改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，特別涉及一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用內(nèi)窺鏡是對(duì)人體內(nèi)腔進(jìn)行檢查、診斷和治療的儀器，其具有細(xì)長(zhǎng)的外形，能夠在最大程度減少患者痛苦的前提下深入觀察病灶，在臨床醫(yī)學(xué)，特別是微創(chuàng)外科中有著極為廣泛的應(yīng)用。它的發(fā)展已經(jīng)有二百多年的歷史，其光學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了單一的硬性內(nèi)窺鏡、光纖內(nèi)窺鏡、電子內(nèi)窺鏡和膠囊內(nèi)窺鏡等多種結(jié)構(gòu)形式。其中，硬性內(nèi)窺鏡具有像質(zhì)佳、分辨率高、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，在微創(chuàng)外科領(lǐng)域有著不可替代的重要地位。
[0003]—個(gè)內(nèi)窺鏡的成像質(zhì)量的好壞直接影響醫(yī)生的觀察及判斷，從而關(guān)系到診斷、治療的準(zhǔn)確性，甚至與患者的生命健康息息相關(guān)。因此，在硬性內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中雜散光的消除非常重要。目前，針對(duì)硬性內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)研究已經(jīng)非常深入，但針對(duì)硬性內(nèi)窺鏡的雜散光消除研究不多，關(guān)于雜散光消除的手段還停留在遮擋、噴漆以及添加雜散光收集結(jié)構(gòu)等階段，很少有從光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身入手消除雜散光的方法。
[0004]由于人體組織環(huán)境比較復(fù)雜，因此余弦效應(yīng)會(huì)使得多數(shù)醫(yī)用內(nèi)窺鏡視場(chǎng)邊緣部分光亮減弱；而視場(chǎng)中心的光亮增強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致中心部分亮度過(guò)于飽和，以至于失去中心部分的視覺(jué)信息。在進(jìn)行體腔內(nèi)手術(shù)時(shí)，此現(xiàn)象容易引起組織識(shí)別錯(cuò)誤或者與手術(shù)設(shè)備失去聯(lián)系的情況，從而造成誤診，給病人帶來(lái)危險(xiǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)醫(yī)用硬性內(nèi)窺鏡光效性能檢測(cè)的研究處于初級(jí)階段，并未形成統(tǒng)一的檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的醫(yī)用硬性內(nèi)窺鏡光學(xué)性能及其檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)中，綜合邊緣光效方法過(guò)于簡(jiǎn)單，其檢測(cè)指標(biāo)不能全面評(píng)價(jià)光學(xué)性能；而像素框法評(píng)價(jià)醫(yī)學(xué)硬性內(nèi)窺鏡光效時(shí)，存在著工作量大、采集數(shù)據(jù)不全面、難以推導(dǎo)出視場(chǎng)亮度差異率等缺點(diǎn)。
[0005]如中國(guó)專利公開(kāi)第CN113969819A號(hào)提供了一種消雜光硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡組和中繼系統(tǒng)。物鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組及第四透鏡組?？讖焦怅@位于第二透鏡組。中繼系統(tǒng)由奇數(shù)對(duì)放大率為1: 1的轉(zhuǎn)像透鏡組成，其中包含兩個(gè)完全相同的三膠合棒狀透鏡，相鄰棒狀透鏡間距離相等，將物鏡所成的像在工作鏡管內(nèi)多次傳遞；最終的像通過(guò)目鏡人眼或CCD探測(cè)器接收。但是該發(fā)明依然存在以下缺點(diǎn)或不足:(1)、該系統(tǒng)不包括弦線檢測(cè)裝置，不能針對(duì)不同視場(chǎng)出現(xiàn)的亮度不均勻進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得成像質(zhì)量不高；(2)、該系統(tǒng)物鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組及第四透鏡組，由于透鏡組數(shù)多，會(huì)增加物鏡的長(zhǎng)度，進(jìn)而增加該光學(xué)系統(tǒng)的整體長(zhǎng)度，不便于內(nèi)窺鏡深入體腔進(jìn)行檢查；(3)、該系統(tǒng)的物鏡組遠(yuǎn)心度不夠，部分光線在棒狀透鏡內(nèi)發(fā)生全反射，造成該系統(tǒng)在像面產(chǎn)生雜散光，進(jìn)而造成像面對(duì)比度降低，成像質(zhì)量下降；(4)、第一透鏡和第二透鏡間距較小，反射光線通過(guò)孔徑光闌會(huì)在物鏡組內(nèi)發(fā)生全發(fā)射，進(jìn)而產(chǎn)生雜散光影響圖像的清晰度；(5)、第二透鏡的鏡邊緣比較厚，一部分反射光線通過(guò)孔徑光闌進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生雜散光，影響成像質(zhì)量；(6)、該系統(tǒng)的第一透鏡和第二透鏡之間沒(méi)有設(shè)置用于調(diào)節(jié)透鏡組間距的部件，造成該系統(tǒng)只能在一種視場(chǎng)下使用，局限性比較大，不利于推廣使用；(7)、該系統(tǒng)沒(méi)有安裝用于調(diào)節(jié)光源亮度的部件，造成該系統(tǒng)不能根據(jù)體腔內(nèi)組織的亮度相應(yīng)調(diào)整光源亮度，不方便使用。
[0006]綜上所述，提供一種能自動(dòng)進(jìn)行弦線檢測(cè)并改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)進(jìn)行弦線檢測(cè)并改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:硬質(zhì)內(nèi)鏡、與硬質(zhì)內(nèi)鏡的后端通過(guò)光學(xué)接口連接的攝像裝置、與攝像裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的圖像視頻處理設(shè)備、與圖像視頻處理設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的顯示器、用于為硬質(zhì)內(nèi)鏡提供照明光的光源以及用于為攝像裝置、圖像視頻處理設(shè)備、顯示器和光源提供電力的電源。硬質(zhì)內(nèi)鏡包括導(dǎo)鞘、安裝于導(dǎo)鞘內(nèi)用于輸送光源產(chǎn)生的光的照明光纖、安裝于導(dǎo)鞘內(nèi)從硬質(zhì)內(nèi)鏡的前端至硬質(zhì)內(nèi)鏡的后端依次布置的物鏡組、中繼系統(tǒng)以及傳像光纖。物鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組，孔徑光闌位于第二透鏡組的膠合面上；中繼系統(tǒng)包括至少二組棒狀透鏡，光線經(jīng)過(guò)物鏡組在棒狀透鏡中多次傳遞，最終成像通過(guò)傳像光纖到達(dá)攝像裝置的CCD探測(cè)器。導(dǎo)鞘包括位于硬質(zhì)內(nèi)鏡的前端的第一管段和與第一管段相連的第二管段，硬質(zhì)內(nèi)鏡的第一透鏡組安裝于導(dǎo)鞘的第一管段；硬質(zhì)內(nèi)鏡的第二透鏡組安裝于導(dǎo)鞘的第二管段；導(dǎo)鞘的第一管段和第二管段之間安裝有用于調(diào)節(jié)透鏡組間距的套管，套管的內(nèi)壁設(shè)置有第一內(nèi)螺紋部和第二內(nèi)螺紋部，于第一管段的外壁靠近套管的一端設(shè)置有與第一內(nèi)螺紋部以螺紋方式連接的第一外螺紋部；于第二管段的外壁靠近套管的一端設(shè)置有與第二內(nèi)螺紋部以螺紋方式連接的第二外螺紋部，第一透鏡組鄰近第一外螺紋部設(shè)置于第一管段內(nèi)；第二透鏡組鄰近第二外螺紋部設(shè)置于第二管段內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，圖像視頻處理設(shè)備可以包括用于在使用前根據(jù)對(duì)靶圖像的成像結(jié)果獲得硬質(zhì)內(nèi)鏡的弦線檢測(cè)數(shù)據(jù)的弦線檢測(cè)裝置。
[0010]具體地，當(dāng)套管以順時(shí)針?lè)较蛐齽?dòng)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組以靠近彼此的方向運(yùn)動(dòng)以使第一透鏡組和第二透鏡組間距變?。划?dāng)套管以逆時(shí)針?lè)较蛐齽?dòng)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組以遠(yuǎn)離彼此的方向運(yùn)動(dòng)以使第一透鏡組和第二透鏡組間距變大；套管通過(guò)調(diào)節(jié)透鏡組之間的間距以使圖像亮度均勻，進(jìn)而使得硬質(zhì)內(nèi)鏡的弦線檢測(cè)合格。
[0011]具體地，弦線檢測(cè)裝置設(shè)置成當(dāng)視場(chǎng)亮度差異率的橫向與縱向的相關(guān)性大于等于0.9且邊緣中心比的橫向與縱向的相關(guān)性大于等于0.6時(shí)，判定硬質(zhì)內(nèi)鏡的弦線檢測(cè)合格。
[0012]可選擇地，該系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)光源的光線亮度的光源亮度調(diào)節(jié)旋鈕，光源亮度調(diào)節(jié)旋鈕通過(guò)調(diào)節(jié)光源電路的電阻來(lái)調(diào)節(jié)光源的亮度從而避免因?yàn)閳D像邊緣亮度的減弱而造成的硬質(zhì)內(nèi)鏡的弦線檢測(cè)不合格。
[0013]可選擇地，套管調(diào)節(jié)的范圍設(shè)定為:0?10mm。
[0014]可選擇地，硬質(zhì)內(nèi)鏡的視場(chǎng)角設(shè)為75?80度。
[0015]可選擇地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括操作臺(tái)，操作臺(tái)包括第一臺(tái)面，于第一臺(tái)面的正下方依次安裝第二臺(tái)面、第三臺(tái)面和底板，于底板的下表面安裝若干個(gè)滑輪，操作臺(tái)可以依靠滑輪在地面上滑動(dòng)。顯示器安裝于第一臺(tái)面；圖像視頻處理設(shè)備安裝于第二臺(tái)面；電源安裝于第三臺(tái)面。
[0016]可選擇地，第一臺(tái)面上還設(shè)置有用于放置器械盤、藥瓶、藥棉盤的器械格。
[0017]可選擇地，通過(guò)套管的調(diào)節(jié)使得第一透鏡組與所述第二透鏡組的間距變化范圍為15 ?25mm0
[0018]可選擇地，第二透鏡組的鏡片厚度為2.5?2.9mm。
[0019]可選擇地，該系統(tǒng)在1001p/mm處MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))值大于0.4。
[0020]可選擇地，第二透鏡組的前表面的通光口徑為2.4?2.7mm。
[0021]可選擇地，相鄰兩棒狀透鏡的間距相等，棒鏡材料的折射率均小于1.8。
[0022]可選擇地，本發(fā)明的系統(tǒng)本身可以不設(shè)置弦線檢測(cè)裝置，而是通過(guò)采用系統(tǒng)之外的弦線檢測(cè)設(shè)備完成弦線檢測(cè)。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:(1)、該系統(tǒng)的第一透鏡組與第二透鏡組之間安裝有用于調(diào)節(jié)透鏡組間距的套管，套管通過(guò)調(diào)節(jié)所述透鏡組之間的間距使得圖像亮度均勻，成像更加明亮；(2)、該系統(tǒng)包括用于對(duì)硬質(zhì)內(nèi)鏡進(jìn)行光學(xué)性能檢測(cè)的弦線檢測(cè)裝置，通過(guò)弦線檢測(cè)裝置檢測(cè)合格的硬質(zhì)內(nèi)鏡的光學(xué)性能更好，使用過(guò)程中產(chǎn)生的雜散光更少，成像更加的清晰；(3)、該系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)光源的光線亮度的光源亮度調(diào)節(jié)旋鈕，光源亮度調(diào)節(jié)旋鈕與光源連接并安裝于操作臺(tái)，光源亮度調(diào)節(jié)旋鈕通過(guò)調(diào)節(jié)光源的亮度以使圖像邊緣亮度增強(qiáng)，進(jìn)而得到合格的弦線檢測(cè)數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的物鏡組的示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的中繼系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的套管與導(dǎo)鞘連接關(guān)系示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的操作臺(tái)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過(guò)參考附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但這些闡述并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限制。除非另有說(shuō)明，否則本文所用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語(yǔ)具有本發(fā)明所屬和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員通常理解的含義。
[0030]實(shí)施例1
[0031]本發(fā)明提供一種改進(jìn)光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，如圖1-5所示，該系統(tǒng)包括:硬質(zhì)內(nèi)鏡100、與硬質(zhì)內(nèi)鏡100的后端通過(guò)光學(xué)接口 101連接的攝像裝置200、與攝像裝置200通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的圖像視頻處理設(shè)備300、與圖像視頻處理設(shè)備300通過(guò)數(shù)據(jù)線連接的顯示器400、用于為硬質(zhì)內(nèi)鏡100提供照明光的光源500以及用于為攝像裝置200、圖像視頻處理設(shè)備300、顯示器400和光源500提供電力的電源600。
[0032]硬質(zhì)內(nèi)鏡100包括導(dǎo)鞘110、安裝于導(dǎo)鞘110內(nèi)用于輸送光源500產(chǎn)生的光的照明光纖120、安裝于導(dǎo)鞘110內(nèi)從硬質(zhì)內(nèi)鏡100的前端至硬質(zhì)內(nèi)鏡100的后端依次布置的物鏡組130、中繼系統(tǒng)140以及傳像光纖150。其中，該系統(tǒng)在1001p/mm處MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))值為0.4，硬質(zhì)內(nèi)鏡100的視場(chǎng)角設(shè)為75度。
[0033]具體地，光源500產(chǎn)生的光通過(guò)照明光纖120照亮所需檢測(cè)的組織，需檢測(cè)的組織反射的光進(jìn)一步在硬質(zhì)內(nèi)鏡100內(nèi)發(fā)生反射，在硬質(zhì)內(nèi)鏡100中產(chǎn)生的光信號(hào)被攝像裝置200接收，圖像視頻處理設(shè)備300接收攝像裝置200傳送的圖像數(shù)據(jù)并經(jīng)過(guò)處理后在顯示器400中成像顯示。
[0034]如圖