手持式微创手术视频实时传输系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内窥镜视频传输领域，尤其涉及一种新型手持式微创手术视频实时传输系统及方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]医用内窥镜临床技术是微创医疗技术中出现时间最早、发展最为成熟的技术之一。内窥镜微创手术具有创伤小、手术时间短、术后康复快等特点，备受医患双方的青睐。
[0004]传统的胸腔镜和腹腔镜主要是由光学摄像前端、手柄、视频处理机和冷光源组成。整个系统功耗大，一般总功耗在10w以上。传统腹腔镜采用塔式叠层结构，体积大，部件多，系统操作复杂，维护成本大。目前的微创手术摄像系统主要由外国厂家控制，主要有奥林巴斯，史赛克和狼牌等。销售价格普遍在60万到120万人民币，价格昂贵，大大提高了医院和患者的成本。因此，市场急需一种结构简单，操作方便，成本较低的微创手术视频传输系统。
[0005]目前，市场上在售的产品主要是冷光源通过光纤为镜头提供补光，镜头通过光学成像把影像传输到后端的影像传感器和处理器上来处理。因此需要冷光源和光学成像传输管道，增大了系统的体积。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的内窥镜视频传输产品体积大，价格昂贵的缺陷，提供一种结构简单、体积小、价格便宜的手持式微创手术视频实时传输系统及方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种手持式微创手术视频实时传输系统，包括影像前端、手柄和高清输出线缆，影像前端包括定位管，该定位管外部设有不锈钢管，该定位管内安装有光源、光学影像模块和低照度的影像传感器，所述光源为LED灯模块；手柄上设有按键，手柄内设有按键板，与按键连接，手柄内还设有图像处理主板，该图像处理主板通过影像传输线与影像传感器连接。
[0008]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述光源为环形或者半球形的LED灯模块。
[0009]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述光学影像模块包括影像镜片、透光片、前端帽、散热支撑架和光学镜头，影像镜片和透光片置于LED灯模块前方，并固定在前端帽上，光学镜头穿过LED灯模块，并通过散热支撑架固定，所述散热支撑架与所述不锈钢管直接接触。
[0010]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述影像镜片为全透明玻
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[0011]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，该系统还包括影像支持座和顶块，固定该光学影像模块和影像传感器。
[0012]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述光源上还可设有温度控制器，实现过高温度的自我保护。
[0013]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述光学镜头包括顺次排列的四个镜头，其中第二、三两个镜头之间设有光阑，第四个镜头后方设有带通滤光片。
[0014]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输系统中，所述低照度的影像传感器中包括A/D转换器，与图像处理主板连接，将获取的影像转化为数字信号，再发送给图像处理主板。
[0015]本发明还提供了一种手持式微创手术视频实时传输方法，基于上述的系统，包括以下步骤:
51、LED灯模块为光学影像模块提供光束，该LED灯模块置于影像前端内，该影像前端插在患者体内；
52、光学影像模块通过高清光学镜头将患者体内的图像传输给低照度的影像传感器；
53、A/D转换器将影像传感器得到的图像转换为数字信号，并传输给图像处理主板处理；
54、图像处理主板对数字信号进行处理，并将处理后的信号通过影像传输线发送给显示端。
[0016]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输方法中，A/D转换器集成在影像传感器内。
[0017]本发明所述的手持式微创手术视频实时传输方法中，步骤S2中，高清光学镜头通过透镜收集光线并对光束进行整形，消除整个光学成像系统的前组色差，并通过光阑限制成像光束的口径，通过光焦度高的透镜对光束进行整理并形成成像能力，消去整个光学成像系统后组的轴外像差；再通过透镜校正整个光学成像系统前组剩余色差，平衡整个光学成像系统的光焦度分配；最后通过带通滤光片进行滤光。
[0018]本发明产生的有益效果是:本发明的手持式微创手术视频实时传输系统采用了低照度的高清影像传感器，在影像前端使用高亮度小体积的LED灯，再结合手柄内的图像处理主板的处理，实现了全高清图像的实时输出，影像前端在进行微创手术时可直接插入患者体内，由于LED灯置于影像前端，图像处理主板都集成在手柄内，使得整个系统体积小，轻巧便利；且整个系统功耗低，性价比高，维护简单。
[0019]
【附图说明】
[0020]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例手持式微创手术视频实时传输系统的整体透视图；
图2是本发明实施例手持式微创手术视频实时传输系统的外观视图；
图3a是本发明实施例手持式微创手术视频实时传输系统的整体透视图一；
图3b是本发明实施例手持式微创手术视频实时传输系统的整体透视图二 ；
图4是本发明一个实施例中图1的A部分的放大示意图；
图5是本发明另一个实施例中图1的A部分的放大示意图； 图6是本发明一个实施例的影像前端的爆炸图；
图7是本发明另一个实施例的影像前端的爆炸图；
图8是本发明实施例环形LED灯模块的示意图；
图9是本发明实施例半环形LED灯模块的示意图；
图10是本发明实施例的光学镜头的光路图。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]本发明实施例的手持式微创手术视频实时传输系统，可用于腹腔手术、胸腔手术、泌尿科手术和妇产科手术等领域，本发明以电子内窥镜的手术视频实时传输系统为例。如图1和图2所示，包括影像前端a、手柄b和高清输出线缆C。影像前端a与手柄b通过接插件连接，高清输出线缆c通过手柄b的末端接出。如图3-5所示，影像前端a包括定位管10，该定位管10外部设有不锈钢管11。定位管10用于定位整个影像前端a。不锈钢管11为医用不锈钢管，为整个光学系统提供保护，并且便于消毒杀菌。影像前端a可以设计为永久性使用的影像前端，影像前端和手柄可通过防水型的定制卡扣式接插件连接，该接插件需要保证高速信号的传输，该结构可进行高温高压消毒。也可以设计为一次性使用的影像前端，从而为医生的消毒杀菌带来便利和安全。
[0024]该定位管10内安装有光源4、光学影像模块和影像传感器6 ;手柄b上设有按键，手柄b内设有按键板13，与按键连接，手柄b内还设有图像处理主板14，该图像处理主板14通过影像传输线9与影像传感器6-3连接。光源4给光学影像模块提供需要的光束，光学影像模块可包括一 1SOp全高清光学镜头，该高清光学镜头将图像传输给低照度的影像传感器的感光窗口，影像传感器可集成A/D转化器，将获得的光学图像进行数字化处理，然后将处理的数字信号传输给图像处理主板14。
[0025]按键板13也与图像处理主板14连接。该电子内窥镜设置4个按键，分别是白平衡按键、菜单选择键，菜单滚动选择键(或者冻结键)和灯的亮度调节按键。白平衡按键用来手动进行白平衡，菜单键用来选择菜单界面参数设置和电子镜工作模式，滚动选择键(或者冻结键，实现多当前画面的冻结)将根据菜单键的内容来选择需要的功能和设置，当选中需要的内容和功能时，再次按下菜单键，激活选中的功能。亮度调节键用来调节高亮度LED模块的亮度。按键可以进行扩展，例如可以增加电源开关键等。
[0026]光源4为环形或者半球形的LED。LED的功耗比较低，属于环保型绿色光源。如图3b、4、7、9所示，光源4为半环形的LED灯模块。如图3a、5、6、8所示，光源4为环形的LED灯模块。图8和图9中的LED用方框表示。高亮度的LED灯模块可由几颗LED灯构成，每个LED灯模块可以根据需求设置成2~4个高亮度LED。可将多颗LED以环形或者半环形的方式排布，以形成半环形或者环形的LED灯模块。LED灯模块的亮度可以根据实际需求通过PWM调节。如图3a和图3b所示，LED灯模块通过连接线12与图像处理主板14连接，由图像处理主板14提供驱动和控制。
[0027]如图4、5、6和7所示，本发明实施例的所述光学影像模块包括影像镜片1、透光片2、前端帽3、散热支撑架5、光学镜头6-1和镜头支撑盖6-2，影像镜片I和透光片2置于LED灯模块的前方，并固定在前端帽3上，前端帽3主要用来固定影像镜