一種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及的是一種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用內(nèi)窺鏡是一種常見的醫(yī)療器械，一般可以通過人體的天然通道，比如口腔、鼻腔等，或者是經(jīng)人工在人體上做的小切口進(jìn)入體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對人體內(nèi)病變器官的檢查。近年來應(yīng)用于臨床的內(nèi)窺鏡技術(shù)有了長足的發(fā)展，如高清晰內(nèi)鏡、變焦內(nèi)鏡及窄帶成像內(nèi)窺鏡(Narrow-band Imaging，NBI)等。這些新技術(shù)或可以對病變部位實(shí)現(xiàn)更清晰的成像、或可以對病變部位進(jìn)行放大成像，或可以凸顯病變部分的微血管結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步提高了內(nèi)窺鏡檢查的疾病檢出率。
[0003]例如中國專利CN200780016642提供了一種內(nèi)窺鏡用圖像處理裝置，該裝置包括圖像處理部、灰度校正電路部、切換部、強(qiáng)調(diào)電路部以及強(qiáng)調(diào)量切換部。該內(nèi)窺鏡用圖像處理裝置根據(jù)觀察模式或種類的切換，變更灰度校正電路部的灰度校正特性并更好地抑制噪聲，并且，通過強(qiáng)調(diào)量的切換，灰度校正電路部對應(yīng)于所設(shè)定的強(qiáng)調(diào)量來變更所述灰度的校正特性，從而實(shí)現(xiàn)圖像信號進(jìn)行清晰度強(qiáng)調(diào)。而另一中國專利CN201210494979提供了一種內(nèi)窺鏡裝置，該裝置包括用于驅(qū)動物鏡的致動器，以及包括該物鏡的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，用于內(nèi)窺鏡的物鏡包括多個透鏡、光闌、以及鄰近光闌設(shè)置的光學(xué)元件，致動器驅(qū)動光學(xué)元件沿光軸不同方向移動，改變物鏡的焦距，從而實(shí)現(xiàn)對被攝體進(jìn)行不同倍率成像。上述專利提供的內(nèi)窺鏡技術(shù)，雖然可以有效的降低內(nèi)窺鏡檢測時的噪音，進(jìn)行不同倍率的成像，但是仍然存在內(nèi)窺鏡成像倍率低，僅能觀察到組織的外觀形態(tài)，而無法觀察到組織的形態(tài)變化和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)的問題，如需確診，需要將可疑組織鉗取到體外，再固定、切片、染色、并在顯微鏡下進(jìn)行觀察，進(jìn)行組織病理學(xué)診斷，是一個損傷、耗時、昂貴的過程，而且伴隨著出血、感染、早期漏診等風(fēng)險。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)成像倍率低，無法觀察組織的形態(tài)變化和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括
[0008]照明單元，為內(nèi)窺鏡提供照明光；
[0009]攝像與圖像處理單元，拍攝人體組織圖像，并進(jìn)行圖像的處理；
[0010]其中，
[0011]還包括內(nèi)窺鏡顯微探頭，通過內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的鉗道孔進(jìn)入體腔并對目標(biāo)組織進(jìn)行顯微成像；
[0012]光纖傳像束，傳輸內(nèi)窺鏡顯微探頭所成的目標(biāo)圖像；
[0013]圖像輸出與照明輸入單元，將照明單元輸出的照明光耦合進(jìn)所述光纖傳像束，并將所述光纖傳像束傳輸出來的圖像輸入到所述攝像與圖像處理單元。
[0014]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述圖像輸出與照明輸入單元包括聚集照明光的聚光鏡、反射照明光的分光器、顯微物鏡和鏡筒透鏡，照明光經(jīng)過聚光鏡匯聚后被分光器反射，顯微物鏡將照明光耦合進(jìn)光纖傳像束后光纖傳像束把照明光傳輸?shù)饺梭w組織，所述內(nèi)窺鏡顯微探頭所成的像經(jīng)過顯微物鏡和鏡筒透鏡的放大后成像到攝像與圖像處理單元中。
[0015]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述顯微物鏡設(shè)置為其焦點(diǎn)位于所述光纖傳像束一端的端面上。
[0016]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述圖像輸出與照明輸入單元包括聚集照明光的聚光鏡、照明光纖束和光纖傳像束、顯微物鏡和鏡筒透鏡，所述照明光纖束在圖像輸出與照明輸入單元和光纖傳像束接口處開始環(huán)形包裹于光纖傳像束外邊沿，所述聚光鏡的焦點(diǎn)位于照明光纖束的端面上，所述顯微物鏡焦點(diǎn)位于光纖傳像束的端面上。
[0017]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述圖像輸出與照明輸入單元包括聚集照明光的聚光鏡、多模光纖和光纖傳像束，所述多模光釬在圖像輸出與照明輸入單元和光纖傳像束接口處開始設(shè)置于所述光纖傳像束中心，所述聚光鏡的焦點(diǎn)位于多模光釬的端面上，所述顯微物鏡焦點(diǎn)位于光纖傳像束的端面上。
[0018]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述圖像輸出與照明輸入單元包括包括聚集照明光的聚光鏡，照明光纖束、光纖傳像束和光纖錐，所述照明光纖束在圖像輸出與照明輸入單元和光纖傳像束接口處開始環(huán)形包裹于光纖傳像束外邊沿，光纖傳像束的一端面和所述光纖錐的一端面貼合，所述聚光鏡的焦點(diǎn)位于所述照明光纖束的端面上。
[0019]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)窺鏡顯微探頭包括一非球面透鏡、自聚焦透鏡，所述非球面透鏡一端和所述自聚焦透鏡一端貼合，所述內(nèi)窺鏡顯微探頭的后端面與所述光纖傳像束一端面貼合。
[0020]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述攝像與圖像處理單元包括CCD圖像傳感器、驅(qū)動電路、圖像處理單元和顯示單元。
[0021]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述照明單元包括照明光源、聚合光線的聚光部和傳輸光線的照明單元光纖傳光束。
[0022]所述的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述聚光部的焦點(diǎn)位于所述照明單元光纖傳光束的端面上。
[0023]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過提供一種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，利用內(nèi)窺鏡顯微探頭對組織進(jìn)行顯微成像，并通過顯微物鏡和鏡筒透鏡組成的顯微成像系統(tǒng)等手段對圖像進(jìn)行放大，使內(nèi)窺鏡成像能力擴(kuò)展到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的量級，解決了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)成像倍率低，無法觀察組織的形態(tài)變化和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致早期漏診等的問題。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中圖像輸出與照明輸入單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中圖像輸出與照明輸入單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例三中圖像輸出與照明輸入單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明實(shí)施例四中圖像輸出與照明輸入單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖6是本發(fā)明中內(nèi)窺鏡顯微探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖7是本發(fā)明中照明單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]實(shí)施例一
[0033]參閱圖1，本發(fā)明提供一種顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括為內(nèi)窺鏡提供照明光的照明單元101、拍攝人體組織圖像并進(jìn)行圖像處理的攝像與圖像處理單元105，其中，顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還包括內(nèi)窺鏡顯微探頭104，所述內(nèi)窺鏡顯微探頭104通過內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的鉗道孔進(jìn)入體腔并對目標(biāo)組織進(jìn)行顯微成像，還包括傳輸內(nèi)窺鏡顯微探頭104所成的目標(biāo)圖像的光纖傳像束103，還包括圖像輸出與照明輸入單元102，所述圖像輸出與照明輸入單元102將照明單元101輸出的照明光耦合進(jìn)所述光纖傳像束103，并將所述光纖傳像束103傳輸出來的圖像輸入到所述攝像與圖像處理單元105。
[0034]參閱圖2，所述圖像輸出與照明輸入單元102包括聚集照明光的聚光鏡302、反射照明光的分光器303、顯微物鏡304、鏡筒透鏡305、攝像系統(tǒng)接口 306、光纖傳像束接口 307、機(jī)械封裝308，機(jī)械封裝308為各光學(xué)元件提供了安裝卡位并起保護(hù)各光學(xué)元件的作用，避免光學(xué)元件受到刮擦而損傷。所述顯微物鏡304的焦點(diǎn)位于所述光纖傳像束103—端的端面309上，使顯微物鏡304可以將照明光耦合進(jìn)光纖傳像束103中，照明光從照明光輸入接口301輸入，經(jīng)過聚光鏡302匯聚后被分光器303反射，顯微物鏡304將照明光耦合進(jìn)光纖傳像束103后光纖傳像束103把照明光傳輸?shù)饺梭w組織，工作時，內(nèi)窺鏡顯微探頭104前端表面和被測目標(biāo)表面接觸，被測目標(biāo)被放大后成像到內(nèi)窺鏡顯微探頭104后端面，內(nèi)窺鏡顯微探頭104所成的像經(jīng)過光纖傳像束103傳輸和顯微物鏡304以及鏡筒透鏡305的放大后成像到攝像與圖像處理單元105中。
[0035]在本實(shí)施例中，分光器303為半透半反鏡或分光棱鏡，輸出自照明單元101的照明光經(jīng)過分光器303后一部分被反射，另一部分被透射過分光器303，被反射部分的光線被顯微物鏡304耦合進(jìn)光纖傳像束103為觀察組織提供光源；內(nèi)窺鏡顯微探頭104所成圖像的成像光一部分經(jīng)過分光器303反射，另一部分成像光被透射過分光器303，傳輸?shù)綌z像與圖像處理單元105進(jìn)行圖像拍攝和圖像處理。
[0036]此外，顯微物鏡304和鏡筒透鏡305組成一個顯微成像系統(tǒng)，對圖像進(jìn)行二次放大，為使內(nèi)窺鏡成像能力擴(kuò)展到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的量級以便觀察到組織形態(tài)變化和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)，這一放大倍數(shù)需要足夠大，因此顯微物鏡304焦距與鏡筒透鏡305焦距ftube滿足如下關(guān)系:
[0037]0.01<fobj/ftube<0.1
[0038]顯微物鏡304和鏡筒透鏡305組成的顯微成像系統(tǒng)總的放大倍數(shù)=ftube/fc>bj，即放大倍數(shù)在10倍到100倍之間，當(dāng)然，本發(fā)明并不對顯微成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)進(jìn)行具體的限定，實(shí)際應(yīng)用中可以通過設(shè)置不同焦距的顯微物鏡和鏡筒透鏡組合來實(shí)現(xiàn)不同的放大倍數(shù)。
[0039]進(jìn)一步地，參閱圖6，內(nèi)窺鏡顯微探頭104包括