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一種防霧內窺鏡系統的裝置和方法.pdf

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一種 內窺鏡 系統 裝置 方法
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摘要
申請專利號:

CN201210324982.0

申請日:

20120905

公開號:

CN103654701B

公開日:

20160810

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B1/06,A61B1/00 主分類號: A61B1/06,A61B1/00
申請人: 青島奧美克醫療科技有限公司
發明人: 鄭耀,辜長明,鄭安民,毛榮壯
地址: 266000 山東省青島嶗山區科苑緯四路100號
優先權: CN201210324982A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210324982.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種防霧內窺鏡系統的裝置和方法,屬于微創醫療的技術領域,其在傳統內窺鏡系統的基礎上,增加一路近紅外防霧照明光源,合色耦合進入照明傳輸通道,并改變前光學窗口片的材料特性,使其透射可見光,保證術野白光照明的同時吸收近紅外光能量而使前光學窗口片的溫度升高,減小內窺鏡前光學窗口片與人體的溫度差,從而達到防霧的目的。本發明與采用生理鹽水預熱和涂抹防霧油等防霧相比,具有醫生手術操作更方便,更簡單的優點,且不存在生理鹽水,防霧油等存在的消毒不盡的隱患,適宜應用于各種內窺手術中,特別適宜應用于需將內窺鏡反復插入和拔出人體的內窺手術中,起防霧作用。

權利要求書

1.一種防霧內窺鏡系統的裝置,含照明光源(1),傳輸光纖束(2),內窺鏡(3),照明光源(1)含白光照明光源(11),耦合光學透鏡(14),白光照明光源(11)是氙燈,白光LED或紅綠藍三基色混合白光LED,提供可見光波段的光輸出,采用氙燈,功率在250W~350W范圍內,采用白光LED,功率在50W~100W范圍內,采用紅綠藍三基色混合白光LED,功率在150W~200W范圍內,耦合光學透鏡(14)是光學透鏡或透鏡組,傳輸光纖束(2)由若干直徑數十微米的光纖綁定在一起,入射面和出射面表面拋光,耦合光學透鏡(14)的聚焦面與傳輸光纖束(2)的入射面重合,內窺鏡(3)含內窺鏡光學透鏡系統(31),前光學窗口片(32),導光光纖束(33),內窺鏡殼體(34),光纖連接接口(35),內窺鏡光學透鏡系統(31)由數十片光學透鏡組成,對術野進行成像,內窺鏡殼體(34)主要由不銹鋼材料制成,表面拋光,前光學窗口片(32)是一種透明光學材料,可透過可見光,置于內窺鏡光學透鏡系統(31)前面,焊接或膠接在內窺鏡殼體(34)上,導光光纖束(33)由若干直徑數十微米的光纖綁定在一起,入射面和出射面表面拋光,導光光纖束(33)的入射面置于光學連接接口(35)內,導光光纖束(33)的入射面通過光纖連接接口(35)與傳輸光纖束(2)的出射面耦合連接,導光光纖束(33)置于光學透鏡系統(31)和內窺鏡殼體(34)之間的環帶內,出射面緊貼前光學窗口片(32),其特征在于,所述的照明光源(1)還含近紅外防霧照明光源(12),合色濾色片(13),合色濾色片(13)是一種光學平板,以與耦合光學透鏡(14)成45°夾角的方式置于白光照明光源(11)和耦合光學透鏡(14)之間,合色濾色片(13)上鍍制透過可見光反射近紅外光的光學薄膜,近紅外防霧照明光源(12)是一種只發射近紅外光的光源,發射光的波長范圍在780nm~1100nm之間,全功率發射光功率介于5瓦~10瓦之間,近紅外防霧照明光源(12)以與白光照明光源(11)垂直,與合色濾色片(13)呈45°角的方式放置,白光照明光源(11)和近紅外防霧照明光源(12)可獨立控制開關和亮度,內窺鏡(3)的前光學窗口片(32)由一種改進了材料光譜特性的光學材料制成,它不僅能透射可見光同時能吸收近紅外光,可見光平均透過率≥80%,近紅外光平均吸收率≥80%。2.根據權利要求1所述防霧內窺鏡系統的裝置,其特征在于,白光照明光源(11)是白光LED,功率80W,近紅外防霧照明光源(12)是輻射波長為808nm的半導體激光器,全功率輸出5W,前光學窗口片(32)在808nm的吸收率為80%,可見光平均透過率為90%,近紅外防霧照明光源(12)全功率開啟1分鐘,前光學窗口片(32)的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的30%,溫度維持在37℃左右。3.根據權利要求1所述防霧內窺鏡系統的裝置,其特征在于,白光照明光源(11)是紅綠藍三基色混合白光LED,總功率170W,近紅外防霧照明光源(12)是輻射波長微940nm的半導體激光器,全功率輸出10W,前光學窗口片(32)在940nm吸收率為90%,可見光平均透過率為85%,近紅外防霧照明光源(12)全功率開啟30秒,前光學窗口片(32)的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的10%,溫度維持在37℃左右。4.根據權利要求1所述防霧內窺鏡系統的裝置,其特征在于,白光照明光源(11)是氙燈,總功率350W,近紅外防霧照明光源(12)是輻射波長為1064nm的Nd:YAG激光器,全功率輸出7W,前光學窗口片(32)在1064nm吸收率為95%,可見光平均透過率為80%,近紅外防霧照明光源(12)全功率開啟45秒,前光學窗口片(32)的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的20%,溫度維持在37℃左右。5.一種防霧內窺鏡系統的防霧方法,可使用權利要求1-4任一種裝置實現,其特征在于,包括如下步驟:(1)手術前2~3分鐘,全功率開啟近紅外防霧照明光源(12),近紅外光依次通過耦合光學透鏡(14),傳輸光纖束(2),導光光纖束(33)傳輸后,照射到前光學窗口片(32)上,前光學窗口片(32)吸收近紅外光能量,溫度開始上升;(2)30秒~1分鐘后,前光學窗口片溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,此時降低近紅外防霧照明光源(12)功率至全功率的10%~30%,以保持前光學窗口片溫度維持在37℃左右,前光學窗口片(32)溫度與人體溫度基本一致,達到防霧的目的。

說明書

技術領域

本發明涉及一種防霧內窺鏡系統的裝置和方法,屬于微創醫療的技術領域。

背景技術

醫療內窺鏡已經廣泛應用于微創手術中,當前采用內窺鏡系統的微創手術一個操作上的缺陷是:當內窺鏡進入人體操作時,由于人體內外的溫度差異,部分水蒸汽遇到溫度較低的內窺鏡時,容易在內窺鏡前光學窗口片上形成凝霧,影響術野的成像清晰度,使顯示器上顯示的術野圖像變得模糊,影響醫生的觀察和操作。為了克服內窺鏡起霧,醫生主要采用生理鹽水預熱內窺鏡,涂抹防霧油等方式,能在一定程度上緩解內窺鏡起霧的問題,但缺點是復雜化了手術準備過程,存在消毒不盡的隱患,并會增加手術準備時間,因此,直接從內窺鏡系統上提供防霧或除霧的解決方案是最佳的方式。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種防霧內窺鏡系統的裝置和方法,其在傳統內窺鏡系統的基礎上,增加一路近紅外防霧照明光源,合色耦合進入照明傳輸通道,并改變前光學窗口片的材料特性,使其透射可見光,保證術野白光照明的同時吸收近紅外光能量,而使前光學窗口片的溫度升高,減小內窺鏡前光學窗口片與人體的溫度差,從而達到防霧的目的。

現結合附圖詳細說明本發明的技術方案:

一種防霧內窺鏡系統的裝置,含照明光源1,傳輸光纖束2,內窺鏡3,照明光源1含白光照明光源11,耦合光學透鏡14,白光照明光源11是氙燈,白光LED或紅綠藍三基色混合白光LED,提供可見光波段的光輸出,采用氙燈,功率在250W~350W范圍內,采用白光LED,功率在50W~100W范圍內,采用紅綠藍三基色混合白光LED,功率在150W~200W范圍內,耦合光學透鏡14是光學透鏡或透鏡組,傳輸光纖束2由若干直徑數十微米的光纖綁定在一起,入射面和出射面表面拋光,耦合光學透鏡14的聚焦面與傳輸光纖束2的入射面重合,內窺鏡3含內窺鏡光學透鏡系統31,前光學窗口片32,導光光纖束33,內窺鏡殼體34,光纖連接接口35,內窺鏡光學透鏡系統31由數十片光學透鏡組成,對術野進行成像,內窺鏡殼體34主要由不銹鋼材料制成,表面拋光,前光學窗口片32是一種透明光學材料,可透射可見光,置于內窺鏡光學透鏡系統31前面,焊接或膠接在內窺鏡殼體34上, 導光光纖束33由若干直徑數十微米的光纖綁定在一起,入射面和出射面表面拋光,導光光纖束33的入射面置于光學連接接口35內,導光光纖束33的入射面通過光纖連接接口35與傳輸光纖束2的出射面耦合連接,導光光纖束33置于光學透鏡系統31和內窺鏡殼體34之間的環帶內,出射面緊貼前光學窗口片32, 其特征在于:所述的照明光源1還含近紅外防霧照明光源12,合色濾色片13,合色濾色片13是一種光學平板,以與耦合光學透鏡14成45°夾角的方式置于白光照明光源11和耦合光學透鏡14之間,合色濾色片13上鍍制透射可見光反射近紅外光的光學薄膜,近紅外防霧照明光源12是一種只發射近紅外光的光源如半導體激光光源或泵浦激光器光源等,發射光的波長范圍在780nm~1100nm之間,全功率發射光功率介于5瓦~10瓦之間,近紅外防霧照明光源12以與白光照明光源11垂直,與合色濾色片13呈45°角的方式放置,白光照明光源11和近紅外防霧照明光源12可獨立控制開關和亮度,內窺鏡3的前光學窗口片32由一種改進了材料光譜特性的光學材料制成,它不僅能透射可見光同時能吸收近紅外光,可見光平均透過率大于80%,近紅外光平均吸收率大于80%。

根據上述防霧內窺鏡系統的裝置,所述的防霧內窺鏡系統的防霧方法包括以下步驟:

(1)手術前2~3分鐘,全功率開啟近紅外防霧照明光源12,近紅外光依次通過耦合光學透鏡14,傳輸光纖束2,導光光纖束33傳輸后,照射到前光學窗口片32上,前光學窗口片32吸收近紅外光能量,溫度開始上升;

(2)30秒~1分鐘后,前光學窗口片溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,此時降低近紅外防霧照明光源12功率至全功率的10%~30%,以保持前光學窗口片溫度維持在37℃左右;

(3)醫生將內窺鏡插入人體前,關閉近紅外防霧照明光源12,開啟白光照明光源11,然后將內窺鏡插入人體,前光學窗口片32溫度與人體溫度基本一致,不會起霧,醫生可以進行正常的觀察和手術,達到防霧的目的。

本發明的積極進步效果在于:在典型內窺鏡系統基礎上不做太大的改變,只增加一路近紅外防霧照明光源,同時改變前光學窗口片的材料就實現了系統級的防霧功能,與采用生理鹽水預熱和涂抹防霧油等防霧相比,具有醫生手術操作更方便,更簡單的優點,且不存在生理鹽水,防霧油等存在的消毒不盡的隱患。

附圖說明

圖1為本發明的防霧內窺鏡系統的裝置結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖和實施例詳細說明本發明的技術方案和工作原理。

所有實施例都具有與發明內容所述裝置的結構完全相同的結構和方法所述的相同的方法。為避免重復,以下實施例僅羅列關鍵的技術數據。

實施例1:

白光照明光源11是白光LED,總功率80W,近紅外防霧照明光源12是輻射波長為808nm的半導體激光器,全功率輸出5W,前光學窗口片32在808nm的吸收率為80%,可見光平均透過率為90%。近紅外防霧照明光源12全功率開啟1分鐘,前光學窗口片32的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的30%,溫度維持在37℃左右。

工作原理為:手術前2~3分鐘,開啟808nm的半導體激光器,輸出5W的808nm的激光,808nm的激光通過合色濾色片13后反射進入耦合光學透鏡14,耦合光學透鏡14將808nm的近紅外光聚焦耦合到傳輸光纖束2中,并從傳輸光纖束2的出射面出射,出射的808nm的近紅外光通過光纖連接接口35耦合進入導光光纖束33,并從導光光纖束33的出射面出射,出射的808nm的近紅外光照射到前光學窗口片32上,約80%的近紅外光被前光學窗口片吸收,前光學窗口片32的溫度開始由室溫開始上升,1分鐘后,前光學窗口片溫度上升到37℃左右,這時,降低近紅外防霧照明光源12的功率至全功率的30%,前光學窗口片溫度將維持在37℃左右,在將內窺鏡3插入人體前,關閉近紅外防霧照明光源12,開啟白光照明光源11,白光照明光源11發出的白光入射到合色濾色片13上并透過合色濾色片13進入到耦合光學透鏡14,耦合光學透鏡14將白光聚焦耦合到傳輸光纖束2中,然后從傳輸光纖束2的出射面出射,出射的白光通過光纖連接接口35耦合進入導光光纖束33并從導光光纖束33的出射面出射,出射的白光照射到前光學窗口片32上,約90%的白光透過前光學窗口片32照明術野。這樣,由于前光學窗口片32的溫度與人體內溫度基本一致,因此前光學窗口片32上不會起霧,同時,白光照明術野,保證術野正常的觀察和手術操作。

實施例2:

白光照明光源11是紅綠藍三基色混合白光LED,總功率170W,近紅外防霧照明光源12是輻射波長微940nm的半導體激光器,全功率輸出10W,前光學窗口片32在940nm吸收率為90%,可見光平均透過率為85%。近紅外防霧照明光源12全功率開啟30秒,前光學窗口片32的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的10%,溫度維持在37℃左右。

實施例3:

白光照明光源11是氙燈,總功率350W,近紅外防霧照明光源12是輻射波長為1064nm的Nd:YAG激光器,全功率輸出7W,前光學窗口片32在1064nm吸收率為95%,可見光平均透過率為80%。近紅外防霧照明光源12全功率開啟45秒,前光學窗口片32的溫度從室溫25℃左右上升到37℃左右,功率降至全功率的20%,溫度維持在37℃左右。

實施例2和實施例3的工作原理與實施例1工作原理類似,這里不在贅述。

本發明的防霧內窺鏡系統的裝置和方法,適宜應用于各種內窺手術中,特別適宜應用于需將內窺鏡反復插入和拔出人體的內窺手術中,起防霧作用。

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