專利名稱：一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫用器械領域，具體涉及具有紅外線熱掃描功能的一體化紅外線熱掃 描腹腔鏡系統。
現有技術醫用紅外線成像來源于軍工技術，已有40多年的使用歷史，隨著醫學、紅外線成 像及多媒體等多種技術的發展，紅外線成像的溫度分辨率已經達到0. 05度，空間分辨能力 已經達到1.5mrad，圖像清晰度有了很大的提高，結果分析直觀方便，因而其在臨床上的應 用范圍正逐漸擴大。目前，紅外線成像診斷在以下方面顯示出一定優勢1)判斷組織疼痛 的部位和性質；2)判斷急、慢性炎癥的部位、范圍和程度；3)監測血管性病變的供血功能狀 態；4)腫瘤預警指示、全程監視及療效評估。由此可見，紅外線成像是對B超、CT、MR等其 它形態學診斷方法的重要補充。將紅外線熱掃描探頭集成于硬質腹腔鏡之中，治療的同時進行先進的紅外線熱掃 描診斷的新技術，提供不同的顯示模式，為腹腔病的診斷及腹部外科手術提供新的視角和 新的手段。目前尚沒有出現兩者結合的一體化內窺鏡系統。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系 統，該一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統將紅外線熱掃描探頭集成在腹腔鏡系統中，通過紅 外線熱掃描探頭對腹腔壁組織進行立體的掃描，得到的數據傳輸至紅外線熱掃描處理系統 主機進行圖像處理，并提供不同的顯示模式選擇，使得醫生能根據獲得的不同的顯示圖像， 通過分析腹腔壁的立體血管靜態圖像，對于了解腹腔壁及腹腔內各臟器的功能和病變情 況，具有意想不到的診斷效果。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，包括紅外線熱掃描腹腔鏡以及與 之連接的冷光源主機、攝像主機、內鏡監視器和紅外線熱掃描系統，所述的紅外線熱掃描系 統包括紅外線熱掃描處理系統主機和紅外線熱掃描系統監視器。在本發明中，所述紅外線熱掃描腹腔鏡按器械通道設置的不同，分為以下兩種形 式第一種形式是所述紅外線熱掃描腹腔鏡為采用電子CCD光學系統的硬質腹腔 鏡，其上設有工作端部、冷光源接頭、數據接頭、直線型器械通道以及進水通道和出水通道； 該冷光源接頭與冷光源主機相連接，而該數據接頭與攝像主機和紅外線熱掃描處理系統主 機相連接；該直線型器械通道的直徑> 3. 0mm，進水通道和出水通道則位于腹腔鏡的兩側， 其直徑彡1. 0mm。第二種形式是所述紅外線熱掃描腹腔鏡為采用電子CCD光學系統而不帶任何通 道的硬質腹腔鏡，其上設有工作端部、冷光源接頭和數據接頭，用于診斷；其中，冷光源接頭與冷光源主機相連接，數據接頭與攝像主機和紅外線熱掃描處理系統主機相連接。本發明所述的紅外線熱掃描腹腔鏡，其工作端部均采用硬質材料制造，具有不可 彎曲性，其直徑< 15. Omm,長度為150mm 300mm，為了避免損傷粘膜組織，其先端部設計成 鈍型。而所述的電子CCD光學系統設置在該紅外線熱掃描腹腔鏡工作端部的前端，其采用 直徑為1.5mm 3. Omm的光學鏡頭，其C⑶芯片采用尺寸彡1/4〃、至少48萬有效像素的 (XD，鏡頭視場角在100°以上。在本發明中，所述的紅外線熱掃描腹腔鏡在其工作端部的先端部集成有紅外線熱 掃描探頭、內鏡鏡頭和導光光纖。所述的紅外線熱掃描探頭的直徑< 3. 0mm，長度為IOmm 50mm，其內至少安裝有一組紅外裝置，所述的紅外裝置包括紅外光源發射器和紅外接收鏡 頭。優選地，所述的紅外線熱掃描探頭內安裝有四組相同的紅外裝置，該四組紅外裝置互成 90度設計。所述的紅外線熱掃描探頭隱藏在紅外線熱掃描腹腔鏡工作端部的先端部內，所 述的紅外線熱掃描腹腔鏡內設有用于推動紅外線熱掃描探頭伸縮的推動機構以及用于驅 動紅外線熱掃描探頭旋轉的電機。啟動時，通過推動機構的作用，紅外線熱掃描探頭推出紅 外線熱掃描腹腔鏡的工作端部呈傘狀，并受微型電機的驅動做旋轉掃描。在本發明中，所述紅外線熱掃描系統還包括有與所述紅外線熱掃描處理系統主機 相連接的操作面板、操作鍵盤或手持操作設備，所述的操作面板和手持操作設備上設有控 制按鈕，包括開關按鈕、模式選擇按鈕、紅外強度微調功能按鈕和監視器菜單按鈕。模式選 擇按鈕用于切換不同的顯示模式，包括普通顯示模式和夜視顯示模式，普通顯示模式是指 紅外掃描在內鏡冷光源和紅外光源的照射下進行的顯示模式，夜視顯示模式是指沒有內鏡 冷光源和紅外光源的照射下，依靠組織物的自身不同輻射強度來成像，醫生對兩種模式下 的圖像對比分析，可以得到另外一個角度的更好的診斷效果。所述紅外線熱掃描處理系統 主機的后面板設有輸出端口，所述的紅外線熱掃描系統監視器、操作鍵盤或手持操作設備 連接于該輸出端口，紅外線熱掃描系統監視器的掃描與紅外線熱掃描探頭的掃描相一致， 實現同步掃描。本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其工作原理如下腹腔壁間及腹 腔內各臟器都布滿了豐富的血管，動脈血溫度較高，靜脈血溫度較低，兩者存在某種熱交換 機制，兩者都向外輻射不同波長的紅外線，各組織自身的溫度不但受到血管內血流的影響， 也受自身新陳代謝的影響，所以組織的溫度會由于血管豐富與否和新陳代謝活躍程度的不 同而表現出差異性，對外輻射的紅外線的波長也各不相同，對于炎癥腫瘤等病變由于其新 陳代謝活躍，其溫度明顯高于正常。研究表明，血液中的成分(血清、血漿、血紅蛋白、白蛋 白、紅細胞、淋巴細胞、血小板)在光譜中對紅外光的吸收最低，意味著血液除了對外輻射 紅外線外，還對周圍組織的紅外線的吸收影響很小，紅外線系統的精度小于等于0. 05度， 空間分辨能力至少達到0. 8mrad，紅外線熱掃描探頭在腹腔內近距離進行掃描，得到精細精 確的紅外圖像。本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其工作過程如下血管中血流及 腹腔壁及腹腔內各組織輻射的紅外線，經進入腹腔內的紅外線熱掃描探頭的精密紅外探測 器_紅外接收鏡頭接收后，處理芯片將光信號轉換成電信號，經過預處理(如放大、濾波 等)，由前置放大器和主放大器放大到一定電平之后便進入紅外線熱掃描處理系統主機。同 時輸入主機的信號還有同步信號、參照黑體信號等。紅外線熱掃描探頭啟動后，在微型電機的驅動下伸出腹腔鏡先端部若干距離，并在微型電機的驅動下旋轉，對腹腔壁組織做環形 掃描，多平面連續橫切掃描得到的數據傳輸至紅外線熱掃描處理系統主機進行圖像處理， 并輸出到紅外線熱掃描系統監視器，清晰地顯示腹腔的立體血管靜態圖像，醫生通過圖像 分析，可以發現腹腔壁組織或者腹腔內各臟器內血管異常豐富、血管異常稀疏或者存在血 管缺失區域等異常情況，給醫生及時提供即時的診斷依據。本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其臨床手術方法如下患者首先 消毒麻醉，做仰臥位，醫生在患者腹部做切口，刺入穿刺器并建立氣腹，引入紅外線熱掃描 腹腔鏡，醫生通過紅外線熱掃描腹腔鏡能觀察到患者腹壁及各臟器的狀況。啟動位于紅外 線熱掃描腹腔鏡先端部的紅外線熱掃描探頭，紅外線熱掃描探頭啟動后伸出腹腔鏡先端部 若干距離，推動機構使得紅外線熱掃描探頭伸出成為傘狀，并在微型電機的驅動下做旋轉 運動，為腹腔做紅外線熱掃描，輸出到紅外線熱掃描系統監視器，提供醫生診斷腹腔及周圍 臟器狀態的依據。與現有技術相比，本發明的有益效果是目前的醫用紅外成像技術的紅外分辨率 的精度很高，而且已經逐漸廣泛應用在很多領域，特別是醫療領域。將紅外線熱掃描探頭集 成在腹腔鏡上，利用紅外線熱掃描探頭在微型電機驅動下旋轉，伸出腹腔鏡先端部，對腹腔 壁血管血液運動產生的溫度差異而形成的紅外線輻射進行掃描監測，多平面連續橫切掃描 得到的數據傳輸至紅外線熱掃描處理系統主機進行圖像處理，清晰地顯示腹腔壁和腹腔內 各臟器的立體血管靜態圖像，為醫生判斷腹腔的病變及功能狀態提供可靠的客觀依據，豐 富腹腔疾病的診斷手段，有效地提高診斷的準確性。


圖1是本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統的結構示意圖。圖2A是采用電子CCD光學系統的紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的結構示意圖。圖2B是采用電子CCD光學系統而不帶通道的紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的結構示 意圖。圖3A是圖2A所示紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的端部結構示意圖。圖3B是圖2B所示紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的端部結構示意圖。圖4A是圖3A所示紅外線熱掃描探頭的結構示意圖。圖4B是圖3B所示紅外線熱掃描探頭的結構示意圖。圖5是本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統的手術方法示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的詳述如圖1所示，本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統包括有紅外線熱掃描 腹腔鏡1、冷光源主機2、攝像主機3、紅外線熱掃描處理系統主機4、操作鍵盤或手持操作設 備5、紅外線熱掃描系統監視器6和內鏡監視器7。其中，紅外線熱掃描處理系統主機4還 連接有操作面板，手持操作設備5和操作面板上設有開關按鈕、模式選擇按鈕、紅外強度微 調功能按鈕和監視器菜單按鈕等控制按鈕。圖2A和圖2B分別顯示了紅外線熱掃描腹腔鏡1的兩種不同形式的結構示意圖，其中圖2A為采用電子CCD光學系統的紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的結構示意圖，該紅外 線熱掃描硬質腹腔鏡設有硬質工作端部11、冷光源接頭12、數據接頭13、直線型器械通道 14、進水通道15和出水通道16，其中，冷光源接頭12與冷光源主機2相連接，而數據接頭13 與攝像主機3和紅外線熱掃描處理系統主機4相連接。硬質工作端部11具有不可彎曲性， 其直徑< 15. 0mm，長度為150mm 300mm，為了避免損傷粘膜組織，其先端部設計成鈍型。所 述的電子CCD光學系統設置在硬質工作端部11的前端，其采用直徑為1. 5mm 3. Omm的光 學鏡頭，其C⑶芯片采用尺寸彡1/4"、至少48萬有效像素的(XD，鏡頭視場角在100°以 上。直線型器械通道14的直徑彡3. 0mm，進水通道15和出水通道16則分別位于所述紅外 線熱掃描硬質腹腔鏡的兩側，其直徑均> 1.0mm。圖2B為采用電子CCD光學系統而不帶任何通道的紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的結 構示意圖，該紅外線熱掃描硬質腹腔鏡設有硬質工作端部11、冷光源接頭12和數據接頭 13，其中，冷光源接頭12與冷光源主機2相連接，而數據接頭13與攝像主機3和紅外線熱 掃描處理系統主機4相連接。硬質工作端部11具有不可彎曲性，其直徑< 15. 0mm，長度為 150mm 300mm，為了避免損傷粘膜組織，其先端部設計成鈍型。所述的電子CCD光學系統 設置在硬質工作端部11的前端，其采用直徑為1. 5mm 3. Omm的光學鏡頭，其CCD芯片采 用尺寸彡1/4〃、至少48萬有效像素的(XD，鏡頭視場角在100°以上。圖3A和圖3B分別顯示了圖2A和圖2B所示的紅外線熱掃描腹腔鏡的端部結構示 意圖，其中圖3A是圖2A所示紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的端部結構示意圖，該紅外線熱掃 描硬質腹腔鏡在其硬質工作端部11的先端部111集成有內鏡鏡頭131、紅外線熱掃描探 頭132和導光光纖121，并且還設有器械通道出口 141，進水通道出口 151和出水通道出口 161。內鏡鏡頭131為直徑彡3. Omm的光學鏡頭。紅外線熱掃描探頭132的直徑< 3. Omm, 長度為IOmm 50mm。圖3B是圖2B所示紅外線熱掃描硬質腹腔鏡的端部結構示意圖，該紅外線熱掃描 硬質腹腔鏡在其硬質工作端部11的先端部111集成有內鏡鏡頭131、紅外線熱掃描探頭 132和導光光纖121。內鏡鏡頭131為直徑>3. Omm的光學鏡頭。紅外線熱掃描探頭132 的直徑彡3. Omm,長度為IOmm 50mm。圖4A是圖3A所示的紅外線熱掃描探頭132的結構示意圖，該紅外線熱掃描探頭 132內安裝有紅外裝置，該紅外裝置包括有紅外光源發射器和紅外接收鏡頭1321。紅外線 熱掃描探頭132內安裝有四組相同的紅外裝置，四組紅外裝置互成90度設計。紅外線熱掃 描探頭132隱藏在紅外線熱掃描腹腔鏡1的先端部111內，可以在推動機構1322的作用下 推出紅外線熱掃描腹腔鏡1的先端部111，并在微型電機的驅動下作旋轉掃描。圖4B是圖3B所示的紅外線熱掃描探頭132的結構示意圖，該紅外線熱掃描探頭 132內安裝有紅外裝置，該紅外裝置包括有紅外光源發射器和紅外接收鏡頭1321。紅外線 熱掃描探頭132內安裝有四組相同的紅外裝置，四組紅外裝置互成90度設計。紅外線熱掃 描探頭132隱藏在紅外線熱掃描腹腔鏡1的先端部111內，可以在推動機構1322的作用下 推出紅外線熱掃描腹腔鏡1的先端部111而呈傘狀，并在微型電機的驅動下作旋轉掃描。圖5是本發明所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統的手術方法示意圖。患者首先消毒麻醉，做仰臥位，醫生在患者腹部做切口，刺入穿刺器8并建立氣腹，引入紅外線熱 掃描腹腔鏡1，醫生通過紅外線熱掃描腹腔鏡1能觀察到患者腹壁及各臟器的狀況。啟動 位于紅外線熱掃描腹腔鏡1先端部111的紅外線熱掃描探頭132，紅外線熱掃描探頭132 啟動后伸出腹腔鏡先端部111若干距離，推動機構使得紅外線熱掃描探頭132伸出成為傘 狀，并在微型電機的驅動下做旋轉運動，為腹腔做紅外線熱掃描，輸出到紅外線熱掃描系統 監視器6，提供醫生診斷腹腔及周圍臟器狀態的依據。
權利要求
1.一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于包括紅外線熱掃描腹腔鏡以及與之 連接的冷光源主機、攝像主機、內鏡監視器和紅外線熱掃描系統，所述的紅外線熱掃描系統 包括紅外線熱掃描處理系統主機和紅外線熱掃描系統監視器。
2.根據權利要求1所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描腹腔鏡設有工作端部、冷光源接頭和數據接頭。
3.根據權利要求2所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描腹腔鏡在其工作端部的先端部集成有紅外線熱掃描探頭、內鏡鏡頭和導光光纖。
4.根據權利要求3所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描探頭內至少安裝有一組紅外裝置，所述的紅外裝置包括紅外光源發射器和紅外接 收鏡頭。
5.根據權利要求4所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描探頭內安裝有四組紅外裝置，該四組紅外裝置互成90度設計。
6.根據權利要求3所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描腹腔鏡內設有用于推動所述紅外線熱掃描探頭伸縮的推動機構以及用于驅動所 述紅外線熱掃描探頭旋轉的電機。
7.根據權利要求1所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描腹腔鏡為采用電子CCD光學系統的硬質腹腔鏡。
8.根據權利要求7所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的電子 CXD光學系統采用直徑為1.5mm 3. Omm的光學鏡頭，其C⑶芯片采用尺寸彡1/4"、至少 48萬有效像素的(XD，鏡頭視場角在100°以上。
9.根據權利要求1所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描腹腔鏡還設有器械通道、進水通道和出水通道。
10.根據權利要求1所述的一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其特征在于所述的紅外 線熱掃描系統還包括與所述紅外線熱掃描處理系統主機相連接的操作面板、操作鍵盤或手 持操作設備，所述的操作面板和手持操作設備上設有控制按鈕，所述的控制按鈕包括開關 按鈕、設有普通顯示模式和夜視顯示模式的模式選擇按鈕、紅外強度微調功能按鈕和監視 器菜單按鈕。
全文摘要
本發明屬于醫用器械領域，具體公開了一種一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統，其包括紅外線熱掃描腹腔鏡以及與之連接的冷光源主機、攝像主機、內鏡監視器和紅外線熱掃描系統，所述的紅外線熱掃描系統包括紅外線熱掃描處理系統主機和紅外線熱掃描系統監視器。該一體化紅外線熱掃描腹腔鏡系統將紅外線熱掃描探頭集成在腹腔鏡系統中，通過紅外線熱掃描探頭對腹腔壁及腹腔內各臟器進行立體環形掃描，得到的數據傳輸至紅外線熱掃描處理系統主機進行圖像處理，并提供普通顯示模式和夜視顯示模式等不同的顯示模式選擇，使得醫生能根據獲得的不同的顯示圖像，通過分析腹腔壁及腹腔內各臟器的立體血管靜態圖像，了解腹腔內各臟器的功能和病變情況，做出正確診斷。
文檔編號A61B1/07GK102100541SQ20101058183
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者喬鐵, 謝景夏, 黃萬潮 申請人:廣州寶膽醫療器械科技有限公司