用于特別是醫(yī)療用途的內(nèi)窺鏡設備的制作方法
【專利摘要】主題是一種內(nèi)窺鏡設備(1)，該內(nèi)窺鏡設備包括用于至少部分地插入到身體或腔體中以對肉眼難以看到的物體或部位進行觀察或成像的光學導引頭(2)。這種內(nèi)窺鏡設備的光學導引頭由具有折射率梯度的光學桿形成。
【專利說明】用于特別是醫(yī)療用途的內(nèi)窺鏡設備

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明的領域是用于對肉眼難以看到的器官、管道或腔體的內(nèi)部進行探測和觀察的內(nèi)窺鏡儀器的領域。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及一種包括光學導引頭的內(nèi)窺鏡設備，該光學導引頭被設計成插入到身體或腔體中以使得人眼難以看到的物體或部位可視化或?qū)⒅糯蟆?br> [0003]本發(fā)明具有多種應用，尤其是在針對用于診斷和/或治療目的的人體的器官的內(nèi)部檢查的醫(yī)療成像領域(操作的內(nèi)窺鏡)或在用于對空心體和機械部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行觀察和檢查的工業(yè)領域中具有多種應用。

【背景技術】
[0004]在此文獻的以下部分中將力求更具體地描述醫(yī)學成像領域中以及更特別地是在本專利申請的
【發(fā)明者】所面臨的眼部成像領域(對眼睛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察)中存在的問題和困難。當然，本發(fā)明并不限于這種特別的應用領域，而是還關注用于處理類似或近似問題和困難的任何內(nèi)窺鏡設備(或內(nèi)窺鏡)。
[0005]目前用于檢查人眼的結(jié)構(gòu)的內(nèi)窺鏡設備包括用來穿過患者的器官的被稱為光學導引頭的剛性侵入性部件。這個光學導引頭通常由具有幾毫米的外徑的金屬管(例如具有
0.9毫米的外徑的不銹鋼管)形成，該金屬管容納有由一系列光學透鏡形成的或由用粘接劑粘合的光纖束形成的光學系統(tǒng)。
[0006]通常地，光纖束通過適配器連接至圖像傳感器(如視頻攝像機)，圖像傳感器本身連接至顯示屏。光纖束能夠?qū)⒈挥^測物體的圖像輸送至圖像傳感器，在這些圖像成形之后，將圖像再實時地傳輸至顯示屏。
[0007]金屬管還設置有通過光纖照明的系統(tǒng)，該光纖用于將光從設置有光源的外部封裝件一直輸送至觀察區(qū)域。
[0008]夾持裝置固定地接合至金屬管以利于對內(nèi)窺鏡和空間定位的操作。
[0009]然而，這種類型的內(nèi)窺鏡有許多缺點。
[0010]為了確保當光學導引頭被插入到患者的器官中時光學導引頭的剛性，金屬管必須具有一定的厚度。這就限制了到達圖像傳感器的光的量。因為由圖像傳感器捕捉的細節(jié)的量因此而受到限制，所以相對地降低了呈現(xiàn)在屏上的圖像的質(zhì)量。
[0011]另外，不論光學導引頭是由光學透鏡形成的還是由光纖形成的，光學導引頭在技術上是復雜的并且制造成本聞。
[0012]當然，使用光學透鏡的導引頭需要在由于小型化要求而具有有限尺寸的金屬管(管的內(nèi)徑有時可能小至幾百微米)中的非常精確的一組多個光學透鏡，以形成內(nèi)窺鏡的光學物鏡。透鏡是特別易損的光學部件。
[0013]另外，導引頭的線纜通常包括較長(可達數(shù)米)的光纖束，這會導致不可忽略的光損耗。光纖線纜的尺寸較大并且使內(nèi)窺鏡不容易被操作。
[0014]最后，為了避免患者的任何感染風險，需要使用可用的無菌的內(nèi)窺鏡設備。為此，內(nèi)窺鏡在每次被使用之前要消毒(例如，通過高壓滅菌器而消毒)，這常常導致內(nèi)窺鏡過早老化。這不僅包括與患者直接接觸的光學導引頭和夾持裝置，而且包括光纖線纜。這些特征使得高壓滅菌器的操作困難并且是系統(tǒng)損壞和劣化的源頭。
[0015]因此，需要一種使用簡單、在健康安全方面提供保證并且能夠呈現(xiàn)高品質(zhì)圖像的低成本的內(nèi)窺鏡設備。
[0016]本發(fā)明的目的
[0017]在至少一個實施方式中，本發(fā)明的目的尤其是為了克服現(xiàn)有技術的這些不同的缺點。
[0018]更特別地，本發(fā)明的至少一個實施方式的目的是提供一種可以用來獲得易于制造和組裝的低成本的內(nèi)窺鏡設備的技術。
[0019]本發(fā)明的至少一個實施方式的目的還在于提供一種由內(nèi)窺鏡設備所呈現(xiàn)的與由現(xiàn)有技術的內(nèi)窺鏡設備所呈現(xiàn)的圖像質(zhì)量相比而言提高圖像質(zhì)量的類型的技術。
[0020]換言之，在至少一個實施方式中，本技術的目的之一是在例如醫(yī)學成像的情況下使內(nèi)窺鏡設備的使用更容易。
[0021]本發(fā)明的至少一個實施方式的另一目的是提供一種克服由于消毒操作而引起的與部件的過早老化有關的限制的類型的技術。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的至少一個特定的實施方式提出了一種內(nèi)窺鏡設備，該內(nèi)窺鏡設備包括用于至少部分地插入到身體或腔體中以對肉眼難以看到的給定物體進行觀察的光學導引頭，所述光學導引頭由具有折射率梯度的光學棒構(gòu)成。
[0023]術語“具有折射率梯度的光學棒”應被理解為是指由具有能夠?qū)崿F(xiàn)下述性能的機械、幾何和光學特性的材料制造的、任何非指定部分的實心光學部件(與管相比):
[0024]-插入到身體或肉眼難以看到的腔體中的侵入性內(nèi)窺鏡桿的功能；
[0025]-能夠傳送來自待被觀察物體的光線并且在預定圖像焦平面上形成圖像的光學波導管的功能。
[0026]而在現(xiàn)有技術的內(nèi)窺鏡設備中，光學導引頭需要兩個不同的元件，一個用作侵入性部件(剛性金屬管)以及另一個用作光學導引件(光學透鏡或光纖)，根據(jù)本發(fā)明的光學導引頭使用同一個元件來同時地執(zhí)行這些功能。
[0027]因為光學棒已經(jīng)受益于侵入性內(nèi)窺鏡桿的機械特性，所以不需要如現(xiàn)有技術的內(nèi)窺鏡中那樣在光學導引頭中設置剛性金屬管，并且光學棒(以及因此光學導引頭)的整個直徑可以用于將光從其遠端部一直導引到其近端部。因為不再受限于金屬管的厚度，所以光學頭的感測域增大，從而使大量的光被導引通過光學導引頭。另外，由于光學棒，因此不再需要使用較長的光纖束。因此本發(fā)明的解決方案為用戶提供了下述優(yōu)點:相較于現(xiàn)有技術的設備所呈現(xiàn)的圖像質(zhì)量，有可用的呈現(xiàn)更好的圖像質(zhì)量的內(nèi)窺鏡設備(沒有與光纖的存在有關的損耗，也沒有由于金屬管而造成的對感測域的任何限制)，從而有利于圖像的解析。
[0028]因為在金屬管中安裝光學透鏡或光纖以獲得光學導引頭的復雜操作不再是必需的，所以降低了安裝以及制造這種設備的成本。
[0029]因此，有利地，選擇材料和折射率梯度的曲線圖，使得光學棒實現(xiàn)上述的兩個功倉泛。
[0030]根據(jù)一個有利的特性，內(nèi)窺鏡設備包括圖像傳感器，并且具有折射率梯度的光學棒使得:光學棒包括近端部和遠端部，近端部和遠端部中的每一者被處理以根據(jù)來自待被觀察物體的光線在圖像傳感器上形成圖像。
[0031]因為與折射率梯度相關聯(lián)的光學棒的端部的形狀已經(jīng)實現(xiàn)了在圖像傳感器上形成待被觀察的圖像的功能，所以不再需要使用一系列光學透鏡或光纖束來實現(xiàn)這個功能。
[0032]有利地，稱為近端部和遠端部的端部中的至少一個所述端部屬于包括下列的端部:
[0033]-平端部；
[0034]-非球面端部；
[0035]-菲涅爾衍射端部。
[0036]這個列表并非窮舉。
[0037]特別地，非球面透鏡具有防止出現(xiàn)光學像差的優(yōu)點。
[0038]有利地，內(nèi)窺鏡設備包括布置在光學棒的遠端部的感測域擴展光學透鏡。
[0039]感測域擴展光學透鏡加寬了光學棒的感測域，感測域是尤其是例如眼部手術情況下的主要參數(shù)，通常需要使用小直徑(例如0.9mm)的光學導引頭。
[0040]根據(jù)一個有利的特征，具有折射率梯度的光學棒包括至少一個縱向?qū)к?，所述縱向?qū)к壞軌蚪蛹{光學照明光纖以照亮在接近光學棒的遠端部處的待被觀察的物體。
[0041]在縱向?qū)к壷写嬖诠鈱W照明光纖促使圓形圖像中的外周斑點的出現(xiàn)。對于用戶而言，這個外周斑點可以用作圖像取向參照標記。
[0042]根據(jù)實施方式的第一變型，設備包括用于夾持的裝置(或夾持裝置)以使得用于夾持的所述裝置和具有折射率梯度的光學棒形成單件式單元。
[0043]因此，這個替換的實施方式為任意用戶提供易于使用并且能夠一次性使用的“可立即使用的”內(nèi)窺鏡設備的優(yōu)點。當然，可以設計單件式單元以使得設備是由使所述單件式單元能夠被一次性使用的材料制造。
[0044]術語“一次性使用”應被理解為是指單件式單元的制造模式被調(diào)試成使得這個單件式單元可以僅被使用一次。一次性使用的內(nèi)窺鏡設備的使用尤其使得可以確保所述設備的較高的衛(wèi)生水平。
[0045]根據(jù)第二替換實施方式，所述設備包括通過可逆機械聯(lián)接裝置與具有折射率梯度的光學棒機械聯(lián)接的用于夾持的裝置。
[0046]因此，這個實施方式可以通過存在可逆的機械聯(lián)接裝置而給任意用戶提供組裝內(nèi)窺鏡設備或?qū)?nèi)窺鏡設備拆卸成兩個不同部件的可能性。
[0047]例如，特別是在需要改變光學棒的直徑或改變光學棒中固有的圖像采集光學器件的特定應用的情況下，可以使用可互換的光學導引頭。
[0048]再次地，這種實施方式使用戶能夠?qū)τ糜趭A持的裝置進行消毒、光學棒(其可以從用于夾持的裝置上拆卸)是對高溫敏感的元件。因此，這使得光學導引頭能夠被一次性使用，確保所述光學頭的較高的衛(wèi)生水平。
[0049]可逆機械聯(lián)接裝置屬于包括以下裝置的組:
[0050]-夾式聯(lián)接裝置；
[0051]-旋入式聯(lián)接裝置；
[0052]-插入式聯(lián)接裝置；
[0053]-凸/凹連接聯(lián)接裝置；
[0054]-卡口聯(lián)接裝置。
[0055]這個列表并非窮舉。
[0056]根據(jù)一個有利的特征，圖像傳感器是嵌入到用于夾持的裝置中的圖像傳感器。
[0057]以此方式，用戶可以使用具有嵌入式的傳感器的內(nèi)窺鏡設備。有利的是規(guī)劃無線通信端口以使其向顯示屏傳輸被觀察物體的圖像。沒有有線通信線路使得手術操作更容易O
[0058]所述裝置有利地包括位于具有折射率梯度的光學棒與嵌入的圖像傳感器之間且接近嵌入的圖像傳感器的焦距適配光學系統(tǒng)。
[0059]這使得可以以較高精度將待被觀察的物體成像到圖像傳感器中。
[0060]焦距適配光學系統(tǒng)屬于包括以下的組:
[0061]-具有固定焦距的光學透鏡；
[0062]-一系列具有可變焦距的可拆卸透鏡；
[0063]-基于液體或基于液晶的適應性光學系統(tǒng)。
[0064]因此，本發(fā)明提供了在圖像傳感器之前實施固定透鏡或一系列可拆卸透鏡或適應性光學系統(tǒng)的可能性。固定透鏡用于對由光學棒構(gòu)成的光學系統(tǒng)的焦距進行調(diào)整。適應性光學系統(tǒng)通過對液體或液晶的折射率進行調(diào)整來實施下述:
[0065]-用于對圖像傳感器的焦平面上的圖像的清晰度進行可變微調(diào)的機制；
[0066]-用于調(diào)整可變焦距的機制。
[0067]因此，文中的內(nèi)窺鏡裝置提供了對光學導引頭的圖像采集光學系統(tǒng)進行適配的可能性。
[0068]用于夾持的裝置有利地還包括至少一個嵌入式的光源和/或獨立的電力供應。
[0069]因為不再需要提供光的供應和/或電力供應以使內(nèi)窺鏡設備可操作，所以更加便利于內(nèi)窺鏡裝置的操作。
[0070]具有折射率梯度的光學棒有利地是由包括以下的組的光學透明材料制造:
[0071]-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；
[0072]-聚碳酸酯；
[0073]-玻璃。
[0074]應注意，這個列表并非窮舉。
[0075]具有折射率梯度的光學棒有利地涂有不透明保護膜。
[0076]例如，在光學棒和濕布接觸期間，這種保護膜防止寄生光線(“噪聲”)加入到來自待被觀察物體的光線中，寄生光線可能導致所呈現(xiàn)的圖像質(zhì)量的劣化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]根據(jù)作為指示性且非窮盡性示例而給出的下述描述以及附圖，示出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，在附圖中:
[0078]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的內(nèi)窺鏡設備的整體示圖；
[0079]-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的內(nèi)窺鏡設備的整體示圖。

【具體實施方式】
[0080]在本文獻的所有附圖中，采用相同的附圖標記表示相同的元件。
[0081]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的內(nèi)窺鏡設備I的整體示圖。內(nèi)窺鏡設備包括套筒狀夾持件或手柄3和光學導引頭2。
[0082]光學導引頭2由圓形截面的光學棒構(gòu)成，由具有徑向折射率梯度的材料制造。術語“具有徑向折射率梯度的材料”應理解為是指具有隨著沿著所述棒的光軸線26直到這個棒的外圓周的距離而減小的非均勻的折射率的材料。這使得進入光學棒2的光線產(chǎn)生光學會聚效果。
[0083]以僅說明性示例的方式，光學棒2是由具有包括四階多項式曲線的折射率梯度和1.49的核心折射率的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制造的。例如，光學棒是圓柱形并且例如具有35mm的長度和約0.9mm的直徑。在不脫離本發(fā)明的框架的前提下，當然可以是其他尺寸、折射率曲線和材料。例如，眼部手術操作通常需要使用小直徑一可能從0.5_至
1.5mm的范圍——的光學導引頭，光學頭的長度則必須進行調(diào)適以實現(xiàn)光學波導管的功能。
[0084]例如，可以通過對光學材料的離子摻雜、拉伸、特定冷卻或本領域技術人員已知的諸如那些通常用于如電信光纖制造的任何其他技術來獲得光學棒2的折射率梯度曲線。在光學棒的外表面上分別加工近端部21和遠端部22以獲得兩個不同的輪廓，以使得從被觀察物體發(fā)出的光線從遠端部22穿過具有折射率梯度的光學棒2并且在圖像傳感器32的焦平面上形成被觀察物體的圖像。因此，對近端部21和遠端部22進行處理以與棒的折射率梯度一起參與光線的光學會聚作用進而在圖像傳感器32的焦平面上形成圖像。
[0085]如果光學棒2是通過模制而獲得的，則近端部21和遠端部21的表面的輪廓以及棒的尺寸是由模具的壓印限定的。當然，可以對模具的尺寸進行調(diào)節(jié)以獲得所需的表面輪廓和尺寸。通過這些特定的光學特性和機械特性，根據(jù)本發(fā)明的光學棒2構(gòu)成獨特的元件，該獨特的元件被用作是用來將來自被觀察物體的光線一直傳送至圖像傳感器32的必不可少的光學波導管，并且被用作是足夠剛硬的以使得在不被損壞的前提下能夠被例如引入到患者的眼睛或任何其他器官中的侵入性桿。然而現(xiàn)有技術的內(nèi)窺鏡利用兩個不同的元件形成光學元件，一個元件用來實現(xiàn)光學波導管功能(具有光纖或光學透鏡)并且另一元件用來實現(xiàn)侵入性桿功能(作為金屬管)，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡設備I只需要一個元件——具有折射率梯度2的光學棒-來實現(xiàn)行這兩種功能。
[0086]但應注意，本領域技術人員可以對用于光學棒2的材料以及折射率梯度曲線進行修改以使得滿足上述條件?？傊鈱W棒具有足以使在圖像傳感器(并且因此實現(xiàn)波導管的功能)上可視化的物體成像并且足夠剛性以能夠被插入到器官中(并且因此實現(xiàn)侵入性桿功能)的光學特性。
[0087]以僅說明性且非窮盡性的示例的方式給出的下述示例示出了可以構(gòu)成本發(fā)明的光學棒的一些材料:聚碳酸酯、有機玻璃或無機玻璃等。光學棒2還包括縱向?qū)к?3,所述縱向?qū)к?3可以用來容置對在遠端部22的近端點處的待被觀察物體進行照明的光學照明光纖24。光纖24通過供給包(未示出)被從外部供給光，該包配備有例如鎢燈。
[0088]夾持件3具有適合內(nèi)窺鏡設備I的容易地保持且適于集成視頻捕捉元件的尺寸。更具體地，夾持件3包括嵌入式的視頻攝像機31，視頻攝像機31首先包括例如采用CMOS(互補金屬氧化物半導體)技術制造的CCD(電荷耦合器件)類型的圖像傳感器32，其次包括用于對由圖像傳感器拾取的對圖像進行管理且用于對內(nèi)窺鏡設備I的某些功能發(fā)出指令的電子電路板33。
[0089]來自被拍攝物體的光線經(jīng)由光學棒2照亮圖像傳感器32，所述圖像傳感器32實現(xiàn)光學物鏡的功能。圖像傳感器32將其接收的光線(光子)轉(zhuǎn)換成電信號(電荷)。對于每個被照亮的象素，電信號被數(shù)字化，然后通過電子電路板中的集成電路(未示出)被分析。然后，由圖像傳感器32感測的每個圖像被以視頻顯示信號的形式朝向顯示屏4發(fā)送。
[0090]內(nèi)窺鏡設備I可以配備有例如位于夾持件的背面36的人/機接口，該人/機接口包括:
[0091]-電源開關37，例如開/關型的電源開關，用于對內(nèi)窺鏡設備I通電或斷電；
[0092]-線通信端口35，例如USB (通用串行總線)型的線通信端口，用于接納向顯示屏4提供視頻顯示信號的輸出的電纜5 ；
[0093]-經(jīng)由電源電纜6給內(nèi)窺鏡設備I供應電力的電源端口38。
[0094]在一個替代的實施方式中，可以規(guī)劃使用人/機接口 36上的僅僅一個端口來實現(xiàn)視頻顯示信號輸出功能和內(nèi)窺鏡設備I的電力供應功能二者。
[0095]根據(jù)另一替代的實施方式，例如，內(nèi)窺鏡設備I可以通過獨立的電力供應單元，如電池或可充電電池，來提供電力。在這種情況下，夾持件3包括適于集成所述電池和所述可充電電池的尺寸的殼體(未示出)。在這種情況下，可以通過集成在人/機接口 36中并且用于與集成在顯示屏4中的集成無線接收裝置通信的例如WiFi或4G型的無線傳輸裝置(未示出)來提供視頻顯示信號的輸出。夾持件有利地可以包括適于集成例如LED(發(fā)光二極管)型的照明燈以給光學照明光纖34提供光的尺寸的另一殼體(未示出)。因此，在這個替代的實施方式中，此后不需要電力供給電纜、光供給線纜或顯示視頻信號傳輸電纜。這使得內(nèi)窺鏡設備I首先是易于操作的，其次是完全獨立的。
[0096]文中所描述的圖1中的實施方式示出了集成嵌入式的視頻攝像機31的內(nèi)窺鏡設備。很顯然，可以設想本發(fā)明的許多其他實施方式。尤其是可以設置具有縱向殼體(未示出)的夾持件，該縱向殼體的尺寸適于將外部視頻攝像機容置在內(nèi)窺鏡設備I內(nèi)。這個變型因此具有下述優(yōu)點:可以使用較高質(zhì)量的攝像機并且在使用后僅丟棄包括光學棒2和夾持件3的單件式單元，而視頻攝像機隨后被再次用于其他操作。在這種情況下，攝像機本身應具有如更上面描述的夾持件的接口 36的人/機接口(在更上面詳細描述的這個接口的實施方法的替代模式也可以應用于本實施方式)。
[0097]可選地，人/機接口 36還可以配備有數(shù)字顯示屏，在所述數(shù)字顯示屏上顯示采用內(nèi)窺鏡設備I觀察的物體的圖像。
[0098]夾持設備3還包括放置在光學棒2與嵌入式的圖像傳感器32之間且在嵌入式的圖像傳感器32之前的焦距適配光學系統(tǒng)34。根據(jù)一種特定的實施方法，這個焦距適配光學系統(tǒng)34可以是視頻攝像機31的組成部分。這個光學系統(tǒng)旨在將采用內(nèi)窺鏡設備拍攝的物體以較高的精度成像到圖像傳感器上。焦距適配光學系統(tǒng)可以是固定透鏡、一系列的機械可拆卸透鏡或如液體透鏡或液晶透鏡的適應性光學系統(tǒng)。固定透鏡可以用來對由光學棒2所構(gòu)成的光學系統(tǒng)的焦距進行調(diào)節(jié)。在至少一個元件控制信號的作用下，適應性光學系統(tǒng)使得可以通過對液體的折射率或液晶折射率進行調(diào)整來調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)的焦距和/或微調(diào)圖像的清晰度。
[0099]在文中所示出的實施方式中，光學棒2和夾持件3是相同的材料制造的并且形成單件式單元。這個單件式單元可以通過在文獻中廣泛描述的各種制造方法來獲得。以僅說明性示例的方式，可以根據(jù)使工業(yè)規(guī)模制造大量進行的模制的標準技術，用PMMA制造單件式單元2、單件式單元3。
[0100]還可以通過固定地且明確地接合光學棒2和夾持件3來制造單件式內(nèi)窺鏡設備，光學棒2根據(jù)類似于用于制造光纖的標準制造技術的標準制造技術來制造，并且夾持件3根據(jù)標準的模制技術來制造。自然地，在這種情況下，夾持件3可以由與用于制造光學棒2的材料不同的材料而制造。
[0101]PMMA是一種低成本的材料。本發(fā)明使得可以獲得很易于制造的低成本的單件式內(nèi)窺鏡設備。因此，例如，當這個設備集成低成本部件，例如嵌入式的攝像機時，本發(fā)明使內(nèi)窺鏡設備能夠一次性使用?？梢宰C明這一點在外科手術的情況下是特別有利的，尤其是在每次使用之后是這樣，這樣因為內(nèi)窺鏡設備可以被丟棄，因此可以防止與消毒操作有關的任何問題。
[0102]最后，文中的光學棒2包括光學透鏡25，所述光學透鏡25用于放大位于光學棒的遠端部22上的感測域以便加寬光學棒2的感測域。光學棒2還可以包括位于這個棒的外圓周上的用于防止圖像傳感器32拾取寄生光線(“噪聲”)的保護膜(未在圖中示出)。
[0103]還可以證明有利的是具有如文中下述參照圖2所示的可以進行組裝/拆解的可用的內(nèi)窺鏡設備。
[0104]圖2示出了其中內(nèi)窺鏡設備被拆卸的內(nèi)窺鏡設備10的特定的實施方式的總體視圖。如同在圖1中的設備1，內(nèi)窺鏡設備10包括形成光學導引頭的光學棒20和套筒狀夾持件30。本實施方式有利地使得可以實施具有可互換的光學頭的內(nèi)窺鏡設備。
[0105]例如，同一個外科手術可能需要使用多個不同直徑的光學棒:具有給定直徑的光學棒可能非常適于特定步驟而不適于另一步驟。另外，具有可互換的光學棒的事實意味著:如果夾持件包括高品質(zhì)的光學部件和電子部件和/或?qū)ο緶囟让舾械牟考?，則可以僅對光學棒進行消毒。最后，當光學棒由另一光學棒替換時，可以修改圖像采集光學系統(tǒng)。例如，可以規(guī)劃由光線的會聚力較高且在其侵入性側(cè)上添加棱鏡的第二光學棒來替代第一光學棒以使得拍攝(“圖像采集”)軸線變化一個給定的角度。
[0106]夾持件30通過可逆機械聯(lián)接裝置6、可逆機械聯(lián)接裝置7與光學棒機械地聯(lián)接。更具體地，光學棒20包括在其近端處的螺紋部分6，該螺紋部分6與夾持件30中所制作的螺紋孔7互補，并且通過機械旋擰可以使光學棒20聯(lián)接且固定地接合至夾持件30。
[0107]所述機械聯(lián)接裝置的幾何尺寸，例如直徑和螺距，是本領域技術人員能夠根據(jù)光學棒的所需幾何尺寸和用于夾持的裝置的所需幾何尺寸進行限定的能夠精確且容易地緊固這兩種元件的特征。
[0108]當然，在不脫離本發(fā)明的框架的前提下可以實施其他的聯(lián)接裝置，例如夾式聯(lián)接裝置、卡口聯(lián)接裝置(有利于其機械對準的精度及安裝的速度)，插入式(或插入)聯(lián)接裝置等。
[0109]這種實施方式提供了易于組裝的內(nèi)窺鏡。
[0110]文中上述的兩個實施方式用于醫(yī)用內(nèi)窺鏡，特別是用于眼部內(nèi)窺鏡。然而，很顯然在不脫離本發(fā)明的框架的前提下，上述的兩個實施方式可以很容易地適于多種其他應用。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)窺鏡設備(I)，包括用于至少部分地插入到身體或腔體中以對肉眼難以看到的給定的物體進行觀察的光學導引頭(2)， 所述內(nèi)窺鏡設備的特征在于:所述光學導引頭由具有折射率梯度的光學棒構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡設備，包括圖像傳感器(35)，并且其中，具有折射率梯度的所述光學棒包括近端部(21)和遠端部(32)，所述近端部(21)和所述遠端部(32)中的每一者被處理以便由來自待被觀察的物體的光線而在所述圖像傳感器(35)上形成圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，所述端部，即所述近端部(21)和所述遠端部(22)中的至少一者屬于包括下列的端部: -平端部； -非球面端部； -菲涅爾衍射端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，包括布置在所述光學棒的所述遠端部的感測域擴展光學透鏡(25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，具有折射率梯度的所述光學棒包括至少一個縱向?qū)к?23)，所述至少一個縱向?qū)к?23)能夠接納光學照明光纖(24)以照亮在接近所述光學棒的所述遠端部(22)處的待被觀察的物體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，包括用于夾持所述內(nèi)窺鏡設備的裝置(3)，并且其中，用于夾持的所述裝置(3)和具有折射率梯度的所述光學棒(2)形成單件式單兀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，包括用于夾持所述內(nèi)窺鏡設備的裝置(3)，用于夾持的所述裝置(3)通過可逆機械聯(lián)接裝置(7，8)與具有折射率梯度的所述光學棒(2)機械聯(lián)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡設備，其中所述可逆機械聯(lián)接裝置(7，8)屬于包括下列裝置的組: -夾式聯(lián)接裝置； -旋入式聯(lián)接裝置； -插入式聯(lián)接裝置； -凸/凹連接聯(lián)接裝置； -卡口聯(lián)接裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，所述圖像傳感器是嵌入到用于夾持的所述裝置(3)中的圖像傳感器(32)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡設備，包括焦距適配光學系統(tǒng)(34)，所述焦距適配光學系統(tǒng)(34)位于具有折射率梯度的所述光學棒與嵌入的所述圖像傳感器(32)之間且接近嵌入的所述圖像傳感器(34)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，所述焦距適配光學系統(tǒng)(34)屬于包括下列的組: -具有固定焦距的光學透鏡； -一系列具有可變焦距的可拆卸透鏡； -基于液體或基于液晶的適應性的光學系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，用于夾持的所述裝置(3)還包括至少一個嵌入式的光源(34)和/或獨立的電力供應。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，具有折射率梯度的所述光學棒(2)是由屬于包括下述材料的組的光學透明材料制成: -聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA); -聚碳酸酯； -玻璃。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的內(nèi)窺鏡設備，其中，具有折射率梯度的所述光學棒(2)涂有不透明保護膜。
【文檔編號】A61B1/055GK104363817SQ201380021336
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】蓋伊·萊瓜爾什 申請人:蓋伊·萊瓜爾什