專利名稱：一種內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
顯微內(nèi)窺鏡通過共聚焦的方式對組織進行顯微成像，在獲得體腔 內(nèi)組織顯微圖像領(lǐng)域做出了很多工作。
目前這種顯微內(nèi)窺鏡裝置中代表性的結(jié)構(gòu)如在美國專利
US7221824中，提出的一種顯微內(nèi)窺鏡裝置，該裝置中有光聚焦光路， 通過改變透鏡組的位置使得出射光的位置改變，從而實現(xiàn)對全視場進 行連續(xù)光掃描。其中，改變透鏡組的位置通過機械方法實現(xiàn)，從而可 以實現(xiàn)連續(xù)掃描，從而得到更高的分辨率。由于機械結(jié)構(gòu)和透鏡組的 大小有一定要求，導(dǎo)致該種顯微內(nèi)窺鏡裝置鏡體無法實現(xiàn)很小的直 徑。
另一種代表性的結(jié)構(gòu)如在美國專利US7129472中提出另一種顯 微內(nèi)窺鏡裝置，該裝置中使用光纖束傳導(dǎo)掃描光，然后通過光纖束收 集反射回來的光生成顯微圖像，通過改變光纖束導(dǎo)光的順序，從而實 現(xiàn)連續(xù)的光掃描。用這種方式，由于光纖東的直徑很小，鏡體可以實 現(xiàn)很小的直徑。但是這種方式的分辨率取決于光纖與光纖之間的距 離，導(dǎo)致圖像的分辨率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具備高分辨率和小直徑鏡體的內(nèi)窺鏡 裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用如下技術(shù)方案
一種內(nèi)窺鏡裝置，該裝置包括光源模塊，用于提供掃描光；內(nèi) 窺鏡，插入被檢體內(nèi)，包含有導(dǎo)光光纖束，所述內(nèi)窺鏡通過所述導(dǎo)光
5光纖束將所述掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；第一級掃描模塊，設(shè)置于所述光
源模塊內(nèi)或設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡的后端或為獨立模塊；第二級掃描模 塊，設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡的前端；掃描控制模塊，用于控制所述第一級 掃描模塊和第二級掃描模塊；信號處理模塊，用于檢測從所述被檢體 返回的反射光或熒光，并生成圖像數(shù)據(jù)；顯示模塊，用于顯示所述圖 像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。
其中，第一級掃描模塊使所述掃描光執(zhí)行直線或曲線光掃描；第 二級掃描模塊用于移動掃描所述內(nèi)窺鏡前端內(nèi)的光纖東或光學(xué)器件。
其中，所述內(nèi)窺鏡與所述光源模塊具有相同的、自由裝卸的裝卡 結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光光纖束在所述裝卡結(jié)構(gòu)末端呈直線或曲線或二維陣列 排布。
其中，所述第二掃描模塊包括套管；透鏡，放置于所述套管內(nèi)、 所述內(nèi)窺鏡的前端，固定于所述套管內(nèi)或在所述套管內(nèi)活動；掃描驅(qū) 動單元，與所述掃描控制模塊相連，使所述導(dǎo)光光纖東平動或扭動， 或使所述透鏡平動或擺動，或使所述導(dǎo)光光纖束平動或扭動的同時使 所述透鏡平動或擺動，執(zhí)行至少一維的直線或曲線光掃描。
其中，所述內(nèi)窺鏡包括信息存儲單元，該信息存儲單元存儲至少 包括所述導(dǎo)光光纖東的光纖數(shù)目以及光纖排布方式；所述光源模塊包 括信息讀取單元，用于讀取所述信息存儲單元內(nèi)的信息并上傳至所述 掃描控制模塊以及信號處理模塊；所述信號處理模塊，包括信號檢 測單元，檢測從所述被檢體內(nèi)返回的反射光或熒光并轉(zhuǎn)換成電信號； 圖像補償單元，根據(jù)所述信息存儲單元內(nèi)存儲的信息進行圖像釆集和 補償處理。
其中，所述內(nèi)窺鏡為探頭式，插入現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的手術(shù)通道到 達所述現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的前端，或作為現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的組成部分。
一種內(nèi)窺鏡裝置，該裝置包括光源模塊，用于提供掃描光；內(nèi) 窺鏡，插入被檢體內(nèi)，包含有導(dǎo)光光纖東和掃描模塊，所述內(nèi)窺鏡通
6過所述導(dǎo)光光纖束將所述掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；至少一個掃描控制
模塊，用于控制所述掃描模塊；攝像模塊，用于檢測從所述被檢體返 回的反射光或熒光并轉(zhuǎn)換成電信號；信號處理模塊，用于處理所述電 信號，并生成圖像數(shù)據(jù)；顯示模塊，用于顯示所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖 像。
其中，所述內(nèi)窺鏡與所述光源模塊具有相同的、自由裝卸的裝卡 結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光光纖束在所述裝卡結(jié)構(gòu)末端呈直線或曲線或二維陣列 排布。
其中，所述掃描模塊包括套管；透鏡，放置于所述套管內(nèi)、所 述內(nèi)窺鏡的前端，固定于所述套管內(nèi)或在所述套管內(nèi)活動；掃描驅(qū)動 單元，與所述掃描控制模塊相連，使所述導(dǎo)光光纖束平動或扭動，或 使所述透鏡平動或擺動，或使所述導(dǎo)光光纖束平動或扭動的同時使所 述透鏡平動或擺動，執(zhí)行至少一維的直線或曲線光掃描。
其中，所述內(nèi)窺鏡包括信息存儲單元，該信息存儲單元存儲至少 包括所述導(dǎo)光光纖東的光纖數(shù)目以及光纖排布方式信息；所述光源模 塊包括信息讀取單元，用于讀取所述信息存儲單元內(nèi)的信息并上傳至 所述掃描控制模塊以及信號處理模塊；所述信號處理模塊，還包括 圖像補償單元，根據(jù)所述信息存儲單元內(nèi)存儲的信息進行圖像釆集和 補償處理。
其中，所述內(nèi)窺鏡為探頭式，插入現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的手術(shù)通道到 達所述現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的前端，或作為現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的組成部分。


圖l為本發(fā)明內(nèi)窺鏡裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為第 一級掃描模塊由平面鏡組構(gòu)成的示意圖3-l為第一級掃描模塊由復(fù)合鏡構(gòu)成的示意圖3-2為復(fù)合鏡構(gòu)成示意圖4-l為導(dǎo)光光纖東直線排布方式示意圖；圖4-2為導(dǎo)光光纖束直線排布方式示意圖； 圖5-l為導(dǎo)光光纖東環(huán)狀排布方式示意圖； 圖5-2為導(dǎo)光光纖束環(huán)狀排布方式示意圖； 圖6-l為導(dǎo)光光纖東陣列排布方式示意圖； 圖6-2為導(dǎo)光光纖東陣列排布方式示意圖； 圖7-l至圖12為掃描驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13為第一級掃描模塊設(shè)置于內(nèi)窺鏡后端時裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14為本發(fā)明裝置插入現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置時的裝置示意圖； 圖15為本發(fā)明裝置作為現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的組成部分時的示意圖； 圖16為本發(fā)明裝置不包含第一級掃描模塊時的構(gòu)成示意圖。 圖中1、 la、 lb、 l':內(nèi)窺鏡裝置；2:光源模塊；3:第一級 掃描模塊；4:體腔內(nèi)組織；5:第二級掃描模塊；5'掃描模塊；6: 內(nèi)窺鏡；7:掃描控制模塊；8:顯示模塊；9:信號處理模塊；10: 照明光源；11:光源透鏡；12:分光鏡；13:聚光透鏡；14:成像透 鏡；15:信號檢測單元；15':攝像模塊；16:信號處理器；17:導(dǎo) 光光纖束；18:透鏡；19:棱鏡；20:扭動前導(dǎo)光光纖束位置；21: 扭動后導(dǎo)光光纖束位置；22-25:平面鏡；26:復(fù)合鏡；27:鏡框； 28:平面鏡；29-30:軸；31-33、 31a、 31b、 32a、 32b、 33a、 33b: 入口； 34:套管；35a、 35b、 35c、 35d、 36a、 36c、 36d:第一驅(qū)動 部件；37a、 37b、 37c、 37d、 38a、 38c、 38d:第二驅(qū)動部件；39b、 39b'、 40b、 40b，:擋板；41:手術(shù)通道；42:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡系統(tǒng)；43: 濾光片；44:信息存儲單元；45:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡光源模塊；46:現(xiàn)有內(nèi) 窺鏡圖像處理模塊；47:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置；48:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡照明光源； 49:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡聚光透鏡；50:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡攝像單元；51、現(xiàn)有內(nèi)窺 鏡成像透鏡；52:現(xiàn)有內(nèi)窺鏡導(dǎo)光光纖東；64-65:第三驅(qū)動部件； 66-67:第四驅(qū)動部件。
具體實施例方式
8本發(fā)明提出的內(nèi)窺鏡裝置，結(jié)合附圖和實施例詳細說明如下。 實施例l
如圖1所示，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡裝置，包括光源模塊2，用于提供 掃描光；內(nèi)窺鏡6，插入被檢體內(nèi)對體腔內(nèi)組織4進行觀察、包含有導(dǎo) 光光纖束17，內(nèi)窺鏡6通過導(dǎo)光光纖東17將掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；第 一級掃描模塊3，設(shè)置于光源模塊2內(nèi)或設(shè)置于內(nèi)窺鏡6的后端或為在 光源模塊2以及內(nèi)窺鏡6之間的獨立模塊；第二級掃描模塊5，設(shè)置于 內(nèi)窺鏡6的前端；至少一個掃描控制模塊7，用于控制第一級掃描模塊 3以及第二級掃描模塊5進行光掃描；信號處理模塊9，用于檢測從被 檢體返回的來自內(nèi)窺鏡6的反射光或熒光，并生成圖像數(shù)據(jù)；顯示模 塊8,用于顯示圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。
其中第一級掃描單元3用于使掃描光執(zhí)行直線或曲線方式的光 掃描；第二級掃描單元5用于移動掃描內(nèi)窺鏡6前端內(nèi)的光纖東或光 學(xué)器件，第一級掃描單元3使得掃描光通過導(dǎo)光光纖束17進入入射 光路到達內(nèi)窺鏡6前端，由于光纖束的直徑很小，鏡體可以實現(xiàn)很小 的直徑，但是這種方式的分辨率取決于光纖與光纖之間的距離，導(dǎo)光 光纖束17之間距離一定，圖像的分辨率不可調(diào)，而在經(jīng)過第二級掃 描模塊5的掃描，便可獲得所需分辨率的掃描光。
信號處理模塊9進一步包括信號檢測單元15，用于檢測從被檢 體內(nèi)返回的反射光或熒光并轉(zhuǎn)換成電信號；信號處理器16,用于處理 上述電信號并生成圖像數(shù)據(jù)。信號檢測單元15，為光電轉(zhuǎn)換器，設(shè)置 于信號處理器16與光源模塊2之間，將返回的反射光轉(zhuǎn)換為對應(yīng)圖像 的電信號；信號處理器16;還包括圖像補償單元，根據(jù)信息存儲單 元44存儲的內(nèi)窺鏡6的信息進行圖像釆集和補償處理。
內(nèi)窺鏡6為探頭式，可插入現(xiàn)有的其他內(nèi)窺鏡裝置的手術(shù)通道到 達內(nèi)窺鏡裝置的前端，或作為現(xiàn)有的其他內(nèi)窺鏡裝置的組成部分。內(nèi) 窺鏡6還包括信息存儲單元44，該信息存儲單元44存儲至少包括導(dǎo)
9光光纖束17的光纖數(shù)目以及光纖的排布方式等信息。
光源模塊2包括照明光源10為普通光或激光，提供掃描光；光 源透鏡ll，設(shè)置于光源10前端，使照明光源10發(fā)射出來的光變成平行 光；分光鏡12，設(shè)置于光源透鏡ll前，允許從光源透鏡ll入射的平行 掃描光投射，并反射反射光；聚光透鏡13,可設(shè)置于第一掃描單元3 與內(nèi)窺鏡后端之間，使掃描光聚焦，使返回的入射光變成平行光；成 像透鏡14,使返回的反射光信號聚焦；濾光片43，設(shè)置于分光鏡12 與成像透鏡14之間的光路上，用來觀察體腔內(nèi)組織4發(fā)出的熒光；還 包括信息讀取單元，用于讀取信息存儲單元44內(nèi)的信息并上傳至掃描 控制模塊7以及信號處理模塊9。
第二級掃描單元5包括套管34，套在內(nèi)窺鏡6前段外；透鏡 18,放置于套管34內(nèi)、內(nèi)窺鏡6的前端，固定于套管34內(nèi)或可在套 管34內(nèi)活動；掃描驅(qū)動單元，與掃描控制模塊7相連，使導(dǎo)光光纖 束17平動或扭動，或使透鏡18平動或擺動，或使導(dǎo)光光纖東17平 動或扭動的同時透鏡18平動或擺動，執(zhí)行至少一維的直線或曲線光 掃描。
第一級掃描單元3有幾種構(gòu)成方式已實現(xiàn)掃描光直線或曲線方 式的第一級掃描
如圖l所示，第一級掃描模塊3可為光源模塊2內(nèi)或獨立于光源 模塊2與內(nèi)窺鏡6后端設(shè)置的一塊與掃描控制模塊7相連的棱鏡19， 垂直于掃描光的入射光路放置，掃描光從棱鏡19的一面垂直入射， 從另一面射出，經(jīng)聚光透鏡13聚焦，進入導(dǎo)光光纖東17，在掃描控 制模塊7控制下，通過機電、靜電或電磁手段的驅(qū)動，棱鏡19可如 圖中的箭頭方向繞水平軸轉(zhuǎn)動，使出射光進行轉(zhuǎn)動掃描，從聚光透鏡 13射出的掃描光在導(dǎo)光光纖東17的入口進行環(huán)狀掃描。
如圖2所示，第一級掃描單元3可為光源模塊2內(nèi)或獨立于光源 模塊2與內(nèi)窺鏡6后端設(shè)置的兩塊平行的平面鏡22、 23組成的平面鏡組，與掃描控制模塊7相連，掃描光入射平面鏡22,反射到平面 鏡23上，然后射出進入導(dǎo)光光纖東17。在掃描控制模塊7的控制下， 平面鏡23可以進行特定方式的轉(zhuǎn)動，從而使出射的掃描光在導(dǎo)光光 纖束17入口進行特定方式的第一級掃描。
如圖3-l所示，第一級掃描單元3可為光源模塊2內(nèi)或獨立于光 源模塊2與內(nèi)窺鏡6后端設(shè)置的復(fù)合鏡26，如圖3-2所示該復(fù)合鏡 26包括環(huán)形鏡框27,以及安裝在鏡框27內(nèi)的平面鏡28,平掃描光 入射到平面鏡28上，然后反射進入導(dǎo)光光纖束17，在靜電或電磁手 段的驅(qū)動下，平面鏡28繞通過鏡框27的直徑的軸30轉(zhuǎn)動，鏡框27 繞與軸30垂直的軸29轉(zhuǎn)動，平面鏡28與鏡框27可同時轉(zhuǎn)動也可分 別轉(zhuǎn)動。當(dāng)鏡框27和平面鏡28同時轉(zhuǎn)動時，射出的掃描光便可以在 導(dǎo)光光纖東17入口進行掃描，在掃描控制模塊7的控制下，通過機 電、靜電或電磁手段的驅(qū)動，可以使鏡框27和平面鏡28進行特定方 式的轉(zhuǎn)動，從而使出射的掃描光在導(dǎo)光光纖束17的入口進行特定方 式的第一級掃描。
內(nèi)窺鏡6與光源模塊2具有相同的、可自由裝卸的裝卡結(jié)構(gòu)，不 同的內(nèi)窺鏡6具有含不同數(shù)目光纖的導(dǎo)光光纖東17，在裝卡結(jié)構(gòu)末 端導(dǎo)光光纖束17光纖呈直線或曲線或二維陣列排布。
結(jié)合不同的導(dǎo)光光纖東17的排布方式，第一級掃描單元可選擇 不同的工作方式實現(xiàn)不同方式的第一級掃描
如圖4-1以及圖4-2所示，內(nèi)窺鏡6入口 31處的導(dǎo)光光纖束17 光纖排布方式為直線型，通過掃描控制模塊7的控制，調(diào)節(jié)第一級掃 描單元3的工作方式，使從第一級掃描單元3出射的掃描光沿光纖排 布進行直線式的第一級掃描。具有相同直線型排布的不同光纖數(shù)目的 內(nèi)窺鏡6入口 31使用統(tǒng)一的樣式和結(jié)構(gòu)，如圖4-l所示，內(nèi)窺鏡6 入口 31a處光纖排布為單直線排布，光纖數(shù)目較多，入口空間填充較 滿；如圖4-2所示，內(nèi)窺鏡入口 31b處光纖排布也是相同的單直線排布，光纖數(shù)目較少，光纖只排布在內(nèi)窺鏡入口 31b中的一端，有很多 空間沒有被光纖填充。對于不同光纖數(shù)目的填充情況，沒有被光纖填 充的空間都用不導(dǎo)光材料填充至相統(tǒng) 一樣式。
圖5-l以及圖5-2所示，內(nèi)窺鏡入口 32處光纖排布為環(huán)狀排布， 控制第一級掃描單元3掃描方式為曲線掃描，掃描光從第一級掃描單 元3出射后進入導(dǎo)光光纖束17，通過掃描控制單元7的控制，調(diào)節(jié) 第一級掃描單元3的工作方式，可以使掃描光在內(nèi)窺鏡入口 32處進 行曲線式的第一級掃描。具有相同曲線式第一級掃描方式的不同光纖 數(shù)目的內(nèi)窺鏡入口 32用統(tǒng)一的樣式和結(jié)構(gòu)。如圖5-l所示，內(nèi)窺鏡 入口 32a處光纖排布為環(huán)狀排布，光纖數(shù)目較多，填充較滿；如圖 5-2所示，內(nèi)窺鏡入口 32b處光纖排布也是相同的環(huán)狀排布，光纖數(shù) 目較少，光纖只排布在內(nèi)窺鏡入口 32b中的一端，有很多空間沒有被 光纖填充，對于不同的光纖數(shù)目的填充情況，剩下的空間都用不導(dǎo)光 材料填充至統(tǒng)一樣式。
如6-l以及圖6-2所示，內(nèi)窺鏡入口 33處光纖排布為陣列排布， 此時第一級掃描單元3的掃描方式為二維陣列掃描。掃描光從第一級 掃描單元3中出射后進入光纖束17,通過掃描控制單元7的控制， 調(diào)節(jié)第一級掃描單元3的工作方式，可以使掃描光在內(nèi)窺鏡入口 33 處進行二維陣列式第一級光掃描。同樣具有相同曲線式第一級光掃描 方式的不同光纖數(shù)目的內(nèi)窺鏡入口 33用統(tǒng)一的樣式和結(jié)構(gòu)。如圖6-1 所示，內(nèi)窺鏡入口 33a處光纖排布為二維陣列排布，光纖數(shù)目較多， 填充較滿。如圖6-2所示，內(nèi)窺鏡入口 33b處光纖排布也是相同的二 維陣列排布，光纖數(shù)目較少，光纖只排布在內(nèi)窺鏡入口 33b中的一角， 有很多空間沒有被光纖填充，對于不同的光纖數(shù)目的填充情況，剩下 的空間都用不導(dǎo)光材料填充至統(tǒng) 一樣式。
由于具有相同光掃描方式的不同光纖數(shù)目的內(nèi)窺鏡入口 31或32 或33有統(tǒng)一的樣式和結(jié)構(gòu)，使得光源裝置2與內(nèi)窺鏡6之間的連接
12處也可以使用統(tǒng)一的樣式和結(jié)構(gòu)。這樣，具有相同第一級掃描方式的 不同光纖數(shù)目的內(nèi)窺鏡裝置1的光源模塊2樣式和結(jié)構(gòu)是相同的，并 且可以拆換。
為實現(xiàn)第二級掃描單元5對掃描光的多種方式的掃描，掃描驅(qū)動
單元也有多種構(gòu)成方式
當(dāng)透鏡18固定于套管34壁上時，如圖7-l所示的裝置可實現(xiàn)第 二級掃描單元5使導(dǎo)光光纖束17末端平動的掃描方式。
其掃描驅(qū)動單元包括壓電陶瓷或形狀記憶合金材料的第一驅(qū)動 部件35a、 36a,緊靠導(dǎo)光光纖束17，固定于套管34內(nèi)壁，且與掃描 控制模塊7相連，在掃描控制模塊7控制下徑向或垂直徑向方向形變； 彈性橡膠制成的第二驅(qū)動部件37a、 38a，緊靠導(dǎo)光光纖束17，固定 于套管34內(nèi)壁上與第一驅(qū)動部件35a、 36a相對位置放置。如圖7-2 所示第一驅(qū)動部件35a、 36a和第二驅(qū)動部件37a、 38a彼此等間距地 放置在導(dǎo)光光纖東17末端四周，用兩個彈性環(huán)膜套在導(dǎo)光光纖東17 的末端，環(huán)膜內(nèi)周與導(dǎo)光光纖束17緊密連接，外周與套管34內(nèi)壁緊 密連接，這樣將第一驅(qū)動部件35a、 36a和第二驅(qū)動部件37a、 38a密 封在空腔內(nèi)；腔內(nèi)填充潤滑劑，如石墨粉，使導(dǎo)光光纖束17末端與 第一驅(qū)動部件35a、 36a和第二驅(qū)動部件37a、 38a之間可以自由滑動。 在掃描控制模塊7的控制下，第一驅(qū)動部件35a接收電信號徑向伸展， 帶動導(dǎo)光光纖束17末端在第二驅(qū)動部件38a和第一驅(qū)動部件36a表 面沿徑向滑動，并壓縮第二驅(qū)動部件37a;同樣，第一驅(qū)動部件36a 也可以在電信號驅(qū)動下沿垂直第一驅(qū)動部件35a的伸展方向發(fā)生形 變。這樣，導(dǎo)光光纖東17末端便可以在第一驅(qū)動部件35a、 36a的帶 動下在切面內(nèi)自由運動，從而實現(xiàn)光掃描。為了保持平衡以確保導(dǎo)光 光纖東17末端進行平動，第一驅(qū)動部件35a、36a和第二驅(qū)動部件37a、 38a的大小應(yīng)該基本一致。
如圖8所示，該掃描驅(qū)動單元的構(gòu)成方式，可實現(xiàn)第二級掃描單元5的使導(dǎo)光光纖東17末端扭動的光掃描方式。
該掃描驅(qū)動單元包括第一擋板39b、 39b'，對稱固定在導(dǎo)光光 纖束17的內(nèi)壁上；第二擋板40b、 40b'，對稱固定在套管34的內(nèi)壁 上壓電陶瓷或形狀記憶合金材料的第一驅(qū)動部件35b,放置于導(dǎo)光 光纖東17—側(cè)，兩端分別固定在第一擋板39b、第二擋板40b上， 與掃描控制模塊7相連；彈性橡膠材料的第二驅(qū)動部件37b,放置于 導(dǎo)光光纖東17另一側(cè)與第一驅(qū)動部件35b對稱位置，兩端分別固定 在第一擋板39b，、第二擋板40b，上。在掃描控制單元7的控制下， 第一驅(qū)動部件35b接受電信號發(fā)生沿圓周方向的形變，推動擋板3% 和導(dǎo)光光纖束17末端轉(zhuǎn)動，擋板39b'壓縮第二驅(qū)動部件37b，這樣， 導(dǎo)光光纖東17末端便可以在第一驅(qū)動部件35b帶動下在切面內(nèi)扭動， 從而實現(xiàn)上述方式的光掃描。
透鏡18可在套管34內(nèi)活動時，如圖9-l所示的裝置，可實現(xiàn)第 二級掃描單元5的使透鏡18平動或擺動的掃描方式。
其掃描驅(qū)動單元包括壓電陶瓷或形狀記憶合金材料的第一驅(qū)動 部件35c、 36c，緊靠透鏡18,固定于套管34內(nèi)壁，且與掃描控制模 塊7相連；彈性材料的第二驅(qū)動部件37c、 38c,緊靠透鏡18，固定 于套管34內(nèi)壁上與第一驅(qū)動部件35c、 36c相對放置。圖9-2所示， 第一驅(qū)動部件35c、 36c和第二驅(qū)動部件37c、 38c彼此等間距地放置 在透鏡18四周，貼近透鏡18的表面都有凹槽，透鏡18外邊緣用一 層殼保護，插入凹槽內(nèi)，凹槽內(nèi)有潤滑劑，使透鏡18可在凹槽內(nèi)自 由滑動。在掃描控制模塊7的控制下，第一驅(qū)動部件35c、 36c接收 電信號發(fā)生徑向形變，帶動透鏡18在切面內(nèi)運動，從而實現(xiàn)掃描。 為了保持平衡以確保透鏡18進行平動，第一驅(qū)動部件35c、 36c和第 二驅(qū)動部件37c、 38c的大小應(yīng)該基本一致。
若在掃描控制模塊7的控制下，第一驅(qū)動部件35c、 36c接收電 信號分別發(fā)生沿鏡體方向的形變，帶動透鏡18擺動，從而實現(xiàn)又一
14種方式的光掃描。
同樣是透鏡18固定在套管34上的結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖10所示裝置， 可實現(xiàn)第二級掃描單元5使導(dǎo)光光纖東17末端扭動的光掃描方式。
如圖10所示，其掃描驅(qū)動單元包括壓電陶瓷或形狀記憶合金 材料的第一驅(qū)動部件35d、 36d，緊靠導(dǎo)光光纖束17，固定在套管34 內(nèi)壁上，與掃描控制模塊7相連；彈性材料的第二驅(qū)動部件37d、38d， 緊靠導(dǎo)光光纖東17，固定在套管34內(nèi)壁、第一驅(qū)動部件35d、 36d 上方。在掃描控制模塊7的控制下，第一驅(qū)動部件35d接收電信號徑 向伸展，帶動導(dǎo)光光纖東17，并壓縮第二驅(qū)動部件37d;同樣，第一 驅(qū)動部件36d也可以在電信號驅(qū)動下沿垂直第一驅(qū)動部件36d的伸展 方向發(fā)生形變。這樣，導(dǎo)光光纖束17末端便可以在第一驅(qū)動部件35d、 36d的帶動下發(fā)生扭動，從而實現(xiàn)上述方式的光掃描。圖10中，20 表示扭動前光纖東的位置，21表示扭動后光纖東的位置。在這種方 式下，第一驅(qū)動部件35d、 36d位于導(dǎo)光光纖束17后端，移動較小位 移，便能帶動導(dǎo)光光纖東17前端移動較大位移。為了保持平衡，第 一驅(qū)動部件35d、 36d和第二驅(qū)動部件37d、 38d的大小應(yīng)該基本一致。
如圖11-1、 11-2所示裝置可實現(xiàn)第二級掃描單元5使透鏡18擺 動的掃描方式。
該掃描驅(qū)動單元包括形狀記憶合金一一人工肌肉構(gòu)成的第三驅(qū) 動部件64、 65,緊靠透鏡18，與掃描控制模塊7相連。在掃描控制 模塊7的控制下，第三驅(qū)動部件64、 65接收電信號分別收縮，帶動 透鏡18擺動，從而實現(xiàn)上述方式的光掃描。圖ll-l是第三驅(qū)動部件 65收縮前透鏡18的位置，圖11-2是第三驅(qū)動部件65收縮后透鏡18 的位置。
圖12所示裝置可實現(xiàn)第二級掃描單元5使導(dǎo)光光纖束17末端和 透鏡18執(zhí)行組合動作的光掃描方式
該掃描驅(qū)動單元包括第四驅(qū)動部件66、 67， 二者皆為壓電陶瓷構(gòu)成的壓電傳感器，其中第四驅(qū)動部件66緊靠導(dǎo)光光纖東17，固
定于套管34內(nèi)壁上，與掃描控制模塊7相連，第四驅(qū)動部件67緊靠 透鏡18,且與掃描控制模塊7相連，在掃描控制模塊控制7下徑向 或垂直徑向方向形變。第四驅(qū)動部件66帶動導(dǎo)光光纖東17末端運動， 第四驅(qū)動部件67帶動透鏡18運動，執(zhí)行的組合動作有導(dǎo)光光纖束 17末端平動的時候透鏡18擺動，導(dǎo)光光纖束17扭動的時候透鏡18 平動，導(dǎo)光光纖東17末端和透鏡18同時平動，在導(dǎo)光光纖東17末 端扭動的同時透鏡18擺動等。
本實施例的內(nèi)窺鏡裝置1的掃描模塊包括第一級掃描單元3和第 二級掃描單元5，其工作過程是照明光源10發(fā)出掃描光，經(jīng)光源 透鏡11后發(fā)散的掃描光變成平行光，再經(jīng)過分光鏡12透射到聚光透 鏡13上，然后射入第一級掃描單元3;掃描控制模塊7控制第一級 掃描單元3工作，使得從第一級掃描單元3中出射的光可以在導(dǎo)光光 纖束17的入口處進行特定方式的第一級掃描；掃描光通過導(dǎo)光光纖 東17傳導(dǎo)到內(nèi)窺鏡6的前端，通過透鏡18后會聚照射到體腔內(nèi)組織 4上；掃描控制模塊7控制掃描第二級掃描單元工作，使透鏡18出 射的光可以在體腔內(nèi)組織4上以特定方式進行第二級光掃描；從體腔 內(nèi)組織4上反射回來的光同樣經(jīng)過透鏡18、導(dǎo)光光纖束17、第一級 掃描單元3后投射到分光鏡12上發(fā)生反射，經(jīng)過成像透鏡14后進入 信號檢測單元15，將反射光信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)圖像電信號；輸出的圖 像電信號經(jīng)信號處理器16的處理，在顯示模塊8上顯示出圖像。 實施例2
本實施例的內(nèi)窺鏡裝置1與實施例1中的內(nèi)窺鏡裝置1基本相 同，其第一級掃描單元3設(shè)置于內(nèi)窺鏡6的后端，如圖13所示，第 一級掃描單元3中平面鏡組放入內(nèi)窺鏡6體內(nèi)，平面鏡組包含有兩塊 平行的平面鏡24、 25,掃描光入射平面鏡24，反射到平面鏡25上， 然后射出進入導(dǎo)光光纖束17，在掃描控制模塊7控制下，通過電機、靜電或電磁手段的驅(qū)動，平面鏡25可如圖箭頭所示進行特定方式的
轉(zhuǎn)動，當(dāng)平面鏡25進行轉(zhuǎn)動時，出射的掃描光便可以在導(dǎo)光光纖束 17入口處進行特定方式的掃描。
實施例1中所描述的第一掃描模塊3的棱鏡和復(fù)合鏡的構(gòu)造形式 同樣可對應(yīng)的放在本實施例內(nèi)窺鏡6體內(nèi)。 實施例3
如圖14所示，本實施例中的內(nèi)窺鏡裝置la作為一個探頭插入到具 有現(xiàn)有內(nèi)窺鏡光源模塊45和現(xiàn)有內(nèi)窺鏡圖像處理模塊46的現(xiàn)有內(nèi)窺 鏡裝置47的手術(shù)通道41中進行使用的。而該組裝的裝置具有提供掃 描光的本發(fā)明內(nèi)窺鏡裝置的光源模塊2，第一級掃描模塊3，為插入到 被檢體內(nèi)對體腔內(nèi)組織4進行觀察的具有第二級掃描模塊5的內(nèi)窺鏡 6，控制第一級掃描模塊3和第二級掃描模塊5的掃描控制模塊7，收集 來自內(nèi)窺鏡6的圖像信號并進行信號處理上的信號處理模塊9，和將圖 像顯示的圖像顯示模塊8。
其中第一級掃描模塊3以及第二級掃描模塊5的構(gòu)成與實施例1中 所描述的構(gòu)成一致，第一級掃描的掃描方式以及第二級掃描的掃描方 式也可為實施例中描述的任意一種。 實施例4
如圖15所示，本實施例所示的內(nèi)窺鏡裝置lb是現(xiàn)有內(nèi)窺鏡系統(tǒng)42 的一部分，整個內(nèi)窺鏡系統(tǒng)42是一體式的，可以成顯微圖像和通常內(nèi) 窺鏡圖像。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)42具有提供掃描光和照明光的本發(fā)明的內(nèi)窺 鏡裝置的光源模塊2，第一級掃描模塊3、作為插入到被檢體內(nèi)對體腔 內(nèi)組織4進行觀察的具有第二級掃描模塊5的內(nèi)窺鏡6、控制第一級掃 描模塊3和第二級掃描模塊5的掃描控制模塊7、現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的光源模 塊45,包括現(xiàn)有內(nèi)窺鏡照明光源48,現(xiàn)有內(nèi)窺鏡聚光透鏡49，魂有內(nèi) 窺鏡攝像單元50，現(xiàn)有內(nèi)窺鏡成像透鏡51，現(xiàn)有內(nèi)窺鏡導(dǎo)光光纖東52, 現(xiàn)有內(nèi)窺鏡圖像處理模塊46,本發(fā)明內(nèi)窺鏡裝置的信號處理模塊9，包括將反射的掃描光轉(zhuǎn)化為對應(yīng)圖像的電信號的信號檢測單元15,即 光電轉(zhuǎn)換器，將掃描圖像電信號和普通內(nèi)窺鏡圖像信號處理后在顯示
模塊8上顯示信號處理器16。
本實施例中的內(nèi)窺鏡裝置lb與實施例1中的內(nèi)窺鏡裝置1的構(gòu) 成方式基本相同，光路中加入了濾光片43。如圖1所示，內(nèi)窺鏡裝 置1的光路中有特定波長的濾光片43,濾掉普通反射光后，可以用 來觀察體腔內(nèi)組織4發(fā)出的熒光。在光源模塊2中，濾光片43放置 在成像透鏡14遠離信號檢測單元15光電轉(zhuǎn)換器的一側(cè)。信號處理模 塊9中有對應(yīng)的熒光圖像處理的單元。濾光片43也可放在成像透鏡 14靠近光電轉(zhuǎn)換器的一側(cè)。 實施例5
如圖16所示，內(nèi)窺鏡裝置r包括提供掃描光的光源模塊2、 作為插入到被檢體內(nèi)對體腔內(nèi)組織4進行觀察的具有掃描模塊5，的 內(nèi)窺鏡6、控制掃描模塊5'的掃描控制模塊7、收集體腔內(nèi)組織4 的反射光或熒光并轉(zhuǎn)化為電信號、設(shè)置于信號處理模塊9與光源模塊 2之間的的攝像模塊15'、接收攝像模塊15'的電信號、處理并生成 圖像數(shù)據(jù)號并進行處理的信號處理模塊9，顯示上述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的 圖像的顯示模塊8。
其中，攝像模塊15'是CCD;掃描模塊5'與實施例1中的第 二級掃描模塊5構(gòu)成相同，其中掃描驅(qū)動單元可為實施例1中第二級 掃描模塊5的幾種構(gòu)成方式中的任意一種。
對本實施例的內(nèi)窺鏡裝置l'，同樣可以進行上述實施例3、 4中 涉及的探頭式和一體式改動，以及實施例4中用于觀察熒光的改動。
以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān) 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明 的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，該裝置包括光源模塊，用于提供掃描光；內(nèi)窺鏡，插入被檢體內(nèi)，包含有導(dǎo)光光纖束，所述內(nèi)窺鏡通過所述導(dǎo)光光纖束將所述掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；第一級掃描模塊，設(shè)置于所述光源模塊內(nèi)或設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡的后端或為獨立模塊；第二級掃描模塊，設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡的前端；掃描控制模塊，用于控制所述第一級掃描模塊和第二級掃描模塊；信號處理模塊，用于檢測從所述被檢體返回的反射光或熒光，并生成圖像數(shù)據(jù)；顯示模塊，用于顯示所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。
2、 如權(quán)利要求i所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述第一級掃描模塊使所述掃描光執(zhí)行直線或曲線光掃描；所述第二級掃描模塊用于移動掃描所述內(nèi)窺鏡前端內(nèi)的光纖東或光學(xué)器件。
3、 如權(quán)利要求i所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡與所述光源模塊具有相同的、自由裝卸的裝卡結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光光纖束在所述裝卡結(jié)構(gòu)末端呈直線或曲線或二維陣列排布。
4、 如權(quán)利要求i所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述掃描模塊包括套管；透鏡，放置于所述套管內(nèi)、所述內(nèi)窺鏡的前端，固定于所述套管內(nèi)或在所述套管內(nèi)活動；掃描驅(qū)動單元，與所述掃描控制模塊相連，使所述導(dǎo)光光纖東平動或扭動，或使所述透鏡平動或擺動，或使所述導(dǎo)光光纖東平動或扭動的同時使所述透鏡平動或擺動，執(zhí)行至少一維的直線或曲線光掃描。
5、 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡包括信息存儲單元，該信息存儲單元存儲至少包括所述導(dǎo)光光纖束的光纖數(shù)目以及光纖排布方式；所述光源模塊包括信息讀取單元，用于讀取所述信息存儲單元內(nèi)的信息并上傳至所述掃描控制模塊以及信號處理模塊；所述信號處理模塊包括信號檢測單元，檢測從所述被檢體內(nèi)返回的反射光或熒光并轉(zhuǎn)換成電信號；圖像補償單元，根據(jù)所述信息存儲單元內(nèi)存儲的信息進行圖像釆集和補償處理。
6、 如權(quán)利要求l-5任一項所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡為探頭式，插入現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的手術(shù)通道到達所述現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的前端，或作為現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的組成部分。
7、 一種內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，該裝置包括光源模塊，用于提供掃描光；內(nèi)窺鏡，插入被檢體內(nèi)，包含有導(dǎo)光光纖東和掃描模塊，所述內(nèi)窺鏡通過所述導(dǎo)光光纖東將所述掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；至少一個掃描控制模塊，用于控制所述掃描模塊；攝像模塊，用于檢測從所述被檢體返回的反射光或熒光并轉(zhuǎn)換成電信號；信號處理模塊，用于處理所述電信號，并生成圖像數(shù)據(jù)；顯示模塊，用于顯示所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。
8、 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡與所述光源模塊具有相同的、自由裝卸的裝卡結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光光纖束在所述裝卡結(jié)構(gòu)末端呈直線或曲線或二維陣列排布。
9、 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述掃描模塊包括套管；透鏡，放置于所述套管內(nèi)、所述內(nèi)窺鏡的前端，固定于所述套管內(nèi)或在所述套管內(nèi)活動；掃描驅(qū)動單元，與所述掃描控制模塊相連，使所述導(dǎo)光光纖東平動或扭動，或使所述透鏡平動或擺動，或使所述導(dǎo)光光纖束平動或扭動的同時使所述透鏡平動或擺動，執(zhí)行至少一維的直線或曲線光掃描。
10、 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡包括信息存儲單元，該信息存儲單元存儲至少包括所述導(dǎo)光光纖束的光纖數(shù)目以及光纖排布方式信息；所述光源模塊包括信息讀取單元，用于讀取所述信息存儲單元內(nèi)的信息并上傳至所述掃描控制模塊以及信號處理模塊；所述信號處理模塊還包括圖像補償單元，根據(jù)所述信息存儲單元內(nèi)存儲的信息進行圖像釆集和補償處理。
11、 如權(quán)利要求7-10任一項所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡為探頭式，插入現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的手術(shù)通道到達所述現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的前端，或作為現(xiàn)有內(nèi)窺鏡裝置的組成部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡裝置，該裝置包括用于提供掃描光的光源模塊(2)；插入被檢體內(nèi)的內(nèi)窺鏡(6)，通過其所包含的導(dǎo)光光纖束(17)將掃描光導(dǎo)入被檢體內(nèi)；設(shè)置于光源模塊(2)內(nèi)或設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡(6)的后端或獨立設(shè)置的第一掃描模塊(3)；設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡(6)的前端的第二級掃描模塊(5)，第一級掃描模塊(3)和第二級掃描模塊(5)使得掃描光進行特定方式的掃描；用于控制第一級掃描模塊(3)和第二級掃描模塊(5)的掃描控制模塊(7)；用于檢測從所述被檢體返回的反射光或熒光，并生成圖像數(shù)據(jù)的信號處理模塊(9)；以及用于顯示所述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像的顯示模塊(8)。本發(fā)明裝置具備高分辨率和小直徑鏡體。
文檔編號A61B1/04GK101518435SQ200910081528
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者謝天宇, 鵬 陳, 陳可人 申請人:北京大學(xué)