分体式医用无线多路视频采集显示系统的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种分体式医用无线多路视频采集显示系统。

背景技术：

信息化和数字化是如今医院建设的重要目标之一，在使用如医用气管插管等设备进行诊断中，视频和图片等视音频及影像数据极为重要。现有的视频采集模块存在采用摄像头图像采集模块和发射模块数据传输模块等电路一体成型，成本较高，模块回收率低，数据无法存储等问题。

专利CN 203989368U 公开了一种视频气管导管装置及视频气管导管。视频气管导管装置包括视频气管导管及显示器。视频气管导管包括气管导管及摄像模块，气管导管的前端管壁中设有容置腔，摄像模块可拆卸地安装于容置腔中；摄像模块包括摄像头及光源，气管导管的管壁中设置有导线，导线的前端与摄像模块电连接、后端连接有视频信号输出接口。显示器连接有视频信号输入接口，视频信号输入接口与视频气管导管的视频信号输出接口对应连接。上述技术采用的是与显示设备的有线连接方式，无法针对任意环境下的显示装置适用，应用环境比较小，操作上不便利，在诊断过程中显示装置需要根据诊断地点进行移动，且接口数据线也需要额外配置。

专利无线视频气管导管专利CN203989369U公开了一种视频气管导管装置及视频气管导管。视频气管导管装置包括视频气管导管及显示器。视频气管导管包括气管导管、摄像模块、无线通讯模块及供电模块；气管导管的前端管壁中设有容置腔，摄像模块安装于容置腔中；摄像模块与无线通讯模块均电连接于供电模块；摄像模块与无线通讯模块电连接。此项技术中的存在如下问题：

（1）摄像头模块集成有图像处理器，其成本相对较高；而且图像处理器发热量大，容易灼烧人体内部组织。

（2）摄像头与导线可拆卸连接，导致摄像头探入人体后存在部件脱离的风险。

（3）其电路探入气管腔外部，通信接口完全暴露在外部与接入模块连接后处于可随意甩动的状态，使用过程中由于甩动会导致摄像模块及其电路在气管管体中生移动，更容易导致摄像头的脱离，并且由于连接部件随意甩动极易造成通信接口接触不良。

技术实现要素：

1、本发明的目的。

本发明为了解决现有的可视电路存在成本较高的问题，由于成本高反复使用导致的患者易互相感染，发热大，容易灼烧人体内部组织，使得应用环境比较局限的问题，而提出了一种分体式医用无线多路视频采集显示系统。

2、本发明所采用的技术方案。

为了实现可视化应用的灵活性，本发明基于现有的多种显示方式包括手机、电脑、平板电脑，虚拟现实等显示终端的通用性，设计了一种适合多环境下使用的便携式、易更换、成本较低的分体式医用无线多路视频采集显示系统。

系统包括摄像头采集模块、数据处理及无线视频发射模块；摄像头采集模块由一柔性电路板构成，其上一端设有摄像头，另一端设有与数据处理及无线视频发射模块可拆卸连接的连接基座；数据处理及无线视频发射模块其上有与所述的摄像头采集模块的连接基座配合连接的连接件，连接件和连接基座连接后，数据处理及无线视频发射模块和摄像头采集模块的柔性电路板平行并相对贴合；数据处理及无线视频发射模块还包括无线发射芯片；柔性电路板上的摄像头和光源采集不同的方位的图像信号，将连接件和连接基座连接后通过数据处理器（后面有称解码器，是否与工程师确认该怎么统一名称。最好与系统逻辑框图标示一致）分析、压缩、储存并通过数据处理及无线视频发射模块发射出去，最后通过外部无线接收显示端显示出来，可录像，拍照，剪辑，储存，分析、分享等。本发明的将整个完整的可视化系统分为了三大部分，摄像头视频采集模块与数据处理及无线视频发射模块可连接可分离，数据处理及无线视频发射模块与外部显示器可突破固定距离限制，各个部分之间既能实现配合工作又不相互制约；由于核心的图像信号的分析、压缩、存储及处理部分的芯片以及发射模块等位于数据处理及无线视频发射模块中，而摄像头视频采集模块只包含镜片、图像感光芯片、摄像头光源等，其成本降低了65%以上，所以摄像头采集模块探入人体采集视频信息使用后可任意更换，避免了反复使用患者之间交叉感染的问题。

数据处理及无线视频发射模块与摄像头采集模块通过连接件和连接基座连接，摄像头采集模块通过探条、喉镜、气管插管等探入人体，所述的数据处理及无线视频发射模块为立体结构，其上连接件位于立方体结构一面的外表面中心位置，从而保持数据处理及无线视频发射模块的中心线与插管等探入装置中心线相对应，可使数据处理及无线视频发射模块能够稳定地与连接件连接，解决了偏移设置无意刮碰导致接触不良的问题。

为了实现电源用电的及时性和节能的作用，数据处理及无线视频发射模块与连接件相对应的另一面的外表面设有触控电源开关，医生在使用时触碰电源开关即可打开视频采集功能，采集完成后再触碰电源开关实现设备的关闭，对于电量的使用效率显著提高。

本发明针对探入式可视化的摄像头视频采集模块设计了一套系统，使之适合所述的探入人体采集视频数据的环境，摄像头包括镜头、图像感光芯片、镜头底座；镜头包括镜片和滤光片，安装在镜头底座上，镜头底座固定在柔性电路板上，镜头可通过螺丝安装在镜头底座上，旋转镜头可实现图像焦距的调整。

为了适应人体内部采集环境，所述的摄像头采集模块上设有摄像头的一端的前方还连接设置LED灯，提供光照，呈环状结构。

更进一步，所述的摄像头安装在柔性电路板上，所述的LED灯也安装在柔性电路板上与摄像头朝向不同；使用时将摄像头部分垂直与柔性电路板；所述的LED灯使用也垂直于柔性电路板，使之折叠使用时位于摄像头的正前方环绕摄像头且朝向相同。

更进一步，所述的数据处理及无线视频发射模块上的连接件安装在数据处理及无线视频发射模块内部的连接件电路板上，所述的数据处理及无线视频发射模块上的触控电源开关连接在电源电路板上，连接件电路板与电源电路板通过电路连接。

为了便携式使用，本发明所述的连接件电路板与电源电路板之间设有电池。

更进一步，连接件电路板与电源电路板之间通过定位柱使之与数据处理及无线视频发射模块立方体外壳结构相对应的面保持平行。

为了提高原件固定的稳固和可靠性，LED灯、摄像头、连接件位于柔性电路板上背面相对应的位置设有补强板。

3、本发明的有益效果。

（1）本发明由于采用了视频采集模块与数据处理及无线发射模块分离、无线发射模块与外部显示模块相对分离的结构设置，每个部分独立，且能够协调工作，实现视频采集模块部分的更换的任意性、显示终端的多样性，适用范围较广。

（2）本发明的在使用时对管体设置比连接基座略小一点的口径，仅将连接基座探出，数据处理及无线发射模块的连接件从管体外部插入连接基座后，数据处理及无线发射模块紧密贴合管体，视频采集模块、数据处理及无线发射模块与管体位置相对固定，可保证视频采集模块的柔性电路在管体内部的相对位置固定，且连接件和连接基座使用过程中不易脱落保持信号的稳定性。

（3）本发明数据处理及无线发射模块的连接件插入视频采集模块连接基座后，数据处理及无线发射模块贴合视频采集模块的柔性电路板，

（4）本发明通由于核心的图像存储及处理部分芯片以及发射模块等位于数据处理及无线视频发射模块中，而摄像头视频采集模块只包含镜片、图像感光芯片、摄像头光源等，其成本降低了65%以上，所以摄像头采集模块探入人体采集视频信息使用后可任意更换，避免了反复使用患者之间交叉感染的问题。

（5）本发明实现电源用电的及时性和节能的作用，医生在使用时触碰电源开关即可打开视频采集功能，采集完成后再触碰电源开关实现设备的关闭，对于电量的使用效率显著提高。

综上所述，本发明解决了现有技术中医用可视装置成本较高、使用环境局限等问题，而提出了一种分体式医用无线多路视频采集显示系统，使得使用者改变最少的硬件，实现更高的清晰度和更快的视频采集传输效率，降低了成本，每次更换只需更换视频采集模块即可，无线发射模块可反复使用，在疾病监测阶段能够全方位的监测，提高了检测的准确率，实时性，有效降低手术风险，为手术或诊断的进行提供了有效保障。

附图说明

图1为本发明数据处理及无线视频发射模块正视图。

图2为本发明数据处理及无线视频发射模块仰视图。

图3为本发明数据处理及无线视频发射模块侧视图。

图4为本发明数据处理及无线视频发射模块右视图。

图5为本发明数据处理及无线视频发射模块立体图。

图6为本发明数据处理及无线视频发射模块储存卡示意图。

图7为本发明摄像头采集模块正视图。

图8为本发明摄像头采集模块后视图。

图9为本发明摄像头采集模块侧视图。

图10为本发明摄像头采集模块使用状态图。

图11为本发明定焦摄像头结构图。

图12为本发明定焦摄像头正视图。

图13为本发明定焦摄像头后视图。

图14为本发明定焦摄像头整体结构图。

图15为本发明系统结构图。

图16为本发明软件架构图。

附图具体部件：摄像头采集模块1，数据处理及无线视频发射模块2，外部显示设备。

连接基座101，摄像头102，LED灯103，柔性电路板104，补强板105，图像感光芯片106，镜头107：镜片107A，滤光片107B，镜头底座108。

连接件201，连接件电路板202，触控电源开关203，电源电路板204，软排线连接座205，软排线206，电池夹板207，外壳上部208，外壳底部209，WiFi信号灯210，电源指示灯211，充电指示灯212，定位柱213，充电USB插口214，储存卡插口215，电池216，摄像头指示灯217。

具体实施方式

本发明的外部显示器可以多种显示方式包括手机、电脑、平板电脑、虚拟现实等显示终端的通用性。

实施例1

本发明公开了一种分体式医用无线多路视频采集显示系统，包括摄像头采集模块1、数据处理及无线视频发射模块2；摄像头采集模块由一柔性电路板104构成，其上一端设有摄像头102，另一端设有与数据处理及无线视频发射模块2可拆卸连接的连接基座101；数据处理及无线视频发射模块2上有与所述的摄像头采集模块的连接基座可拆卸连接的连接件201，连接件和连接基座连接后，数据处理及无线视频发射模块2和摄像头采集模块的柔性电路板平行并相对贴合；数据处理及无线视频发射模块还包括无线发射芯片；柔性电路板104上的摄像头102采集不同的方位的图像，将连接件201和连接基座101连接后通过数据处理及无线视频发射模块2发射出去，通过外部显示端显示出来。

实施例2

相对于实施例1，如图5所示，本发明进一步分体式医用无线多路视频采集显示系统的数据处理及无线视频发射模块2为立方体结构；如图2所示，其上连接件201位于立方体结构一面的外表面中心位置。数据处理及无线视频发射模块2上与连接件201相对应的另一面的外表面设有触控电源开关203，如图1所示。所述的数据处理及无线视频发射模块2上的连接件201安装在数据处理及无线视频发射模块2内部的连接件电路板202上，所述的数据处理及无线视频发射模块上的触控电源开关203连接在电源电路板204上，如图3所示，连接件电路板201与电源电路板204通过软排线206固定在软排线连接座205上进行电路连接。所述的连接件电路板201与电源电路板204之间设有电池216，通过电池上下两面设置电池夹板207，数据处理及无线视频发射模块2外壳上部208的中间为触控电源开关203位置，可按压打开和关闭电源；数据处理及无线视频发射模块2外壳底部209下表面中间为连接件201位置。

实施例3

相对于实施例1，如图7和图8所示，所述的摄像头102包括镜头107、图像感光芯片106、镜头底座108；如图11所示，镜头包括镜片107A和滤光片107B，安装在镜头底座108上，镜头底座108粘接固定在柔性电路板104上，其正视图和后视图如图12和13。所述的摄像头采集模块1上设有摄像头102的一端的前方还通过电路线107连接设置LED灯103。如图9所示，所述的摄像头102安装在柔性电路板104上，所述的LED灯103也安装在柔性电路板104上与摄像头102朝向不同；如图10所示，使用时将摄像头102部分垂直与柔性电路板104，所述的LED灯103使用也垂直于柔性电路板104，使之折叠使用时位于摄像头102的正前方且朝向相同，LED灯103为白光光源，其形状环绕摄像头102，LED白光光源用于物体光学反射，以便镜头清晰捕捉采集物体图像。LED白光光源内置直流恒压恒流CV/CC芯片，以降低光频闪，减小对镜头的感光干扰。连接件电路板201与电源电路板204之间通过定位柱213使之与数据处理及无线视频发射模块2立方体结构相对应的面保持平行。

实施例4

相对于实施例1、2、3，本实施例中，如图8所示，数据处理及无线视频发射模块中的电源电路板上设有数个LED灯103、摄像头102、连接件201位于柔性电路板104上背面相对应的位置设有补强板105，分别在电源、WIFI信号、摄像头模组接通、充电时点亮提示，并且在电源欠压、充满时由不同颜色提示。数据处理及无线视频发射模块2立方体结构上还设置有电源指示灯211、WiFi信号灯210、充电指示灯212、摄像头指示灯201中的一种或几种，且可以设有充电USB插口214与电池216连接进行充电，如图4所示。

实施例5

相对于实施例1、2、3，本实施例中，如图6所示，数据处理及无线视频发射模块2上的某一面的外表面设有储存卡插口215。存储卡可以为SD卡，最大支持32G，用来保存录像，录像格式为MP4。

实施例6

相对于实施例1、2、3、4所述的无线传输模块采用WiFi模块，可以采用2.4G或5G，但不限于此两种。本发明将经解码器处理后的摄像头采集的信号连接数据处理及无线视频发射模块2，实时获得数字视频摄像头模块采集到的图像信号。摄像头采集模块可成为单独产品，成本比较低，模块可以反复使用。

无线传输模块采用WiFi模块可以将信号采集器接收到的影像数据保存到无线接收显示端设备上，也可上传至网络存储空间例如网盘中，也可以将信号采集器接收到的影像数据实时地发送至其他网络设备例如笔记本电脑、手机、平板电脑中，实现远程专家会诊。使用时，将影像采集装置插入需要观察的部位，调整摄像头的距离，照明单元内的LED 光源通过照明通道提供光线，保证能清楚进行观察和诊断，镜体内的电池为LED光源和主控电路提供电源。电池采用3.7V、350mAH的锂离子电池，可以通过USB口给电池充电，也可通过无线充电装置充电。CMOS图像传感器，分辨率为VGA，接口支持DVP parallel, MIPI, SPI，输出数据格式支持YCbCr4:2:2, RGB565, Raw Bayer等类型。CPU采用双核设计，DSP核部分负责图像的压缩编码。ARM核负责一般的事物处理，比如响应用户的按键、电池电量检测、通过网络发送视频数据、从DSP获取压缩后的数据等。

WiFi采用模块RTL8188，采用USB接口，工作于2.4GHZ的频段，支持64/128 bit WEP，WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2等类型。认证采用WPA2-PSK AES，加密等级高，不容易被破解。平时作为热点使用，手机登录后，用于向手机传输视频数据。

实施例7

相对于上述1-6实施例，本发明的软件部分架构如图所示，第一层是各种应用程序，网络发送接收模块、用户输入相应模块、音视频采集发送模块。

第二层是各种库函数，实现P2P的网络传输库、C库、压缩算法库、数学库等，供上层应用程序来调用。

第三层是开源的linux系统，负责整个系统中各个进程调度、文件系统的管理、内存管理、各种外设的管理。

第四层是驱动层，负责管理系统的各个硬件，如：音频驱动、摄像头驱动、视频编码驱动、无线网络(WIFI)驱动、GPIO驱动、SD卡驱动等。

本发明一种优选的工作方式

（1）设备端开启后，加载WIFI驱动后，WIFI模块工作于AP模式，可供其他无线设备连接。

（2）手机或其他无线接收显示端设备打开WIFI，找到设备的热点，连接该热点。

（3）在手机或其他无线接收显示端设备上打开APP，在添加设备后，即可观看从设备端发来的视频。

本发明可采用IP或AP两种模式，但不限于以上两种模式。

将摄像头采集模块1插入需要观察的部位，照明单元内的LED 光源通过照明通道提供光线，保证能清楚进行观察和诊断，镜体内的电池为LED光源和主控电路提供电源，通过无线视频信号传输可以直接显示反应在无线接收端设备的显示屏上，可以灵活运用，更方便直观清晰地观察病灶位置图像，为手术准确顺利进行做指引参考，有效降低手术的风险和医师的手术难度；缩短降低了手术时间及刀口大小，极大减轻了病人的痛苦，满足生命科学发展和现代医疗的需求。