CN114983316A - 一种内窥镜摄像集成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种内窥镜摄像集成设备。该设备包括成像装置和摄像笔，摄像笔与成像装置电性连接，摄像笔包括抓持主体和摄像杆，摄像杆的一端设置有用于获取图像的摄像头、冷光源和图像传感器，摄像头前端设置有光学镜片，光学镜片外盖设有防雾膜，摄像杆的另一端与抓持主体进行防水可拆卸连接，抓持主体内设置有控制电路板，摄像头、冷光源和图像传感器均与控制电路板电性连接，在进行手术时，通过手持抓持主体控制摄像杆对患者的患处进行图像采集，进一步的将采集的图像传送到成像装置上进行显示，其中摄像笔能够防止体液和消毒液的入侵、雾化遮挡和附着等情况，进而能够有效的保证对患处的高清成像。

Description

一种内窥镜摄像集成设备

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种内窥镜摄像集成设备。

背景技术

随着科学技术的发展，医用内窥镜已经被广泛应用于医疗领域，它是用于检查人体内部器官的重要工具之一，内窥镜在200多年的发展过程中结构发生了4次大的改进，从最初的硬管式内窥镜，直到如今的电子内窥镜，其影像质量不断提升，功能和结构也在不断的完善，其图像已不再是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下观察到的微观图像，微小病变清晰可辨，其影像质量已经达到了较高的水平，医用内窥镜在临床上的应用越来越普及。

以输尿管软镜手术为例，从设备采购的价格来看，医院采购2条进口软镜及一台控制主机，价格约200万元。而采购多条国产一次性软镜及一台控制主机，其价格可以控制在10万元以内。从单次手术来看，传统复用式内窥镜的成本(包括洗消、维修等成本)超过1.2万元，而一次性输尿管软镜的采购价格一般在万元以下。

传统内窥镜摄像设备检查设备巨大，通常由镜头、摄像头、显示器和冷光源等多种部件组成，整套设备的制造成本极高，使用前需要进行消毒，消毒时容易起雾导致视野清晰度下降，同时消毒的成本也很高，只能在大型综合性医院才能够使用，在广大基层医院等场所无法开展工作，使用起来受到限制。

发明内容

本发明提供了一种内窥镜摄像集成设备，用以解决现有技术中设备需要进行反复消毒容易起雾、视野清晰度变低的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种内窥镜摄像集成设备，该设备包括：

成像装置，所述成像装置包括CMOS的影像处理平台，用于处理所述设备采集的图像数据；

摄像笔，所述摄像笔包括抓持主体和摄像杆，所述摄像杆的一端内置有摄像头、冷光源和图像传感器，所述摄像头前端设置有光学镜片，所述光学镜片外部盖设有防雾膜，所述摄像杆的另一端与所述抓持主体进行防水可拆卸连接，所述抓持主体内设置有控制电路板，所述摄像头、所述冷光源和所述图像传感器均与所述控制电路板电性连接，所述抓持主体上设置有多个控制按钮，多个所述控制按钮均与所述控制电路板电性连接，所述抓持主体上设置有电连接插头，所述电连接插头用于与所述成像装置电性连接；

其中，所述摄像杆用于伸入患者体内，所述控制按钮用于控制所述摄像头对患处进行拍摄。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述抓持主体上开设有插接槽，所述插接槽内开设有导向槽，所述摄像杆用于与所述抓持主体连接的一端设置有连接座，所述连接座上设置有与所述导向槽匹配的导向边，所述连接座用于插接进所述插接槽内。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述连接座外套设有防水环，所述防水环设置于所述插接槽与所述连接座之间。

在一种可能的实施方式中，优选的，多个所述控制按钮包括灯光控制按钮和图像采集按钮，所述灯光控制按钮用于调节所述冷光源的光亮度值，所述图像采集按钮用于控制所述摄像头的图像采集。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述电连接插头采用USB电连接插头，所述电连接插头用于电性连接到所述成像装置上。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述设备还包括多功能车台，所述成像装置固定设置于所述多功能车台上，所述多功能车台包括升降组件，所述升降组件能够对所述多功能车台的高度进行调节。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述多功能车台还滑动组件，所述滑动组件固定设置于所述升降组件的底部，所述滑动组件用于移动所述多功能车台。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述设备还包括多功能箱柜，所述多功能箱柜包括柜体和电控驱动组件，所述柜体抽拉滑动设置于所述多功能车台内，所述电控驱动组件设置于所述多功能车台与所述柜体之间，所述电控驱动组件与所述成像装置电性连接。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述设备还包括一体打印设备，所述一体打印设备与所述成像装置电性连接。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述摄像笔还包括警报组件，所述警报组件包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和所述蜂鸣器均与所述控制电路板电性连接，所述指示灯设置于所述抓持主体上，所述蜂鸣器设置于所述抓持主体内。

本发明的有益效果是：本发明提出一种内窥镜摄像集成设备，该设备包括成像装置和摄像笔，成像装置包括用于处理设备所采集的图像数据的CMOS的影像处理平台，摄像笔包括抓持主体和摄像杆，摄像杆的一端内置摄像头、冷光源和图像传感器等，在摄像头前端设置有光学镜片，在光学镜片上盖设有防雾膜，同时在抓持主体内设置有控制电路板，摄像笔与抓持主体防水可拆卸连接，当摄像笔插接到握持主体上时，摄像头、冷光源和图像传感器均与控制电路板电性连接，同时在握持主体上设置有多个控制按钮，多个控制按钮均与控制电路板电性连接，控制按钮用于控制摄像头的摄像动作，在进行手术时，通过手持抓持主体控制摄像杆对患者的患处进行图像采集，进一步的将采集的图像传送到成像装置上进行显示，其中摄像笔能够防止体液和消毒液的入侵、雾化遮挡和附着等情况，进而能够有效的保证对患处的高清成像，极大的提高了对患者进行检查的准确性和手术作业时的安全性和作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了内窥镜摄像集成设备的整体结构示意图；

图2示出了另一个角度下的内窥镜摄像集成设备的整体结构示意图；

图3示出了摄像笔的局部***结构示意图；

图4示出了摄像笔的整体结构示意图；

图5示出了摄像头、冷光源和图像传感器的装配结构示意图；

图6示出了光学镜片、防雾膜和摄像头之间的装配结构示意图；

图7示出了控制电路板的整体电路结构示意图；

图8示出了图像传感器部分的电路结构示意图；

图9示出了摄像笔的供电部分电路结构示意图。

主要元件符号说明：

100-成像装置；200-摄像笔；210-抓持主体；211-控制电路板；212-控制按钮；213-插接槽；214-导向槽；215-指示灯；220-摄像杆；221-摄像头；222-冷光源；223-图像传感器；224-光学镜片；225-防雾膜；226-连接座；227-导向边；228-防水环；229-指示灯；230-电连接插头；300-多功能车台；310-升降组件；320-滑动组件；400-多动能箱柜；500-一体打印设备。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1和图2，本发明提供一种内窥镜摄像集成设备(以下简称设备)，该设备包括一个成像装置100和与成像装置100电性连接的摄像笔200，其中摄像笔200用于对患者的患处进行摄像，成像装置100包括CMOC影像处理平台，成像装置100用于处理设备上摄像笔200采集到的图像数据。

具体的，摄像笔200包括抓持主体210和摄像杆220，抓持主体210设置成适合人体握手的结构，同时摄像杆220与抓持主体210进行防水可拆卸连接，即摄像杆220能够从抓持主体210上取下来，并且在摄像杆220与抓持主体210之间设置有防水结构。

请参阅图4、图5、图6和图8，摄像杆220采用不锈钢材料设置成圆柱杆状结构，并且在摄像杆220的一端内置有摄像头221、冷光源222和图像传感器223，同时在摄像头221的前端设置有光学镜片224，光学镜片224的外部盖设有防水膜225，在摄像头221用于拍摄的一端上设置有多个冷光源222。

请参阅图7，在抓持主体210内设置有控制电路板211，同时在抓持主体210上设置有多个控制按钮212，多个控制按钮212均与控制电路板211电性连接。同时在抓持主体210上设置有电连接插头230，电连接插头230与控制电路板211电性连接，电连接插头230用于与成像装置100进行电连接。

可以理解的是，当摄像杆220与抓持主体210进行连接时，摄像头221、冷光源222和图像传感器223均与控制电路板211进行电性连接，控制电路板211还与成像装置100之间电性连接，通过控制抓持主体210上的控制按钮212，即可控制摄像头221进行拍摄成像、控制冷光源222进行亮度调节和控制图像传感器223的感应成像等动作。

其中，光学镜片224为具有折射角度的聚焦镜片，能够将患者患处的光亮进行聚焦折射到摄像头221上，防雾膜225是由玻璃疏水镀膜液在镜头外端所形成的薄膜结构，该防雾膜225能够避免液体雾化在光学镜片224上。

可以理解的是，医护人员通过手持摄像笔200，进一步的将摄像杆220伸入患者体内，通过控制抓持主体210上的控制按钮212即可控制摄像杆220上摄像头221进行摄像动作，其中在对摄像杆220进行消毒时、或者将摄像杆220伸入患者体内时，防雾膜225能够避免体液和消毒液的入侵摄像头221、雾化遮挡和附着在摄像头221上等情况的发生，进而能够有效的保证摄像头221拍摄时的清晰度，极大的提高了对患者进行检查的准确性和手术作业时的安全性和作业效率。

在上述方案的基础上，优选的，在摄像杆220内设置有微型驱动装置(微型电机等)，微型驱动装置与控制电路板211电性连接，并且通过控制按钮212能够驱使微型驱动装置的动作，微型驱动装置用于调整光学镜片224的折射角度，进而能够有效提高摄像头221的成像效果，极大的提升了对患处成像的清晰度。

优选的，摄像杆220与抓持主体210之间的防水可拆卸连接结构可以这样设置：

在抓持主体210上开设有插接槽213，在摄像杆220用于与抓持主体210连接的一端设置有连接座226，连接座226用于插置在插接槽213内，同时为了保证电接口的位置准确，在插接槽213内开设有导向槽214，在连接座226上设置有导向边227。

可以理解的是，将连接座226插置于插接槽213内时，导向槽214和导向边227相互进行限位，进而能够保证摄像杆220与抓持主体210两端之间的电路接口能够相互对应，即摄像杆220插置于抓持主体210上时，摄像杆220上的电元件均与抓持主体210上的控制电路板211实现电性连接。

请参阅图3和图4，摄像杆220与抓持主体210之间可以设置防水环228，防水环228为橡胶疏水材质，当摄像杆220插置到抓持主体210上时，防水环228能够防止体液或者消毒液入侵到插接槽213内，进而能够有效提升摄像笔200的防水性能和工作时的稳定性。

具体的，可以在连接座226上环绕连接座226开设有放置槽，进一步的将防水环228放置于放置槽内，进而在将连接座226插置于插接槽213内后，防水环228设置于摄像杆220与抓持主体210之间，进而在摄像杆220进行消毒时、摄像头221进行摄像时或者是体液外流时均不会入侵到插接槽213内。

在上述方案中，医护人员能够对摄像杆220进行更换和拆卸消毒，消毒时取下摄像杆220进行消毒，不仅能够有效提高检查作业、手术作业时的工作效率，还极大的降低了消毒成本，进而能够保证小诊所也能够应用的到该设备，有效的解决了现有技术中大家想要解决的内窥镜设备大而贵的技术问题。

需要解释的是，在上述方案中，CMOS的影像处理平台是指应用CMOS图像传感器进行图像成型的相关技术，CMOS图像传感器是一种使用CMOS的固态图像传感器。像CCD图像传感器一样，使用了光电二极管(PD)，但是制造过程和信号读出方法不同。

通过为每个单位单元具有放大器，可以抑制由于读取转换为光的光信号而产生的电噪声。CMOS逻辑LSI，因为它可以大量生产在制造过程中的应用，具有高电压模拟电路的CCD图像传感器，元件功耗更小，因为它是小的，理论上相比是便宜的涂抹或光晕发生没有的优势。当然该技术为成熟的现有技术，不属于本发明的改进方向所在。

请参阅图3，在上述方案的基础上，摄像笔200还包括警报组件，警报组件用于在摄像笔200对患处完成聚焦时发出警报提示，

具体的，警报组件包括指示灯229和蜂鸣器，指示灯229和蜂鸣器均与控制电路板211电性连接，当摄像头221对患者患处完成聚焦和对焦动作后，指示灯229发生闪烁，蜂鸣器发出声音，当然指示灯229和蜂鸣器可以被关闭。

请参阅继续参阅图3和图4，多个控制按钮212包括灯光控制按钮、图像采集按钮和光学镜片224微调按钮等。

具体的，冷光源222采用LED灯，并且冷光源222的亮度值、光的颜色可以被调节；摄像头221的聚焦角度以及光学镜片224的聚焦角度能够被调节。

可以理解的是，通过多个控制按钮212的控制，进而能够对患者患处光度进行聚焦到摄像头221上，进一步的传送到成像装置100上进行聚焦成像，极大的提高了对患处成像的清晰度。

在上述方案中，优选的，电连接插头230采用USB电连接插头，使用时将USB电连接插头插接到成像装置100上即可，采用USB电连接插头能够有效的提高手术作业时的工作效率和便捷性。

当然，摄像笔200还可以采用数据线连接的方式与成像装置100进行电性连接。

请参阅图1和图2，在上述方案的基础上，该设备还包括多功能车台300，多功能车台300为该设备的支撑件，成像装置100固定设置于多功能车台300上，多功能车台300上开设有多个用于放置摄像笔200的部位，同时多功能车台300上还设置有用于放置鼠标键盘的部位。

当然，多功能车台300上还可以设有照明灯等辅助设备。

优选的，在多功能车台300的底部位置还设置有升降组件310，升降组件310可以通过遥控设备进行控制，进而能够调节多功能车台300的高度，能够满足医护人员的使用高度，极大的提高了该设备的机动性能。

具体的，升降组件310包括电机和滑杆等组件，控制遥控能够调控电机的动作，进而能够实现对多功能车台300高度的调节，当然如何调节升降钻进310进行上升或者下降为成熟的现有技术，但是将升降组件310应用到该设备上能够让该设备满足不同医护人员的人体结构，进而实现了该设备与医护人员之间的人机匹配，极大的提高了该设备的应用效果。

在上述方案的基础上，多功能车台300还包括滑动组件320，滑动组件320设置于多功能车台300的底部位置，具体的设置于升降组件310的底部位置，滑动组件320包括多个滑动轮，多个滑动轮设置于设备的底部位置，滑动组件320用于移动该设备，进而能够提高该设备的机动能力，有效的提高了该设备在搬运时的便捷性。

请继续参阅图1和图2，在上述方案的基础上，该设备还包括一体打印设备500，一体打印设备500与成像装置100电性连接，一体打印设备500用于对成像装置100所生成的图像进行打印。

具体的，成像装置100可以为一台计算机，一体打印设备500与计算机电性连接，通过该计算机不仅能够控制一体打印设备500对生成的图像进行打印，还能够控制一体打印设备500对患者的病历信息进行打印，进而能够有效的提高手术作业的便捷性和患者数据的准确性。

请参阅图7、图8和图9，在本发明技术方案中，还提供一种电路结构，该电路结构用于实现上述设备的电控动作。

需要解释的是，图7为控制电路板211的电路结构示意图，图8为摄像头221和图像传感器223等电子元件的电路结构示意图。

请继续参阅图9，其中部分3显示的是摄像笔200的供电部分的电路结构示意图，部分4显示的是LDO线性稳压器的电路结构示意图，部分5显示的是串行内存的电路结构示意图。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种内窥镜摄像集成设备，其特征在于，包括：

成像装置，所述成像装置包括CMOS的影像处理平台，用于处理所述设备采集的图像数据；

摄像笔，所述摄像笔包括抓持主体和摄像杆，所述摄像杆的一端内置有摄像头、冷光源和图像传感器，所述摄像头前端设置有光学镜片，所述光学镜片外部盖设有防雾膜，所述摄像杆的另一端与所述抓持主体进行防水可拆卸连接，所述抓持主体内设置有控制电路板，所述摄像头、所述冷光源和所述图像传感器均与所述控制电路板电性连接，所述抓持主体上设置有多个控制按钮，多个所述控制按钮均与所述控制电路板电性连接，所述抓持主体上设置有电连接插头，所述电连接插头用于与所述成像装置电性连接；

其中，所述摄像杆用于伸入患者体内，所述控制按钮用于控制所述摄像头对患处进行拍摄。

2.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述抓持主体上开设有插接槽，所述插接槽内开设有导向槽，所述摄像杆用于与所述抓持主体连接的一端设置有连接座，所述连接座上设置有与所述导向槽匹配的导向边，所述连接座用于插接进所述插接槽内。

3.根据权利要求2所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述连接座外套设有防水环，所述防水环设置于所述插接槽与所述连接座之间。

4.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，多个所述控制按钮包括灯光控制按钮和图像采集按钮，所述灯光控制按钮用于调节所述冷光源的光亮度值，所述图像采集按钮用于控制所述摄像头的图像采集。

5.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述电连接插头采用USB电连接插头，所述电连接插头用于电性连接到所述成像装置上。

6.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述设备还包括多功能车台，所述成像装置固定设置于所述多功能车台上，所述多功能车台包括升降组件，所述升降组件能够对所述多功能车台的高度进行调节。

7.根据权利要求6所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述多功能车台还滑动组件，所述滑动组件固定设置于所述升降组件的底部，所述滑动组件用于移动所述多功能车台。

8.根据权利要求6所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述设备还包括多功能箱柜，所述多功能箱柜包括柜体和电控驱动组件，所述柜体抽拉滑动设置于所述多功能车台内，所述电控驱动组件设置于所述多功能车台与所述柜体之间，所述电控驱动组件与所述成像装置电性连接。

9.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述设备还包括一体打印设备，所述一体打印设备与所述成像装置电性连接。

10.根据权利要求1所述的内窥镜摄像集成设备，其特征在于，所述摄像笔还包括警报组件，所述警报组件包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和所述蜂鸣器均与所述控制电路板电性连接，所述指示灯设置于所述抓持主体上，所述蜂鸣器设置于所述抓持主体内。

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