专利名称：一体化红外线热扫描结肠镜系统的制作方法
技术领域：
本发明属于医用器械领域，具体涉及具有红外线热扫描功能的一体化红外线热扫 描结肠镜系统。
现有技术医用红外线成像来源于军工技术，已有40多年的使用历史，随着医学、红外线成 像及多媒体等多种技术的发展，红外线成像的温度分辨率已经达到0. 05度，空间分辨能力 已经达到0. Smrad,图像清晰度有了很大的提高，结果分析直观方便，因而其在临床上的应 用范围正逐渐扩大。目前，红外线成像诊断在以下方面显示出一定优势1)判断组织疼痛 的部位和性质；2)判断急、慢性炎症的部位、范围和程度；3)监测血管性病变的供血功能状 态；4)肿瘤预警指示、全程监视及疗效评估。由此可见，红外线成像是对B超、CT、MR等其 它形态学诊断方法的重要补充。将红外线热扫描探头集成于结肠镜之中，治疗的同时进行先进的红外线热扫描诊 断的新技术，提供不同的显示模式，为结肠病的诊断提供新的视角和新的手段。目前尚没有 出现两者结合的一体化内窥镜系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一体化红外线热扫描结肠镜系 统，该一体化红外线热扫描结肠镜系统将红外线热扫描探头集成在结肠镜系统中，通过红 外线热扫描探头对结肠壁及其周边组织进行立体的扫描，得到的数据传输至红外线热扫描 处理系统主机进行图像处理，并提供不同的显示模式选择，使得医生能根据获得的不同的 显示图像，通过分析结肠的立体血管静态图像，对于了解结肠的功能和病变情况，具有意想 不到的诊断效果。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，包括红外线热扫描结肠镜以及与 之连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器和红外线热扫描系统，所述的红外线热扫描系 统包括红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器。在本发明中，所述的红外线热扫描结肠镜按其所采用的光学系统的不同，分为以 下两种形式第一种形式是所述红外线热扫描结肠镜为采用电子CCD光学系统的软质结肠 镜，其上设有工作端部、数据接头、操作手柄和器械通道；该数据接头与冷光源主机、摄像主 机和红外线热扫描处理系统主机相连接；该工作端部采用软质材料制造，直径< 15mm，长 度< 2000mm，先端部具有弯曲的功能；该电子CCD光学系统设置在工作端部的前端，采用直 径彡3. Omm的光学镜头，其C⑶芯片采用尺寸彡1/4"、至少48万有效像素的(XD，镜头视 场角在100°以上；该器械通道的直径彡3. 0mm。第二种形式是所述红外线热扫描结肠镜为采用光导纤维光学系统的软质结肠镜，其上设有工作端部、数据接头、目镜输入端、操作手柄和器械通道；该数据接头与冷光源 主机和红外线热扫描处理系统主机相连接；该目镜输入端与摄像主机相连接；该工作端部 采用软质材料制造，直径< 15mm，长度< 2000mm，先端部具有弯曲的功能；该光导纤维光学 系统采用直径彡3. Omm的光学镜头；该器械通道的直径彡3. 0mm。在本发明中，所述的红外线热扫描结肠镜在其工作端部的先端部集成有红外线热 扫描探头、内镜镜头和导光光纤。所述红外线热扫描探头的直径<3. 0mm，其内设有红外区， 红外区的外部设有保护套，红外区内至少安装有一组红外装置，所述红外装置包括红外光 源发射器和红外接收镜头。所述红外线热扫描结肠镜内还可以设有微型电机，所述红外线 热扫描探头在微型电机的驱动下，可以伸出结肠镜先端部平面IOmm 50mm。优选地，红外 区内安装有三组相同的红外装置，该三组红外装置互成60度设计。所述红外线热扫描探头 可以在微型电机的驱动下旋转，从而对被扫描体做环形扫描。在本发明中，所述红外线热扫描系统还包括有与所述红外线热扫描处理系统主机 相连接的操作面板、操作键盘或手持操作设备，所述的操作面板和手持操作设备上设有控 制按钮，包括开关按钮、模式选择按钮、红外强度微调功能按钮和监视器菜单按钮。模式选 择按钮用于切换不同的显示模式，包括普通显示模式和夜视显示模式，普通显示模式是指 红外扫描在内镜冷光源和红外光源的照射下进行的显示模式，夜视显示模式是指没有内镜 冷光源和红外光源的照射下，依靠组织物的自身不同辐射强度来成像，医生对两种模式下 的图像对比分析，可以得到另外一个角度的更好的诊断效果。所述红外线热扫描处理系统 主机的后面板设有输出端口，所述的红外线热扫描系统监视器、操作键盘或手持操作设备 连接于该输出端口，红外线热扫描系统监视器的扫描与红外线热扫描探头的扫描相一致， 实现同步扫描。本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其工作原理如下结肠壁及其周 边组织布满了丰富的血管，动脉血温度较高，静脉血温度较低，两者存在某种热交换机制， 两者都向外辐射不同波长的红外线，结肠壁及其周边组织自身的温度不但受到血管内血流 的影响，也受自身新陈代谢的影响，所以结肠壁及其周边组织内发生异变的部分的温度会 由于血管丰富与否和新陈代谢活跃程度的不同而表现出差异性，对外辐射的红外线的波长 也各不相同，对于结肠炎症或者肿瘤等病变，由于其新陈代谢活跃，其温度明显高于正常。 研究表明，血液中的成分(血清、血浆、血红蛋白、白蛋白、红细胞、淋巴细胞、血小板)在光 谱中对红外光的吸收最低，意味着血液除了对外辐射红外线外，还对周围组织的红外线的 吸收影响很小，红外线系统的精度小于等于0. 05度，空间分辨能力至少达到0. 8mrad，红外 线热扫描探头在结肠道内近距离进行扫描，得到精细精确的红外图像。本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其工作过程如下结肠壁及其周 边组织血管中血流及组织辐射的红外线，经进入结肠道内的红外线热扫描探头的精密红外 探测器-红外接收镜头接收后，处理芯片将光信号转换成电信号，经过预处理(如放大、滤 波等)，由前置放大器和主放大器放大到一定电平之后便进入红外线热扫描处理系统主机。 同时输入主机的信号还有同步信号、参照黑体信号等。红外线热扫描探头启动后，在微型电 机的驱动下伸出结肠镜先端部若干距离，并在微型电机的驱动下旋转，对结肠壁做环形扫 描，多平面连续横切扫描得到的数据传输至红外线热扫描处理系统主机进行图像处理，并 输出到红外线热扫描系统监视器，清晰地显示结肠的立体血管静态图像，医生通过图像分析，可以发现结肠壁及其周边组织内血管异常丰富、血管异常稀疏或者存在血管缺失区域 等异常情况，给医生及时提供即时的诊断依据。本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其临床手术方法如下医生要求 患者作适当体位，消毒麻醉后，把红外线热扫描结肠镜经患者肛门处通入直肠，通过红外线 热扫描结肠镜端部的弯曲功能，顺利进入结肠道内，医生可以通过红外线热扫描结肠镜做 清晰的观察，并可以通入手术器械，治疗结肠息肉等病症。启动位于红外线热扫描结肠镜先 端部的红外线热扫描探头，红外线热扫描探头启动后伸出结肠镜先端部若干距离，为结肠 道做旋转的红外线热扫描，输出到红外线热扫描系统监视器，提供医生诊断结肠道及其周 边组织状态的依据。与现有技术相比，本发明的有益效果是目前的医用红外成像技术的红外分辨率 的精度很高，而且已经逐渐广泛应用在很多领域，特别是医疗领域。将红外线热扫描探头集 成在结肠镜上，利用红外线热扫描探头在微型电机驱动下旋转，伸出结肠镜先端部，对结肠 壁血管血液运动产生的温度差异而形成的红外线辐射进行扫描监测，多平面连续横切扫描 得到的数据传输至红外线热扫描处理系统主机进行图像处理，清晰地显示结肠的立体血管 静态图像，为医生判断结肠的病变及功能状态提供可靠的客观依据，丰富结肠疾病的诊断 手段，有效地提高诊断的准确性。
图1是本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统的结构示意图。图2A是采用电子CCD光学系统的红外线热扫描软质结肠镜的结构示意图。图2B是采用光导纤维光学系统的红外线热扫描软质结肠镜的结构示意图。图3是图2A和图2B所示红外线热扫描软质结肠镜的端部结构示意图。图4是本发明所述的红外线热扫描探头的结构示意图。图5是本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统的手术方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的详述如图1所示，本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统包括有红外线热扫描 结肠镜1、冷光源主机2、摄像主机3、红外线热扫描处理系统主机4、操作键盘或手持操作设 备5、红外线热扫描系统监视器6和内镜监视器7。其中，红外线热扫描处理系统主机4还 连接有操作面板，手持操作设备5和操作面板上设有开关按钮、模式选择按钮、红外强度微 调功能按钮和监视器菜单按钮等控制按钮。图2A和图2B显示了红外线热扫描结肠镜1的两种不同形式的结构示意图，其中图2A为采用电子CCD光学系统的红外线热扫描软质结肠镜的结构示意图，该红外 线热扫描软质结肠镜设有软质工作端部11、数据接头12、操作手柄13和器械通道14。数据 接头12分别与冷光源主机2、摄像主机3和红外线热扫描处理系统主机4相连接。软质工 作端部11的直径彡15mm，长度彡2000mm，其先端部111具有弯曲的功能。所述的电子CXD 光学系统设置在软质工作端部11的前端，采用直径> 3. Omm的光学镜头，其CCD芯片采用 尺寸彡W、至少48万有效像素的(XD，镜头视场角在100°以上。器械通道14的直径^ 3. 0mm。图2B为采用光导纤维光学系统的红外线热扫描软质结肠镜的结构示意图，该红 外线热扫描软质结肠镜设有软质工作端部11、数据接头12、目镜输入端15、操作手柄13和 器械通道14。数据接头12分别与冷光源主机2和红外线热扫描处理系统主机4相连接，而 目镜输入端15与摄像主机3相连接。软质工作端部11的直径< 15mm，长度< 2000mm，其 先端部111具有弯曲的功能。所述的光导纤维光学系统采用直径>3. Omm的光学镜头。器 械通道14的直径彡3. 0_。图3为图2A和图2B所示的红外线热扫描结肠镜1的端部结构示意图，该红外线 热扫描结肠镜1在其软质工作端部11的先端部111集成有内镜镜头121、红外线热扫描探 头122和导光光纤123，并且还设有器械通道出口 141。内镜镜头121的直径彡3. 0mm，而红 外线热扫描探头122的直径< 3. 0mm。图4是本发明所述的红外线热扫描探头122的结构示意图，该红外线热扫描探头 122内设有红外区1222，红外区1222的外部设有保护套1221，红外区1222内安装有红外装 置1223，该红外装置1223包括有红外光源发射器和红外接收镜头。红外区1222内安装有 三组相同的红外装置1223，三组红外装置1223互成60度设计。红外线热扫描探头122可 以在微型电机的驱动下，伸出所述红外线热扫描结肠镜先端部IOmm 50mm，并且绕着N-N’ 的方向旋转，从而对被扫描体做环形的扫描。图5是本发明所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统的手术方法示意图。医生要 求患者作适当体位，消毒麻醉后，把红外线热扫描结肠镜1经患者肛门81处通入直肠82，通 过红外线热扫描结肠镜1的先端部111的弯曲功能，顺利进入结肠道8内，医生可以通过红 外线热扫描结肠镜1做清晰的观察，并可以通入手术器械，治疗结肠息肉等病症。启动位于 红外线热扫描结肠镜1先端部111的红外线热扫描探头122，红外线热扫描探头122启动后 伸出结肠镜先端部111若干距离，为结肠道8做旋转的红外线热扫描，输出到红外线热扫描 系统监视器6，提供医生诊断结肠道及其周边组织状态的依据。
权利要求
1.一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于包括红外线热扫描结肠镜以及与之 连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器和红外线热扫描系统，所述的红外线热扫描系统 包括红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器。
2.根据权利要求1所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描结肠镜设有工作端部、数据接头和器械通道。
3.根据权利要求2所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描结肠镜在其工作端部的先端部集成有红外线热扫描探头、内镜镜头和导光光纤。
4.根据权利要求3所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描探头内设有红外区，所述红外区的外部设有保护套，所述的红外区内至少安装有 一组红外装置，所述的红外装置包括红外光源发射器和红外接收镜头。
5.根据权利要求4所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 区内安装有三组红外装置，该三组红外装置互成60度设计。
6.根据权利要求3所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描结肠镜内设有用于驱动所述红外线热扫描探头伸缩和旋转的电机。
7.根据权利要求1所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描结肠镜为采用电子CCD光学系统的软质结肠镜。
8.根据权利要求1所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描结肠镜为采用光导纤维光学系统的软质结肠镜，其上还设有目镜输入端。
9.根据权利要求1所述的一体化红外线热扫描结肠镜系统，其特征在于所述的红外 线热扫描系统还包括与所述红外线热扫描处理系统主机相连接的操作面板、操作键盘或手 持操作设备，所述的操作面板和手持操作设备上设有控制按钮，所述的控制按钮包括开关 按钮、设有普通显示模式和夜视显示模式的模式选择按钮、红外强度微调功能按钮和监视 器菜单按钮。
全文摘要
本发明属于医用器械领域，具体公开了一种一体化红外线热扫描结肠镜系统，其包括红外线热扫描结肠镜以及与之连接的冷光源主机、摄像主机、内镜监视器和红外线热扫描系统，所述的红外线热扫描系统包括红外线热扫描处理系统主机和红外线热扫描系统监视器。该一体化红外线热扫描结肠镜系统将红外线热扫描探头集成在结肠镜系统中，通过红外线热扫描探头对结肠壁组织进行立体环形扫描，得到的数据传输至红外线热扫描处理系统主机进行图像处理，并提供普通显示模式和夜视显示模式等不同的显示模式选择，使得医生能根据获得的不同的显示图像，通过分析结肠的立体血管静态图像，了解结肠的功能和病变情况，做出正确诊断。
文档编号A61B1/31GK102100540SQ201010581860
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者乔铁 申请人:广州宝胆医疗器械科技有限公司