具有很大的穿透深度，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)厘米深組織的成像，但它存在成像分辨率較低、軟組織對比度不高、無法反映生理功能的變化等局限。
[0004]如中國專利公告第CN103462644B號提供了一種光聲內(nèi)窺鏡，包括控制系統(tǒng)、激光光源、光路系統(tǒng)、探頭組件、探頭掃描系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、圖像重建系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)。該光聲內(nèi)窺鏡將激光緊致聚焦到目標(biāo)組織，探測目標(biāo)組織吸收激光后產(chǎn)生的超聲波信號，進(jìn)行分析處理成像。但是該發(fā)明依然存在以下缺點(diǎn)或不足:(1)、該設(shè)備包括探頭掃描系統(tǒng)，該探頭掃描系統(tǒng)中的反射鏡為不可移動的固定組件，不能向目標(biāo)區(qū)多角度投射反射光以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)的全方位掃描進(jìn)而獲得目標(biāo)區(qū)的大范圍成像；(2)、該系統(tǒng)在人體內(nèi)反射率較高的組織會反射較為明亮的光，由此產(chǎn)生的雜散光影響正常的成像；(3)、該系統(tǒng)不包括激光調(diào)節(jié)旋鈕，不能對激光光源的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而影響該系統(tǒng)在不同亮度環(huán)境下的成像質(zhì)量。
[0005]如中國專利公告第CN203776938U號提供了一種光聲成像內(nèi)窺鏡裝置，包括依次電氣連接的光聲激發(fā)光源發(fā)生器、光聲成像內(nèi)窺探頭、信號采集組件和計(jì)算機(jī)，光聲成像內(nèi)窺探頭包括入射端與光聲激發(fā)光源發(fā)生器相連的入射光纖、套設(shè)在入射光纖射出端的中空聚焦超聲探測器、設(shè)置在中空聚焦超聲探測器外的管殼、設(shè)置在管殼端部的微型電機(jī)、固定設(shè)置在微型電機(jī)轉(zhuǎn)子上的鍍膜錐面高反射鏡、套設(shè)在管殼外的能透過光聲信號的外管。但是該發(fā)明依然存在以下缺點(diǎn)或不足:(1)、該系統(tǒng)包括固定設(shè)置在微型電機(jī)轉(zhuǎn)子上的鍍膜錐面高反射鏡，該反射鏡為固定在微型電機(jī)上的固定組件，僅能轉(zhuǎn)動而不能前后移動，故不能向目標(biāo)區(qū)多角度大范圍投射反射光以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)的全方位掃描；(2)、該系統(tǒng)不包括激光調(diào)節(jié)旋鈕，因而不能對激光光源的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而影響該系統(tǒng)在不同亮度環(huán)境下的成像質(zhì)量。
[0006]綜上所述，提供一種成像質(zhì)量高并能實(shí)現(xiàn)多角度大范圍掃描的光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種成像質(zhì)量高并能實(shí)現(xiàn)多角度大范圍掃描的光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:管殼、安裝于管殼外部并用于發(fā)射激光的激光器、用于將激光器發(fā)射的激光傳送至管殼的光纖、用于聚焦光纖傳送光束的聚焦組件、設(shè)于聚焦組件的前方用于接收聚焦組件聚焦的光束的探頭組件、設(shè)于聚焦組件的后方用于探測超聲波信號的探測器、與探測器通過數(shù)據(jù)線連接用于接收超聲波信號并將超聲波信號轉(zhuǎn)換成超聲電信號的數(shù)據(jù)采集模塊、與數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)線連接以接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的超聲電信號并將超聲電信號轉(zhuǎn)換成圖像信號的圖像處理模塊、以及與圖像處理模塊通過數(shù)據(jù)線連接并顯示圖像處理模塊發(fā)送圖像信號的顯示模塊，其中，探頭組件、聚焦組件、探測器、數(shù)據(jù)采集模塊依次安裝于管殼內(nèi)。探頭組件包括反射器模塊以及用于驅(qū)動反射器模塊的驅(qū)動模塊；反射器模塊包括反射鏡以及于管殼的內(nèi)壁上相對反射鏡的反射面設(shè)置的光聲窗口，反射鏡反射的光經(jīng)由光聲窗口照射至目標(biāo)區(qū)；并且驅(qū)動模塊包括:用于安裝反射鏡的可轉(zhuǎn)動支架、對應(yīng)設(shè)于可轉(zhuǎn)動支架下方的楔形體、設(shè)于楔形體兩側(cè)的滑動導(dǎo)軌、穿過可轉(zhuǎn)動支架且兩端分別延伸至滑動導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)的樞轉(zhuǎn)軸、分別設(shè)于樞轉(zhuǎn)軸兩端且位于滑槽內(nèi)的軸承、分別與軸承連接的推拉桿組件、以及與推拉桿組件連接用于驅(qū)動軸承在滑槽內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的伸縮電機(jī)，其中，楔形體的斜面形成齒條部，可轉(zhuǎn)動支架包括能夠與可轉(zhuǎn)動支架一體轉(zhuǎn)動的至少一個(gè)齒輪，至少一個(gè)齒輪與齒條部嚙合使得:當(dāng)伸縮電機(jī)驅(qū)動軸承在滑槽內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，反射鏡相對于楔形體在平動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。
[0009]優(yōu)選地，推拉桿組件包括與伸縮電機(jī)的伸縮軸連接的連接桿、以及與連接桿的兩端分別連接的第一推拉桿和第二推拉桿；第一推拉桿和第二推拉桿分別延伸至滑槽內(nèi)與軸承連接。具體地，伸縮電機(jī)通過驅(qū)動第一推拉桿和第二推拉桿在滑動導(dǎo)軌的滑槽中往復(fù)運(yùn)動以帶動樞轉(zhuǎn)軸上的齒輪在齒條部運(yùn)動進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安裝于支架上的反射鏡在平動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。
[0010]優(yōu)選地，至少一個(gè)齒輪包括分別固定于可轉(zhuǎn)動支架的兩側(cè)面的第一齒輪和第二齒輪。
[0011]可選擇地，樞轉(zhuǎn)軸的中段形成至少一個(gè)限位凸棱；第一齒輪的第一齒輪孔和第二齒輪的第二齒輪孔分別包括與限位凸棱形狀相適配的至少一個(gè)限位槽；可轉(zhuǎn)動支架的轉(zhuǎn)動孔包括與限位凸棱形狀相適配的至少一個(gè)限位槽；樞轉(zhuǎn)軸穿過同軸線設(shè)置的第一齒輪孔、第二齒輪孔以及轉(zhuǎn)動孔，使得可轉(zhuǎn)動支架能夠與第一齒輪和第二齒輪一體轉(zhuǎn)動。
[0012]優(yōu)選地，滑動導(dǎo)軌與楔形體的斜面平行設(shè)置。
[0013]可選擇地，楔形體的斜面進(jìn)一步包括設(shè)于斜面中段的平臺部。
[0014]可選擇地，激光器發(fā)出的激光光源為脈沖激光光源或可調(diào)制的連續(xù)激光光源。
[0015]具體地，進(jìn)一步包括用于為激光器、探頭組件、探測器、數(shù)據(jù)采集模塊、圖像處理模塊及顯示模塊提供電力的電源，比如UPS不間斷電源。
[0016]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)激光器發(fā)射激光強(qiáng)度的激光調(diào)節(jié)旋鈕，激光調(diào)節(jié)旋鈕與激光器連接并安裝于管殼的外壁面。
[0017]優(yōu)選地，反射鏡為直角棱鏡。
[0018]可選擇地，滑動導(dǎo)軌還包括設(shè)于滑槽內(nèi)的滑塊，軸承安裝于滑塊內(nèi)，推拉桿組件與滑塊連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑塊在滑槽內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。
[0019]其中，伸縮電機(jī)的伸縮軸、推拉桿組件、滑動導(dǎo)軌、樞轉(zhuǎn)軸設(shè)置在大致同一平面上，且該平面與楔形體的斜面大致平行。伸縮電機(jī)可以設(shè)置在楔形體的斜面頂部以從上方推拉樞轉(zhuǎn)軸，也可以設(shè)置在斜面底部以從下方推拉樞轉(zhuǎn)軸。
[0020]可選擇地，楔形體的斜面可以是滑面，齒條部和齒輪均不設(shè)齒部。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:(1)、該系統(tǒng)包括驅(qū)動反射鏡沿著楔形體的斜面往復(fù)運(yùn)動的驅(qū)動模塊，使得反射鏡能在平動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能向目標(biāo)區(qū)更大角度投射反射光以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)的全方位掃描進(jìn)而獲得目標(biāo)區(qū)的大范圍成像；(2)、由于生物組織的光吸收特性與生理功能變化密切相關(guān)，因此，該光聲內(nèi)窺鏡可以較為準(zhǔn)確的反映目標(biāo)組織的圖像特性，具有較高的圖像分辨率、對比度和靈敏度；(3)、該系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)激光器發(fā)射激光強(qiáng)度的激光調(diào)節(jié)旋鈕，激光調(diào)節(jié)旋鈕與激光器連接并安裝于管殼的外壁面，激光調(diào)節(jié)旋鈕通過調(diào)節(jié)光源的亮度進(jìn)而獲得成像質(zhì)量高、亮度均勻的圖像。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)構(gòu)造示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的驅(qū)動模塊示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的齒輪與齒條部嚙合示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的樞轉(zhuǎn)軸中段的橫截面示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的第一齒輪的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0027]圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的可轉(zhuǎn)動支架結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過參考附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但這些闡述并不對本發(fā)明做任何形式的限制。除非另有說明，否則本文所用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語具有本發(fā)明所屬和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員通常理解的含義。
[0029]實(shí)施例1
[0030]本發(fā)明提供一種光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，如圖1所不，該系統(tǒng)包括:管殼100、安裝于管殼100外部并用于發(fā)射激光的激光器200、用于將激光器200發(fā)射的激光傳送至管殼100的光纖210、用于聚焦光纖210傳送光束的聚焦組件300、設(shè)于聚焦組件300的前方用于接收聚焦組件300聚焦的光束的探頭組件400、設(shè)于聚焦組件300的后方用于探測超聲波信號的探測器500、與探測器500通過數(shù)據(jù)線連接用于接收超聲波信號并將超聲波信號轉(zhuǎn)換成超聲電信號的數(shù)據(jù)采集模塊600、與數(shù)據(jù)采集模塊600通過數(shù)據(jù)線連接并接收數(shù)據(jù)采集模塊600發(fā)送的超聲電信號并將超聲電信號轉(zhuǎn)換成圖像信號的圖像處理模塊700、以及與圖像處理模塊700通過數(shù)據(jù)線連接并顯示圖像處理模塊700發(fā)送圖像信號的顯示模塊800。
[0031]該系統(tǒng)還包括用于為激光器200、探頭組件400、探測器500、數(shù)據(jù)采集模塊600、圖像處理模塊700、顯示模塊800提供電力的電源。其中，探頭組件400、聚焦組件300、探測器500、數(shù)據(jù)采集模塊600依次安裝于管殼100內(nèi)。
[0032]請參照圖2，探頭組件400包括反射器模塊以及用于驅(qū)動反射器模塊的驅(qū)動模塊，反射器模塊包括反射鏡411以及于管殼100的內(nèi)壁上相對反射鏡411反射面的位置設(shè)置的光聲窗口 412。反射鏡411反射的光經(jīng)由光聲窗口 412照射至目標(biāo)區(qū)。其中，反射鏡411為直角棱鏡。
[0033]具體地，激光器200發(fā)射的激光光源為脈沖激光光源，脈沖激光光源所產(chǎn)生的脈沖激光光束通過聚焦組件300的耦合聚焦后發(fā)射至探頭組件400中的反射鏡411，經(jīng)反射鏡411的反射的光經(jīng)光聲窗口 412照射至目標(biāo)區(qū)被組織吸收并產(chǎn)