CN111568355A - 一种微型耳内成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微型耳内成像装置，涉及医疗检测器械领域，具体方案为：包括图像传输组件、照明组件、成像模组和显示器，图像传输组件包括传输通道，传输通道两端分别为检测端和观察端，照明组件设置在传输通道观察端一侧，照明组件包括照明光源和反光镜，反光镜设置在传输通道的延伸方向上并相对延伸方向倾斜设置，反光镜位于照明光源的照射方向上并将光线反射至传输通道内；成像模组设置在反光镜相对传输通道的另一侧，成像模组与显示器信号连接；微型耳内成像装置使用柔性光纤，可提高检测的效果；微型耳内成像装置可录制视屏，便于后期对视频作后续处理、参考和借鉴；微型耳内成像装置具有很好的应用效果，同时具有很高的经济性。

Description

一种微型耳内成像装置

技术领域

本发明涉及医疗检测器械领域，更具体地说，它涉及一种微型耳内成像装置。

背景技术

中耳手术植入人工听骨假体是治疗中耳炎所致听小骨破坏的主要治疗方法。然而中耳位置深邃，手术及视野范围狭小，临床上并不能在术中实时评估植入人工听骨假体的稳定性。

目前植入人工听骨稳定性的判断主要通过在中耳手术过程中术者的视力和触觉作主观判断，或应用AABR/ASSR中耳术中采用扬声器给声术中行听力监测等间接方法检测植入人工听骨的稳定性，但存在术者经验不足、电磁场干扰、本底噪声、外耳道填塞物等影响判断效果。而目前国内外尚无技术能满足术中实时观察确保术中人工听小骨安放的稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种微型耳内成像装置，结构简单，设备较小，且成本低廉，适合广泛推广。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种微型耳内成像装置，包括图像传输组件、照明组件、成像模组和显示器，图像传输组件包括传输通道，传输通道两端分别为检测端和观察端，照明组件设置在传输通道观察端一侧，照明组件包括照明光源和反光镜，反光镜设置在传输通道的延伸方向上并相对延伸方向倾斜设置，反光镜位于照明光源的照射方向上并将光线反射至传输通道内；成像模组设置在反光镜相对传输通道的另一侧，成像模组与显示器信号连接。

在上述方案中，当进行检测时，将传输通道检测端探入耳内，照明组件一直处于外部位置，照明光源照射至反光镜，反光镜将光线反射入耳内，传输通道观察端用于观察，成像模组包括视频拍摄器，用于获取视频信息，拍摄器位于反光镜相对传输通道的另一侧，然后通过采集卡转换为数字信号，并将该信号发送至显示器显示出耳内的图像。可采用ezcap272视频录制盒以及其它相关配件，装置由专用数据线连接至液晶监视器BNC接口并从该接口分流至视频录制盒，可实现视频录制与实时监控同时进行。照明光源可采用高强度LED灯。选用微型化的显微成像电路和高强度LED灯，组成微型成像模组。

作为一种优选方案，传输通道为柔性传像光纤。

在上述优选方案中，柔性传像光纤采用单丝直径4um的像纤阵列，有效像纤直径为0.45mm，有效探测像素数＝＝探测面积/单丝面积≈9935个，相当于100×100的图像阵列，基本可实现对目标的识别与判断。柔性光纤具有传输效果好，且能够在弯折情况下保证检测的效果。

作为一种优选方案，光纤外径不大于0.8mm，光纤外套设有可弯折金属管。

在上述优选方案中，柔性传像光纤的外径≤0.8mm，可安装进高强度金属管内。其具有一定的柔软度，安全弯折半径为10cm。金属管用于对光纤保护；光纤的长度可根据实际情况做具体设置。通过零距离光学传输，将耳内的成像目标传递到数十公分外的微型成像模组上。并通过分光光路，同时将照明光发送到耳内的成像目标上去。

作为一种优选方案，金属管外径不大于1mm；以保证传输通道的顺利探入耳内。

作为一种优选方案，照明光源和反光镜均设置在外壳内，外壳与金属管固定连接。

在上述优选方案中，将其与传像传光光路的末端进行精密调试，调试完成后，封闭为一个整体。该密闭腔室的预估外形为直径20mm，长度20mm的圆柱体。在密闭腔室的尾端设计微型插头，用于通电和传输图像。

作为一种优选方案，光纤检测端设有90°视场角透镜；照明组件的外壳靠近成像模组的一端也设有90°视场角透镜。

在上述优选方案中，透镜设计为90°视场角，其有效成像范围3mm-10mm,可实现超短距离成像。在成像距离为3mm时，其成像面直径达到4.24mm，成像面达到3mm×3mm。

作为一种优选方案，反光镜相对通道延伸方向倾斜角度为45°；能够使得照明光源的使用效果最大化；同时传输通道可不仅局限于光纤，可使用笔直的坚硬空管作为传输通道。

作为一种优选方案，成像模组还信号连接一存储装置；以便后期对视频作后续处理、参考和借鉴。ezcap272视频录制盒本身具有相应的储存设备，也可使用其他。

作为一种优选方案，微型耳内成像装置还包括光纤固定支架。在使用过程中，光纤深入内耳后，必须要一名助手协助手扶固定，因人为操作，可能会出现细微抖动导致画面不稳定，影响效果判断，且手术台空间有限，助手可能会影响手术者操作空间，导致手术不顺畅。为解决这一问题，经过反复研究讨论，我们拟在手术台边装一个光纤固定支架。考虑因光纤有一定的硬度，所以***的方向要在60度至90度之间，以降低应力带来的位移可能。成像光纤***耳内后，先固定在支架上，然后微调支架，到合适位置后锁死。这样既能解决手术台空间狭小，固定助手可能干扰手术，同时又能解决光纤固定效果不稳定的问题。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的微型耳内成像装置使用柔性光纤，可提高检测的效果；

(2)本发明提供的微型耳内成像装置可录制视屏，便于后期对视频作后续处理、参考和借鉴；

(3)本发明提供的微型耳内成像装置可实时评估手术效果，调整治疗方案，提高手术成功率及患者术后康复率；

(4)本发明提供的微型耳内成像装置可有效避免患者因植入人工听骨假体不稳定而术后康复效果不佳，避免再次手术造成的二次伤害和额外经济负担；

(5)本发明提供的微型耳内成像装置设备组装简单、使用便捷，操作性和实用性极强，是耳科医师重要的手术辅助工具；

(6)本发明提供的微型耳内成像装置采用直径＜1mm的微型传像设备，可伸入到狭窄深邃的中耳进行观察，且不影响手术操作及对患者产生其他不利影响；

(7)本发明提供的微型耳内成像装置能重复使用，可反复用于实时评估，能减少医院购买成本及患者经济负担；

(8)本发明提供的微型耳内成像装置具有很好的应用效果，同时具有很高的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例微型耳内成像装置的结构示意图；

图2是本发明实施例微型耳内成像装置的结构示意图的原理框图；

其中：

1、传输组件；2、成像模组；3、照明光源；4、反光镜；5、透镜；11、检测端；12、观察端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种微型耳内成像装置，包括图像传输组件1、照明组件、成像模组2和显示器，图像传输组件1包括传输通道，传输通道两端分别为检测端11和观察端12，照明组件设置在传输通道观察端12一侧，照明组件包括照明光源3和反光镜4，反光镜4设置在传输通道的延伸方向上并相对延伸方向倾斜设置，反光镜4位于照明光源3的照射方向上并将光线反射至传输通道内；成像模组2设置在反光镜4相对传输通道的另一侧，成像模组2与显示器信号连接。

在上述实施例中，当进行检测时，将传输通道检测端11探入耳内，照明组件一直处于外部位置，照明光源3照射至反光镜4，反光镜4将光线反射入耳内，传输通道观察端12用于观察，成像模组2包括视频拍摄器，用于获取视频信息，拍摄器位于反光镜4相对传输通道的另一侧，然后通过采集卡转换为数字信号，并将该信号发送至显示器显示出耳内的图像。可采用ezcap272视频录制盒以及其它相关配件，装置由专用数据线连接至液晶监视器BNC接口并从该接口分流至视频录制盒，可实现视频录制与实时监控同时进行。照明光源3可采用高强度LED灯。选用微型化的显微成像电路和高强度LED灯，组成微型成像模组2。

作为一种优选实施例，传输通道为柔性传像光纤。

在上述优选实施例中，柔性传像光纤采用单丝直径4um的像纤阵列，有效像纤直径为0.45mm，有效探测像素数＝＝探测面积/单丝面积≈9935个，相当于100×100的图像阵列，基本可实现对目标的识别与判断。柔性光纤具有传输效果好，且能够在弯折情况下保证检测的效果。

作为一种优选实施例，光纤外径不大于0.8mm，光纤外套设有可弯折金属管。

在上述优选实施例中，柔性传像光纤的外径≤0.8mm，可安装进高强度金属管内。其具有一定的柔软度，安全弯折半径为10cm。金属管用于对光纤保护；光纤的长度可根据实际情况做具体设置。通过零距离光学传输，将耳内的成像目标传递到数十公分外的微型成像模组2上。并通过分光光路，同时将照明光发送到耳内的成像目标上去。

作为一种优选实施例，金属管外径不大于1mm；以保证传输通道的顺利探入耳内。

作为一种优选实施例，照明光源3和反光镜4均设置在外壳内，外壳与金属管固定连接。

在上述优选实施例中，将其与传像传光光路的末端进行精密调试，调试完成后，封闭为一个整体。该密闭腔室的预估外形为直径20mm，长度20mm的圆柱体。在密闭腔室的尾端设计微型插头，用于通电和传输图像。

作为一种优选实施例，光纤检测端11设有90°视场角透镜5；照明组件的外壳靠近成像模组2的一端也设有90°视场角透镜5。

在上述优选实施例中，透镜5设计为90°视场角，其有效成像范围3mm-10mm,可实现超短距离成像。在成像距离为3mm时，其成像面直径达到4.24mm，成像面达到3mm×3mm。

作为一种优选实施例，反光镜4相对通道延伸方向倾斜角度为45°；能够使得照明光源3的使用效果最大化；同时传输通道可不仅局限于光纤，可使用笔直的坚硬空管作为传输通道。

作为一种优选实施例，成像模组2还信号连接一存储装置；以便后期对视频作后续处理、参考和借鉴。ezcap272视频录制盒本身具有相应的储存设备，也可使用其他。

作为一种优选实施例，微型耳内成像装置还包括光纤固定支架。

在上述优选实施例中，在使用过程中，光纤深入内耳后，必须要一名助手协助手扶固定，因人为操作，可能会出现细微抖动导致画面不稳定，影响效果判断，且手术台空间有限，助手可能会影响手术者操作空间，导致手术不顺畅。为解决这一问题，经过反复研究讨论，我们拟在手术台边装一个光纤固定支架。考虑因光纤有一定的硬度，所以***的方向要在60度至90度之间，以降低应力带来的位移可能。成像光纤***耳内后，先固定在支架上，然后微调支架，到合适位置后锁死。这样既能解决手术台空间狭小，固定助手可能干扰手术，同时又能解决光纤固定效果不稳定的问题。

需要有直径<1mm的微型传像设备，对耳内手术的效果进行评价。该设备穿过高强度金属管(外径1mm，内径>0.8mm)放置在患者耳内；放置位置距离观察对象约1mm—6mm，观察对象约为3mm×3mm，黑白成像。由于耳内无光，还需要通过该传像设备，进行照明。该设备能重复使用，高强度金属管的长度约为10cm，故该设备的长度应不少于15cm。

工作原理：利用光纤传感器检测听小骨假体植入后圆窗膜振动状态的实时检测***，实现术中实时动态成像直观观察。可在术中实时检测听小骨植入后圆窗膜振动所导致的波动变化，进而实现听小骨假体植入后的实时功能验证。通过术中、填塞封闭术腔后的实时动态监测及术前、术后听力检查对比，证实术中安放听骨假体的稳定可靠性，为确保术中人工听小骨安放是否准确或避免假体移位提供有力工具。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种微型耳内成像装置，其特征在于，包括图像传输组件(1)、照明组件、成像模组(2)和显示器，图像传输组件(1)包括传输通道，传输通道两端分别为检测端(11)和观察端(12)，照明组件设置在传输通道观察端(12)一侧，照明组件包括照明光源(3)和反光镜(4)，反光镜(4)设置在传输通道的延伸方向上并相对延伸方向倾斜设置，反光镜(4)位于照明光源(3)的照射方向上并将光线反射至传输通道内；成像模组(2)设置在反光镜(4)相对传输通道的另一侧，成像模组(2)与显示器信号连接。

2.根据权利要求1所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述传输通道为柔性传像光纤。

3.根据权利要求2所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述光纤外径不大于0.8mm，光纤外套设有可弯折金属管。

4.根据权利要求3所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述金属管外径不大于1mm。

5.根据权利要求3所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述照明光源(3)和反光镜(4)均设置在外壳内，外壳与金属管固定连接。

6.根据权利要求5所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述光纤检测端(11)设有90°视场角透镜(5)；照明组件的外壳靠近成像模组(2)的一端也设有90°视场角透镜(5)。

7.根据权利要求1所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述反光镜(4)相对传输通道延伸方向倾斜角度为45°。

8.根据权利要求1所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述成像模组(2)还信号连接一存储装置。

9.根据权利要求1所述的微型耳内成像装置，其特征在于，所述微型耳内成像装置还包括光纤固定支架。

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