具有成像组件的导管和具有参考库的控制台及其相关方法_3

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为至少部分地减小非期望地影响由成像组件18生成的图像质量的任何效应。在示例性实施例中,延伸到摄像机容纳部分外部的摄像机壳体的突出部分可以通过使能用于精确定位摄像机和盖子的夹具的使用来促进组装。在其它变型中,盖子可以利用不同配置以与成像组件的壳体或者其它部件接口。例如,一个或者多个变型实施例可以包括具有封闭成像设备和一个或者多个光源中的任何一个的圆柱形体积。
[0075]进一步参考图9,盖子70的内部还可以配置为减小由LED 96发出的不需要的光进入摄像机84并且由摄像机感测或者检测。为了最小化或者至少部分地减小进入摄像机84中的不期望光的任何反射,与摄像机壳体86的上表面86F相对的、盖子70的与摄像机相对的内部表面108可以定向或者构造为基本上平行于摄像机壳体的上表面86F。另外,与LED96的发光表面98相对的、盖子70的与光相对的内表面110可以设置为与盖子的与摄像机相对的表面108纵向间隔(即,向远侧地间隔)。相对尖锐的角(例如,直角)可以由盖子70的内表面112和摄像机相对的表面108实施和限定,该内表面112将内表面110连接至内表面108。该配置应当减小由LED 96发出的光到摄像机84中的任何不期望的内部反射。
[0076]进一步地参考图10,盖子70外表面的圆顶形部分102包括可以是大致平坦(例如大致平面)的中央远侧部分116。从远侧部分116延伸到基部(例如,圆顶形部分的近端)的侧面边缘是圆的并且大致平滑的。另外,盖子70的基部具有可以与壳体50的横截面大小和形状近似相同的横截面大小和形状,使得盖子平滑地过渡到壳体。总体上,盖子70的这种大体形状在此处称为截头圆顶形。平坦的中央远侧部分116应当最小化或者至少减小视场的失真。在图示的实施例中,平坦的中央远侧部分116具有大致圆形的外周和与视场相同大小或者大于视场的面积,以进一步地最小化视场的失真。另外,盖子70内表面与外表面的平坦中央部分116和摄像机84的上表面86F相对的部分也可以是平坦的并且可以基本上平行于外表面的平坦中央部分,这应当进一步地最小化或者至少减小视场的失真。盖子70的圆形边缘可以便于将馈送管组件12的远侧部分插入到受试者体内并且提高插管期间的舒适度。
[0077]图11示出了根据本发明的一个或者多个实施例针对柔性电路组件60的示例性电气系统200的电气框图。图12和13图示性地示出了示例性电气系统200的电路图。电气系统200可以包括电导体连接器202 (诸如绝缘位移连接器),用于容纳来自出口转接器20的电导体24。根据图示实施例,电导体24包括六个信号线路。图示的实施例中的六个信号线路包括两个电源供应线路(例如,电源线5V和接地线GND)、两个串行通信线(例如,串行时钟线SCL和串行数据线SDA)以及差分对(例如,低电压差分信号正线LVDS_P和低电压差分信号负线LVDS_N)。电源供应线路(5V和GND)电连接至LED 96以用于激励LED 96。在图示电路系统200中,电源供应线路向白光LED(例如,可从德国OSRAM OptoSemiconductor GmnH获得的零件型号LW QH8G或者LW VH8G)提供5伏特的电力。电源供应线路(5V和GND)还电连接至双电压调节器204或者电源以用于向其提供电力。双电压调节器204从由电源供应线路提供的电力产生两个不同的电压线。在图示电路系统200中,双电压调节器204(例如,可从California,Milpitas的Intersil Corporat1n获得的零件型号ISL9016IRUJCZ-T)产生2.8伏特的电力信号(例如,模拟供应电压信号VAA)和1.8伏特的电力信号(例如,数字供应电压信号VDD)。双电压调节器204配置为向振荡器206、串行通信设备208和摄像机84提供由其产生的供应电压以及电连接至振荡器206、串行通信设备208和摄像机84。在示例性电气系统200中,摄像机84可以是可从California, SanJose的Aptina Imaging Corp.获得的零件型号MTV9124M01。然而,在不背离本发明范围的情况下,可以使用其它摄像机或者图像传感器。
[0078]振荡器206 (诸如22MHz振荡器)可以电连接至摄像机84并且配置为向其提供定时信号(EXTCLK)。串行通信设备206 (诸如可从德国Philips Semiconducor或者NXP B.V获得的I2C总线中继器)电连接至两个串行通信线(SDA、SCL)和摄像机84,以用于允许数据(非图像数据)传递至摄像机84以及从摄像机84传递出。例如,串行通信线(SDA、SCL)可以通过控制台连接器22连接至外部计算设备。外部计算设备接收表示一个或者多个摄像机设置的数据,诸如但不限于分辨率和帧速率。摄像机设置可以通过串行通信线(SDA, SCL)和串行通信设备208传递至摄像机84。摄像机84在其插管期间和/或之后获得视场中的受试者解剖结构的图像并且根据通过串行通信设备208传递的摄像机设置从所获得图像生成成像信号(诸如序列化数字视频信号)。根据由振荡器206提供的定时信号(EXTCLK),使由摄像机84执行的操作同步。摄像机84向差分对线(LVDS_N、LVDS_P)输出信号(例如,序列化数字视频信号)以用于传输至控制台连接器22和控制台23。然后,由摄像机84获得的图像可以通过控制台23输送、处理和查看。
[0079]图14图示了展开或者平坦(例如平面)配置中的柔性电路80。在展开配置中,摄像机安装部分82、电源安装部分90、数据安装部分92和光安装部分94全部大致位于相同平面中并且形成单个平面表面(例如,安装面)。在一个实施例中,当柔性电路在展开配置中时,用于成像组件18的电气系统(例如,电气系统200)的所有电子部件附接至柔性电路80的单个大致平面的安装面250。因此,电子部件可以在柔性电路80在展开配置中时附接至柔性电路80以便于制造。
[0080]在图14中不出了上面描述的不例性电气系统200的电子部件的相对位置。具体地,电导体连接器202 (例如,绝缘位移连接器)和电源204(例如,双电压调节器)可以附接至电源安装部分90的安装表面250。电源204通常位于相对更靠近进入的电导体24处的配置(诸如,图示配置)最小化或者减小接地线(GND)上的噪声。振荡器206(例如,定时发生器)和串行通信设备208 (例如,I2C总线中继器)可以附接至数据安装部分92的安装表面250。摄像机84可以附接至摄像机安装部分82的安装表面250。由于在串行通信设备208与电导体连接器202之间传递的串行通信信号(例如,串行数据和串行时钟信号)具有比从摄像机84传递到电导体连接器202的视频信号低的带宽,因此示例性图示的配置将串行通信设备208设置成比摄像机84更远离电导体连接器202。LED 96附接至光安装部分94。摄像机安装部分82成形并且配置为使得光安装部分94可以设置为当柔性电路组件60在上面描述的折叠配置中时与摄像机壳体的侧面86C齐平。
[0081]在一个实施例中,柔性电路组件60的柔性电路80是双层电路。具体地,柔性电路80包括第一衬底和第二衬底,各自具有顶表面和底表面。第一衬底和第二衬底可以由柔性聚酰亚胺薄膜组成。选择性地设置在第一衬底顶表面上的导电材料(例如,铜)形成第一电路图案(例如,多个选择性连接的迹线)。图15图示了根据本发明一些方面的用于示例性电气系统200的第一电路图案。选择性地设置在第二衬底的顶表面上的导电材料形成第二电路图案。第一衬底和第二衬底彼此平行(例如,堆叠)布置,使得第一衬底顶表面与第二衬底底表面直接相对。第一电路图案和第二电路图案通过使用例如通孔电连接在一起,并且与附接至柔性电路的电子部件连接以形成双层电路。在不背离本发明范围的情况下,柔性电路80可以由其它材料组成并且可以以其它方式形成。
[0082]在一个实施例中,柔性电路80的光安装部分94配置为起散热器的作用。第一衬底顶表面上的导电材料和第二衬底顶表面上的导电材料可以使用例如通孔连接在一起,以将热量从第一衬底传导到第二衬底。柔性电路的光安装部分的第二衬底上形成的迹线可以相对于第一衬底和第二衬底的其它部分上形成的迹线更宽。例如,更宽的迹线可以具有大约0.008英寸的宽度。该配置最小化或者可以减小由LED96生成的热量引起的温度升高的可能性,并且可以允许向LED 96提供更大的电流以最大化或者增大由LED 96产生的照射能力,同时防止或者减小由不期望的或者不能接受的高温所引起的对LED 96的任何损害和对患者的干扰的可能性。
[0083]参照图7、8和14,为了将柔性电路组件60从平直配置转变为折叠配置,电源安装部分90和数据安装部分92在第一折叠线97 (图7和8)处朝向彼此折叠以在折叠线97之间形成摄像机安装表面82。电源安装部分90和数据安装部分92可以在第二折叠线99处折叠第二次,使得两个部分大致平行并且在彼此相对的关系中。光安装部分94还可以朝向摄像机安装部分82向内折叠。
[0084]由于将没有部件设置在柔性电路内表面或者后表面上(即,部件安装在安装表面上),因此可以促进组装期间电源安装部分90与数据安装部分92的对准。电源安装部分90与数据安装部分92的对准还可以改善摄像机与期望定向的对准。与摄像机安装表面82的任一侧上的折叠线97和99相关联的应力和力彼此平衡。因此,等效的或者反作用的应力或者力诱导摄像机84定位到特定定向中,使得透镜88与盖子70对准以及透镜88的观察视场可以与管状壳体50的轴线重合。
[0085]图16是根据本发明替换实施例的示例性柔性电路电气系统的框图。如图所示,电导体包括构成四个信号线的四个线缆。图示的实施例中的四个信号线包括两个电源供应线路(例如,电源线5V和接地线GND)以及差分对(例如,低电压差分信号正线LVDS_P和低电压差分信号负线LVDS_N)。微控制器210与摄像机84协作以允许集成到馈送管组件10中。摄像机84包括例如I2C命令/控制接口和序列化数字视频输出接口。微控制器210可以向摄像机84直接发送命令和控制信号而不是在管的长度上传输这些信号。此处描述的其它操作参数(诸如与图11-13相关联的示例性实施例)可以在该变型中实施。
[0086]在图17中,根据本发明的一个或者多个另外的实施例,电导体24包括构成四个信号线的四个线缆。摄像机84可以定制为当加电或者激励时根据预定操作协议自动地和/或自主地操作。在该实施例中,摄像机84不使用或者依靠外部的输入命令/控制信号。摄像机84的操作参数(诸如,但不限于曝光、白平衡)可以预编程、预设定或者永久地设定为例如对于特定或者预定应用的定制值或者特制值。例如,在一个实施例中,定制值将通常存储在关联的存储器结构中。摄像机84可以包括定序器(未示出),诸如集成在摄像机模块本身中的微控制器,该定序器具有可以用定制值进行编程的一次性可编程存储器(OTPM)(未示出)。替换地,摄像机84可以包括具有存储在其中的定制值的硬件寄存器(未示出),在这种情况下,定序器可以可选地为可操作的。可以在该实施例中实施此处描述的其它操作参数。
[0087]图18图示了示例性柔性电路电气系统的又另一个实施例。如图18所示,电导体24包括构成两个信号线的两个线缆。图示的实施例中的两个信号线包括两个电源供应线路(例如,电源线5V和接地线GND),用于从控制台向柔性电路60提供电力。控制台23可以激励柔性电路60或者向柔性电路60提供电力并且如果需要可以调节电压以向无线电212A以及摄像机84和柔性电路60的其它部件供电。然后,摄像机84可以通过无线电212A向位于控制台处的对应无线电212B无线地发送成像信号(诸如视频数据)。在替换实施例中,控制台23和摄像机84可以通过无线电212A、212B双向地通信以交换例如非视频数据。以这种方式向摄像机84提供电力可以消除摄像机模块本身中对有限容量能量源(诸如电池)的需要。
[0088]减小如图16-18所示的信号线数量(特别是当与柔性电路结合时)可以降低成本并且改善可靠性和组装的容易性。此外,更少的导体可以降低无意中地线路切换和组装期间不正确地连接线路的可能性。
[0089]参照图2和4A,示例性图示的控制台连接器22包括连接器壳体228和固定至连接器壳体的印刷电路板(PCB) 230。PCB 230包括从壳体228向外延伸的边缘连接器232,使得PCB的电子部件安装部分设置在连接器壳体228中并且边缘连接器露出并且因此通常可以是可接入的以用于连接至其上。在图示的实施例中,连接器壳体228限定管连接开口234,其中诸如由粘合剂固定第一管区段12a和第二管区段12b以流体地连接第一管区段和第二管区段。管连接开口 234可以部分地限定馈送通道14,或者馈送通道可以完全由管区段12a、12b限定。在一个非限制性的示例中,结合区段12a和12b或者代替区段12a和12b的单件式管12延伸穿过管连接开口 234,使得馈送通道完全由管限定并且不与控制台连接器22的任何部分流体连通。管12可以诸如由粘合剂固定在管连接开口 234内。控制台连接器可以具有其它配置并且可以在其它位置处固定至馈送管组件。
[0090]电导体24从第一管区段12a延伸到连接器壳体228中并且电连接至PCB 230。接口线缆242或者其它信号传输部件可以可拆卸地连接至边缘连接器232以实现控制台23与成像组件18之间的通信和数据交换。如下面更详细解释的,电子存储器部件243 (诸如电可擦可编程只读存储器(EEPROM))可以安装在PCB 230上以允许信息(即,数据)存储和/或写在PCB 230上并且可由控制台23 (即,控制台23的微处理器254)或者另一个外部设备访问。PCB 230可以具有安装在其上的附加的或者不同的电子部件,或者PCB可以省略以使得电导体操作地连接至PCB 230。
[0091 ] 在另一个实施例中,控制台连接器可以在入口转接器上形成或者固定至入口转接器。参照图4B,在本发明的一个实施例中,控制台连接器22’的壳体228’与入口转接器16’一体地形成。控制台连接器壳体228’从入口转接器16’的出口端口 34’横向地向外延伸。类似先前的实施例,当前控制台连接器22’可选地包括具有边缘连接器232’的PCB 230’,以用于使成像组件与控制台通信地连接。如上面所公开并且在下面更详细解释的,电子存储器部件(诸如EEPROM(未示出))可以安装在PCB 230’上。馈送管组件可以包括用于将成像组件18连接至控制台23的不同类型的连接件。
[0092]参照图3,图示接口线缆242包括在线缆的相对的纵向端上的第一接口连接器244和第二接口连接器246。第一接口连接器244与边缘连接器232可拆除地匹配并且可电连接至边缘连接器232,以及第二接口连接器246与控制台23可拆除地匹配并且可电连接至控制台23。接口连接器244、246中的一个或者两者可以是有差别连接器(即,非通用连接器),该有差别连接器将仅匹配和连接于与馈送管组件10和控制台23相关联的相应连接器。另外,边缘连接器232或者其它连接器可以设置在其形状与对应的(例如,互补地配置)第一接口连接器244选择性地和鉴别性地匹配的插座内。插座和第一接口连接器244可以包括提供连接器与插座之间的摩擦配合的接合结构(诸如凸条或者其它部件)以阻止意外断开。在不背离本发明范围的情况下,接口线缆242与控制台连接器22之间的连接可以具有其它配置。
[0093]仍然参考图3,接口线缆242可以包括控制设备(诸如按钮248)以允许用户记录静态图像(例如拍摄控制台23上正在显示的实时视频的快照图像)。按钮248或者其它控制设备的致动向控制台23发送信号,指示控制台记录图像信息,例如,静态图像连同关联的时间信息。在一个示例中,控制设备248可以靠近第一接口连接器244或者在第一接口连接器244上;例如,控制设备可以比第一接口连接器246更接近第一接口连接器。在本发明的一个或者多个示例性实施例中,控制设备可以设置在第一接口连接器上或者第一接口连接器的12英寸内。控制台23还可以包括快照控制功能(例如图标、按钮或者其它致动设备),其允许用户使用控制台拍摄和记录快照图像,该快照图像可以可选地存储在存储器结构中,并且可以包括诸如日期和时间的辅助信息。在一些情况或者实施例中,可以预见,在将馈送管组件10插入患者体内期间,控制台23可以位于用户(诸如执业医生)不可触及的距离处。因此,尽管图像(例如,视频)可以在控制台23上观察,但是用户不能在馈送管组件10插入期间触及控制台以对控制台执行附加操作或者功能。因此,通过在接口线缆242上设置控制设备248,更具体地通过设置邻近第一接口连接器244的控制设备,用户可以拍摄并且记录快照图像而不必触及控制台23。在不背离本发明范围的情况下,接口线缆242可以具有其它配置。
[0094]如图3所示,图示控制台23可以包括控制台壳体250、固定至壳体的控制台显示器252 (诸如IXD或者其它电子显示器
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