專利名稱：多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡是醫(yī)學(xué)診斷和治療的重要設(shè)備，縱觀內(nèi)窺鏡發(fā)展的歷史，每一次偉大 的進(jìn)步，都與一個時代的科學(xué)進(jìn)步有著密切的聯(lián)系，
第一類內(nèi)窺鏡可見光內(nèi)窺鏡。1、自然光線時代
古希臘名醫(yī)，有著醫(yī)藥之父之稱的希波克拉底(Hippocrates，約公元前460 -前370)曾描述過一種直腸診視器，該診視器與我們今天所用的器械十分相似。這些診視 器曾被用于窺視陰道與子宮頸，檢查直腸，并用于檢視耳、鼻內(nèi)。當(dāng)時進(jìn)行這些檢查時利用 的是自然光線。2、外置光源時代
1806年德國法蘭克福的Bozzini制造了一種以蠟燭為光源的用于觀察膀胱與直腸 內(nèi)部的器械，由一花瓶狀光源、蠟燭和一系列鏡片組成，是以燒煤油和松節(jié)油的燈為光源， 1867年，來自Breslau的牙醫(yī)Bruck以電流使鉬絲環(huán)過熱發(fā)光并以之作為光源來觀察患者 的口腔。3、內(nèi)置光源時代
879年柏林泌尿外科醫(yī)生Nitze制成了第一個含光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡(即膀胱鏡)，其 前端含一個棱鏡，該內(nèi)窺鏡僅被用于泌尿系統(tǒng)。Nitze在膀胱內(nèi)循環(huán)冰水以避免熱灼傷， 由于該內(nèi)窺鏡能獲得較清晰的圖像，Nitze還利用它拍攝照片。后來Nitze在他的膀胱鏡 中引入了操作管道。1880年著名科學(xué)家愛迪生發(fā)明了白熾燈，三年后格拉斯哥的
Newman用小型白熾燈替換了原膀胱鏡中照明所用的電熱絲，1887年Dittell將燈泡置 于膀胱鏡的最前端，這種照明系統(tǒng)成為那一時期內(nèi)窺鏡所采用的標(biāo)準(zhǔn)方式。Boisseau du Rocher于1889年介紹了一種目鏡可與外殼分開的內(nèi)窺鏡，通過外殼還可使用不同的透 鏡系統(tǒng)。4、內(nèi)置光源時代的半可屈式內(nèi)窺鏡
隨著光學(xué)系統(tǒng)的引入，硬管式內(nèi)窺鏡雖然得以不斷地完善與發(fā)展，但由于內(nèi)臟器官多 存在解剖上的生理彎曲，用硬管式內(nèi)窺鏡難以充分檢查，半可屈式內(nèi)窺鏡應(yīng)運(yùn)而生。早 在1881年Mikulicz就曾發(fā)展出前端三分之一處可成30度角的內(nèi)窺鏡，Kelling也曾 設(shè)計了一種近端為硬質(zhì)部分而遠(yuǎn)端為軟質(zhì)部分的用于動物試驗的胃窺鏡。而真正意義上的 第一個半可屈式胃窺鏡是由Schindler從1928年起與優(yōu)秀的器械制作師Wolf合作開始 研制的，并最終在1932年獲得成功，定名為Wolf - Schindler式胃鏡，該胃鏡直徑為 12mm，長為77cm，光學(xué)系統(tǒng)由48個透鏡組成，其特點是前端可屈性，即在胃內(nèi)有一定范圍 的彎曲，使術(shù)者能清晰地觀察胃粘膜圖像，該胃鏡前端有一光滑金屬球，插入較方便，燈
3泡光亮度較強(qiáng)，有空氣通道用以注氣，近端為硬管部，有接目鏡調(diào)焦。Wolf - Schindler 式胃鏡的創(chuàng)制，開辟了胃鏡檢查術(shù)的新紀(jì)元。這之后，武井勝、Benedict及Schindler 本人等對該式胃鏡進(jìn)行了改造，使之功能更為齊全，更為實用。
5、新的外置光源時代 20世紀(jì)50年代以前，內(nèi)窺鏡照明采用的是內(nèi)光源，照明 效果較差，圖像色彩扭曲，并有致組織灼傷的危險。早在1899年Smith就曾描述應(yīng)用玻 璃棒將外光源導(dǎo)入觀察腔，Thompson也有類似的描述，他采用的是石英棒。1930年德國 Lamm提出可以用細(xì)的玻璃纖維束在一起傳導(dǎo)光源，并設(shè)想用玻璃纖維束制作柔軟胃鏡，曾 與Schindler合作試制，因纖維間光絕緣沒解決而未獲成功。荷蘭Heel及美國Brien在 纖維上加一被覆層，解決了纖維間的光絕緣問題。1954年英國Hopkings及Kapany研究 了纖維的精密排列，有效地解決了纖維束的圖像傳遞，為纖維光學(xué)的實用奠定了基礎(chǔ)，同 時冷光源的出現(xiàn)，有將光源移到體外，經(jīng)光導(dǎo)纖維和光學(xué)系統(tǒng)將光線傳到體內(nèi)。6、新的外置光源時代的纖維內(nèi)鏡
1957年Hirschowitz和他的研究組制成了世界上第一個用于檢查胃、十二指腸的光 導(dǎo)纖維內(nèi)鏡原型并在美國胃鏡學(xué)會上展示了自行研制的光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡。I960年10月美 國膀胱鏡制造者公司(ACMI)向Hirschowitz提供了第一個商業(yè)纖維內(nèi)窺鏡，緊接著日本 Olympas廠在光導(dǎo)纖維胃鏡基礎(chǔ)上，加裝了活檢裝置及照相機(jī)，有效地顯示了胃照相術(shù)。 1966年Olympas廠首創(chuàng)前端彎角機(jī)構(gòu)，1967年Machida廠采用外部冷光源，使光亮度大 增，可發(fā)現(xiàn)小病灶，視野進(jìn)一步擴(kuò)大，可以觀察到十二指腸。隨著附屬裝置的不斷改進(jìn)， 如手術(shù)器械、攝影系統(tǒng)的發(fā)展，使纖維內(nèi)鏡不但可用于診斷，且可用于手術(shù)治療。1987年 法國里昂醫(yī)生Mouret在一位婦女身上完成了世界上第一例電視腹腔鏡膽囊切除術(shù)。
第二類內(nèi)窺鏡超聲內(nèi)窺鏡
1977年日本學(xué)者久永光道等人開創(chuàng)了在前端裝有超聲探頭的內(nèi)鏡，經(jīng)食管探測心 臟，1980年在漢堡召開的第四屆歐洲胃、十二指腸內(nèi)窺鏡大會上，西德St rohm等報告了 應(yīng)用超聲內(nèi)鏡檢查18例病人并獲得胰腺及小胰癌超聲圖像的論文，他們采用的是將日本 Aloka廠的超聲探頭緊密結(jié)合在Olympus廠的GF-B3型側(cè)視內(nèi)鏡的頭端所構(gòu)成的超聲內(nèi) 鏡，這是一種放射狀扇型超聲內(nèi)鏡的原型，而來自美國的Dimago等介紹了一種線型超聲 內(nèi)鏡的原型。隨后J suyoshi等人及01ympuS、Aloka、町田、東芝等廠家對超聲內(nèi)鏡又進(jìn) 行了一系列的改進(jìn)。第三類內(nèi)窺鏡電子內(nèi)窺鏡
1983年美國Welch Allyn公司研制并應(yīng)用微型圖像傳感器代替了內(nèi)鏡的光導(dǎo)纖維導(dǎo) 像術(shù)，宣告了電子內(nèi)鏡的誕生一內(nèi)鏡發(fā)展史上另一次歷史性的突破。電子內(nèi)窺鏡主要由內(nèi) 鏡、電視信息系統(tǒng)中心和電視監(jiān)視器三個主要部分組成，另外還配備一些輔助裝置，如錄 像機(jī)、照相機(jī)、吸引器以及用來輸入各種信息的鍵盤和診斷治療所用的各種處置器具等。它 的成像主要依賴于鏡身前端裝備的CCD，CCD就象一臺微型攝像機(jī)將圖像經(jīng)過圖像處理器 處理后，顯示在電視監(jiān)視器的屏幕上。比普通光導(dǎo)纖維內(nèi)鏡的圖像清晰，色澤逼真，分辨率 更高，而且可供多人同時觀看。世界上生產(chǎn)電子內(nèi)鏡比較著名的公司有美國的雅倫和日本 的奧林巴斯等。由于電子內(nèi)鏡的問世，給百余年來內(nèi)鏡的診斷和治療開創(chuàng)了歷史新篇章， 在臨床、教學(xué)和科研中發(fā)揮出它巨大的優(yōu)勢。第四類內(nèi)窺鏡CT仿真內(nèi)鏡
4CT仿真內(nèi)鏡(VE)是先進(jìn)的計算機(jī)科學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)結(jié)合的一種無創(chuàng)性虛擬現(xiàn) 實的檢查手段。CTVE利用特殊的計算機(jī)軟件將螺旋CT容積掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，重建出空腔器官的內(nèi)表面立體圖，從而達(dá)到纖維內(nèi)窺鏡檢查的效果。自1994年該技 術(shù)問世以來，國內(nèi)外已有少量實驗及臨床應(yīng)用報道。 第五類內(nèi)窺鏡特種光線內(nèi)窺鏡 1、放大色素內(nèi)鏡
放大色素內(nèi)鏡可顯著提高平坦型和凹陷型病變的檢出率。放大電子腸鏡是在腸鏡前端 有一個放大裝置，通過手動變焦，放大倍數(shù)可隨意調(diào)節(jié)，通常放大60 100倍。0. 2% 0. 4% 的靛胭脂或0. 2% 0. 5%的亞甲藍(lán)染色后，用放大電子腸鏡評價腺管開口形態(tài)可以對腫瘤 性病變和是否為黏膜癌或黏膜下癌作出大致的判斷。2、窄帶顯像技術(shù)(NBI)
該技術(shù)能有效觀察消化道黏膜毛細(xì)血管形態(tài)改變。NBI內(nèi)鏡由濾光器對“白光”進(jìn)行過 濾，僅留下415 nm、540 nm和600 nm波長的藍(lán)、綠、紅色窄帶光波。藍(lán)色波段(415 nm)穿 透較淺，被黏膜表面的毛細(xì)血管反射，紅色波段(600 nm)可以深達(dá)黏膜下層，用于顯示黏膜 下血管網(wǎng)，綠色波段(540 nm)則能較好地顯示中間層的血管，其缺點是判斷腫瘤浸潤深度 的特異性較差。3、自發(fā)熒光(AF)技術(shù)
在不使用外源性熒光物質(zhì)的情況下，應(yīng)用低功率激光照射胃腸道黏膜，能激發(fā)組織產(chǎn) 生較激發(fā)光波長更長的熒光，即AF，其來源于體內(nèi)固有的熒光活性分子。人體組織器官在惡 變后，局部組織的生化成分、生理環(huán)境和形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變使得腫瘤組織和正常組織的自發(fā) 熒光光譜產(chǎn)生差異，因此根據(jù)差異可以區(qū)分腫瘤組織和正常組織，以偽彩色顯示自體熒光 圖像，正常黏膜為藍(lán)綠色或青色，惡性病灶和異型增生區(qū)為暗紅色或紅棕色。4、智能色素增強(qiáng)(FICE)系統(tǒng)，多帶顯像(MBI)
FICE是利用不同波長的光可以穿透不同深度黏膜的原理，利用特殊波長，組合不同顏 色、不同波長范圍的內(nèi)鏡圖像，從淺到深設(shè)定組織反射程度，并根據(jù)想要的波長進(jìn)行圖像重 建，能更清晰地觀察脈管開口形態(tài)及毛細(xì)血管網(wǎng)，為及早發(fā)現(xiàn)黏膜細(xì)微的凹凸變化，特別是 早期腫瘤提供了強(qiáng)有力的武器。5、近紅外內(nèi)窺鏡
近紅外線電子內(nèi)鏡，近紅外線能深深地穿透組織，而常規(guī)內(nèi)鏡的光線卻不能。在活 體內(nèi)分光光度測定法顯示紅外線在620 820nm波長時能穿透腹部和胃壁，經(jīng)靜脈注射 saline或吲哚菁綠后，在監(jiān)視器上能看到呈網(wǎng)狀的胃部血管，而胃腸道腫瘤部位的血管結(jié) 構(gòu)對腫瘤浸潤深度的判斷也有一定的價值。應(yīng)用近紅外線電子內(nèi)鏡檢查有助于正確估測 EGC范圍，并能了解浸潤深度和有無局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。綜上所述，目前最基本的內(nèi)窺鏡是白熾光內(nèi)窺鏡，最近又出現(xiàn)了自體熒光內(nèi)窺鏡、 窄譜(藍(lán)色和綠色)內(nèi)窺鏡、紅外光內(nèi)窺鏡、以及近紅外光內(nèi)窺鏡，這些內(nèi)窺鏡都從不同角度 為內(nèi)窺鏡的診斷和治療提供了有效的生物學(xué)信息，對內(nèi)窺鏡下的疾病診斷都有不同程度的 幫助，但在一所醫(yī)院不可能將所有的設(shè)備買全。雖然上述內(nèi)窺鏡對疾病診斷都有不同程度 的幫助，但是一個病人不可能在同一個檢查過程中，將不同的內(nèi)窺鏡拔出插入反復(fù)進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有內(nèi)窺鏡種類雖然繁多，但是檢查同一部位就需要多條內(nèi)窺鏡 和多套設(shè)備，增加了醫(yī)院和病人的負(fù)擔(dān)的問題，提供了一種多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)
多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置于冷光源前的激發(fā)濾光輪以及設(shè)置 于CCD和內(nèi)窺鏡發(fā)射光之間的可與激發(fā)濾光輪同步切換的發(fā)射濾光輪，激發(fā)濾光輪上開有 7個孔，1號孔為通孔，2至7號孔設(shè)置2至7號激發(fā)濾光片，發(fā)射濾光輪上也開有7個孔，1 號孔為通孔，2至7號孔設(shè)置2至7號發(fā)射濾光片，所述的激發(fā)濾光片和發(fā)射濾光片的規(guī)格 如下表
權(quán)利要求
一種多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置于冷光源(1)前的激發(fā)濾光輪(2)以及設(shè)置于CCD(6)和內(nèi)窺鏡發(fā)射光之間的可與激發(fā)濾光輪(2)同步切換的發(fā)射濾光輪(4)，激發(fā)濾光輪(2)上開有7個孔，1號孔為通孔，2至7號孔設(shè)置2至7號激發(fā)濾光片，發(fā)射濾光輪(4)上也開有7個孔，1號孔為通孔，2至7號孔設(shè)置2至7號發(fā)射濾光片，所述的激發(fā)濾光片和發(fā)射濾光片的規(guī)格如下表 激發(fā)濾光片序號發(fā)射濾光片序號濾光片波長范圍22紫色光33藍(lán)色光44深綠色光55綠色光66紅色光77近紅外光對應(yīng)序號的發(fā)射濾光片波長比激發(fā)濾光片波長大50nm； 由冷光源(1)和激發(fā)濾光輪(2)組成的光源部分設(shè)置于光源面板(5)之內(nèi)，光源面板(5)上設(shè)光源開關(guān)(11)、光亮度旋鈕(12)、調(diào)波旋鈕(13)和光線輸出孔(14)，激發(fā)濾光輪(2)與可轉(zhuǎn)動的傳動桿(15)連接，傳動桿(15)端部與調(diào)波旋鈕(13)連接；包括發(fā)射濾光輪(4)的攝像部分設(shè)置于內(nèi)窺鏡目鏡端(16)和CCD攝像頭(18)之間，攝像部分還包括濾光輪固定盒(17)，發(fā)射濾光輪(4)通過轉(zhuǎn)軸(20)可轉(zhuǎn)動安裝于濾光輪固定盒(17)的內(nèi)部，濾光輪固定盒(17)一端與內(nèi)窺鏡目鏡端(16)的連接頭連接，另一端與CCD攝像頭(21)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于激發(fā)濾光輪(2)和 發(fā)射濾光輪(4)同步切換的方式為手動式，濾光輪固定盒(17)上開口，發(fā)射濾光輪(4)的外 周邊緣部分伸出開口，發(fā)射濾光輪(4)的外邊緣上設(shè)有1至7號孔切換到位的標(biāo)示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于光源面板(5)內(nèi) 還設(shè)置有與傳動桿(15)連接并驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的電機(jī)，濾光輪固定盒(17)內(nèi)也設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸 (20 )連接并驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于激發(fā)濾光輪(2)和 發(fā)射濾光輪(4)同步切換的方式為遙控式，配置有遙控器，遙控器內(nèi)設(shè)置發(fā)射信號的發(fā)射電 路，光源部分和攝像部分設(shè)有接收遙控器信號并控制電機(jī)的接收控制電路(22 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于所述的遙控器為手 控遙控器，其上設(shè)置控制發(fā)射電路的手壓開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，其特征在于所述的遙控器為腳 踏遙控器，其上設(shè)置控制發(fā)射電路的腳踏開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明屬于內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有內(nèi)窺鏡種類雖然繁多，但是檢查同一部位就需要多條內(nèi)窺鏡和多套設(shè)備，增加了醫(yī)院和病人的負(fù)擔(dān)的問題。多光譜內(nèi)窺鏡光學(xué)切換系統(tǒng)，包括設(shè)置于冷光源前的激發(fā)濾光輪以及設(shè)置于CCD和內(nèi)窺鏡發(fā)射光之間的可與激發(fā)濾光輪同步切換的發(fā)射濾光輪，激發(fā)濾光輪和發(fā)射濾光輪上都設(shè)置有2至7號濾光片。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果大大節(jié)省了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的設(shè)備費用，更主要的是減輕了病人的檢查痛苦，提高了診斷和治療效果。
文檔編號G02B7/00GK101943796SQ20101026259
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者楊曉峰 申請人:楊曉峰