專利名稱：超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體是指一種上消化道內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)：
軟性內(nèi)窺鏡出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代光纖出現(xiàn)以后，它以柔韌的光纖傳導(dǎo)光源和影像，稱為光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡。主要種類有胃腸鏡、肺鏡、腎結(jié)石鏡等。光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡分頭端 (醫(yī)生手持操縱端)、遠(yuǎn)端(插入臟器端)及彎曲部分三部分組成。彎曲部分是密封的軟性套管，內(nèi)有兩種光導(dǎo)纖維光束，導(dǎo)光束和傳像束，它們都是由3萬至5萬根光導(dǎo)纖維組成的光導(dǎo)纖維束。由于它具有良好的柔軟性和方便的操作性能，在醫(yī)學(xué)上得到了廣泛的應(yīng)用。軟性內(nèi)窺鏡對其前端的操作利用機械導(dǎo)絲方式，其線徑都在一厘米左右。受檢者檢查時會有很強的不適感，許多患者采用麻醉方式以達(dá)到無痛檢查。細(xì)徑柔性光纖內(nèi)窺鏡是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型內(nèi)鏡，它的線徑可以達(dá)到1毫米，它可在無痛或極小創(chuàng)傷下進(jìn)入人體內(nèi)部位，對病變組織進(jìn)行觀測，并做出病理診斷。細(xì)徑柔性光纖內(nèi)窺鏡的實現(xiàn)有采用較少光纖數(shù)(幾千)的方式，但也減少了分辨率。 也有采用單光纖掃描方式。隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在CMOS圖象傳感器可以封裝到1. 8毫米，為細(xì)徑柔性光纖電子內(nèi)窺鏡的實現(xiàn)提供了條件。CMOS圖像傳感器所產(chǎn)生的圖像信號一般數(shù)字化后可以 LVDS電平用串口或并口的方式傳到接收模塊。為實現(xiàn)超細(xì)超柔的目的，傳輸導(dǎo)線的線徑必須很小，但是在傳輸距離較長時，這種電傳輸方式需要I/O 口較強的驅(qū)動能力，且導(dǎo)線在彎折時會對高頻信號質(zhì)量產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種采用將傳輸電信號在內(nèi)窺鏡前端轉(zhuǎn)換成光信號的方式進(jìn)行傳輸?shù)膬?nèi)窺鏡，以實現(xiàn)其超細(xì)超柔的目的。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，包括圖像采集單元、圖像傳輸光纖和數(shù)據(jù)處理單元；所述內(nèi)窺鏡還包括信號變換單元，其包括電光發(fā)射機將圖像采集單元的電信號轉(zhuǎn)化為光信號；光電接收機將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電信號；所述電光發(fā)射機與圖像采集單元電連接，其產(chǎn)生的光信號通過圖像傳輸光纖傳輸至光電接收機，并轉(zhuǎn)化為電信號，最后電信號進(jìn)入數(shù)據(jù)處理單元。進(jìn)一步改進(jìn)為，所述電光發(fā)射機為通訊用多個不同波長激光器或LED，經(jīng)過波分復(fù)用器件，通過一根光纖傳輸多路不同信號。通訊用激光器的波長為850nm、1310nm或 1550nm。圖像傳輸光纖為普通可彎折光纖。所述光電接受機通過解復(fù)用器件將波長分開， 各個波長接受器為PIN或APD光電二極管。內(nèi)窺鏡前端的圖像采集單元由光學(xué)鏡頭和CMOS圖像傳感器構(gòu)成，光源照明采用三根或更多光纖均勻分布在透鏡周圍。CMOS圖像傳感器串口電信號經(jīng)功放后驅(qū)動激光器， 激光器輸出光信號病耦合到光纖，傳到人體外部的光電接受機，所轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行時鐘、 數(shù)據(jù)恢復(fù)，并通過計算機進(jìn)行圖像處理、顯示和存儲。將CMOS圖像傳感器所產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)化為光信號后進(jìn)行傳輸，解決了電傳輸驅(qū)動能力不足、易受干擾的問題。利用CMOS圖像傳感器與光電發(fā)射機相結(jié)合，使傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡需要幾萬幾十萬根光纖進(jìn)行的像素傳輸，只需一根就可以實現(xiàn)。大大降低成本，并使細(xì)徑內(nèi)窺鏡的直徑可以達(dá)到1毫米以下。光纖采用光纖到戶所用的可彎折光纖，可以支持幾毫米的彎曲半徑仍能保持光功率不被衰減，具有很好的柔韌性能。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是本發(fā)明超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1如圖1所示，內(nèi)窺鏡前端光學(xué)透鏡采用2片式，自行設(shè)計，鏡頭為非球面，達(dá)到140 度的視場角和30mm的景深；采用低成本低功耗的CMOS圖像傳感器，其芯片封裝尺寸可小至 2mmX 2mm。光照采用白色大功率LED，如Phillips，作為光源并接多模光纖將照明光引入內(nèi)窺鏡前端，共三套照明光纖均勻分布在透鏡周邊；鏡身除照明光纖和圖像傳輸光纖外，還包括供電電源線兩根，線徑0. 1mm。這樣內(nèi)窺鏡前端的直徑可以在4mm以下，鏡身直徑可以小于 Imm0CMOS圖像傳感器所輸出的圖像數(shù)字信號以串行方式輸出，并驅(qū)動光電發(fā)射機的 850nm激光器；激光器采用直接調(diào)制方式，其輸出與一根多模光纖經(jīng)透鏡耦合。光信號在光纖傳輸過程中具有很好的抗干擾性，保證了帶狀線內(nèi)窺鏡的圖像質(zhì)量，也延長了整個設(shè)備的工作長度。光電接受機采用低噪聲PIN將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并進(jìn)行時鐘與數(shù)據(jù)的重建。圖像數(shù)據(jù)的處理可以在普通計算機上完成，并在硬盤中存儲和顯示器上顯示。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，包括圖像采集單元、圖像傳輸光纖和數(shù)據(jù)處理單元， 其特征在于所述內(nèi)窺鏡還包括信號變換單元，其包括電光發(fā)射機將圖像采集單元的電信號轉(zhuǎn)化為光信號；光電接收機將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電信號；所述電光發(fā)射機與圖像采集單元電連接，電光發(fā)射機產(chǎn)生的光信號通過圖像傳輸光纖傳輸至光電接收機，光電接收機與數(shù)據(jù)處理單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，其特征在于所述電光發(fā)射機為通訊用激光器或LED，經(jīng)過波分復(fù)用器件，通過一根光纖傳輸多路不同信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，其特征在于所述通訊用激光器的波長為850nm、1310nm或1550nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，其特征在于所述光電接受機通過解復(fù)用器件將波長分開，各個波長接受器為PIN或APD光電二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，其特征在于所述圖像傳輸光纖為可彎折光纖。
全文摘要
超柔性光電復(fù)合帶狀線內(nèi)窺鏡，包括圖像采集單元、圖像傳輸光纖和數(shù)據(jù)處理單元；所述內(nèi)窺鏡還包括信號變換單元，其包括電光發(fā)射機將圖像采集單元的電信號轉(zhuǎn)化為光信號；光電接收機將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電信號；所述電光發(fā)射機與圖像采集單元電連接，其產(chǎn)生的光信號通過圖像傳輸光纖傳輸至光電接收機，并轉(zhuǎn)化為電信號，最后電信號進(jìn)入數(shù)據(jù)處理單元。將傳輸電信號在內(nèi)窺鏡前端轉(zhuǎn)換成光信號再進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)了其光纖超細(xì)超柔的目的，解決了電傳輸驅(qū)動能力不足、易受干擾的問題。
文檔編號A61B1/273GK102240203SQ20101016987
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者冒曉平, 段曉東 申請人:無錫市華焯光電科技有限公司