专利名称：多光谱内窥镜光学切换系统的制作方法
技术领域：
本发明属于内窥镜光学系统的技术领域，具体涉及一种多光谱内窥镜光学切换系 统。
背景技术：
医学内窥镜是医学诊断和治疗的重要设备，纵观内窥镜发展的历史，每一次伟大 的进步，都与一个时代的科学进步有着密切的联系，
第一类内窥镜可见光内窥镜。1、自然光线时代
古希腊名医，有着医药之父之称的希波克拉底(Hippocrates，约公元前460 -前370)曾描述过一种直肠诊视器，该诊视器与我们今天所用的器械十分相似。这些诊视 器曾被用于窥视阴道与子宫颈，检查直肠，并用于检视耳、鼻内。当时进行这些检查时利用 的是自然光线。2、外置光源时代
1806年德国法兰克福的Bozzini制造了一种以蜡烛为光源的用于观察膀胱与直肠 内部的器械，由一花瓶状光源、蜡烛和一系列镜片组成，是以烧煤油和松节油的灯为光源， 1867年，来自Breslau的牙医Bruck以电流使钼丝环过热发光并以之作为光源来观察患者 的口腔。3、内置光源时代
879年柏林泌尿外科医生Nitze制成了第一个含光学系统的内窥镜(即膀胱镜)，其 前端含一个棱镜，该内窥镜仅被用于泌尿系统。Nitze在膀胱内循环冰水以避免热灼伤， 由于该内窥镜能获得较清晰的图像，Nitze还利用它拍摄照片。后来Nitze在他的膀胱镜 中引入了操作管道。1880年著名科学家爱迪生发明了白炽灯，三年后格拉斯哥的
Newman用小型白炽灯替换了原膀胱镜中照明所用的电热丝，1887年Dittell将灯泡置 于膀胱镜的最前端，这种照明系统成为那一时期内窥镜所采用的标准方式。Boisseau du Rocher于1889年介绍了一种目镜可与外壳分开的内窥镜，通过外壳还可使用不同的透 镜系统。4、内置光源时代的半可屈式内窥镜
随着光学系统的引入，硬管式内窥镜虽然得以不断地完善与发展，但由于内脏器官多 存在解剖上的生理弯曲，用硬管式内窥镜难以充分检查，半可屈式内窥镜应运而生。早 在1881年Mikulicz就曾发展出前端三分之一处可成30度角的内窥镜，Kelling也曾 设计了一种近端为硬质部分而远端为软质部分的用于动物试验的胃窥镜。而真正意义上的 第一个半可屈式胃窥镜是由Schindler从1928年起与优秀的器械制作师Wolf合作开始 研制的，并最终在1932年获得成功，定名为Wolf - Schindler式胃镜，该胃镜直径为 12mm，长为77cm，光学系统由48个透镜组成，其特点是前端可屈性，即在胃内有一定范围 的弯曲，使术者能清晰地观察胃粘膜图像，该胃镜前端有一光滑金属球，插入较方便，灯
3泡光亮度较强，有空气通道用以注气，近端为硬管部，有接目镜调焦。Wolf - Schindler 式胃镜的创制，开辟了胃镜检查术的新纪元。这之后，武井胜、Benedict及Schindler 本人等对该式胃镜进行了改造，使之功能更为齐全，更为实用。
5、新的外置光源时代 20世纪50年代以前，内窥镜照明采用的是内光源，照明 效果较差，图像色彩扭曲，并有致组织灼伤的危险。早在1899年Smith就曾描述应用玻 璃棒将外光源导入观察腔，Thompson也有类似的描述，他采用的是石英棒。1930年德国 Lamm提出可以用细的玻璃纤维束在一起传导光源，并设想用玻璃纤维束制作柔软胃镜，曾 与Schindler合作试制，因纤维间光绝缘没解决而未获成功。荷兰Heel及美国Brien在 纤维上加一被覆层，解决了纤维间的光绝缘问题。1954年英国Hopkings及Kapany研究 了纤维的精密排列，有效地解决了纤维束的图像传递，为纤维光学的实用奠定了基础，同 时冷光源的出现，有将光源移到体外，经光导纤维和光学系统将光线传到体内。6、新的外置光源时代的纤维内镜
1957年Hirschowitz和他的研究组制成了世界上第一个用于检查胃、十二指肠的光 导纤维内镜原型并在美国胃镜学会上展示了自行研制的光导纤维内镜。I960年10月美 国膀胱镜制造者公司(ACMI)向Hirschowitz提供了第一个商业纤维内窥镜，紧接着日本 Olympas厂在光导纤维胃镜基础上，加装了活检装置及照相机，有效地显示了胃照相术。 1966年Olympas厂首创前端弯角机构，1967年Machida厂采用外部冷光源，使光亮度大 增，可发现小病灶，视野进一步扩大，可以观察到十二指肠。随着附属装置的不断改进， 如手术器械、摄影系统的发展，使纤维内镜不但可用于诊断，且可用于手术治疗。1987年 法国里昂医生Mouret在一位妇女身上完成了世界上第一例电视腹腔镜胆囊切除术。
第二类内窥镜超声内窥镜
1977年日本学者久永光道等人开创了在前端装有超声探头的内镜，经食管探测心 脏，1980年在汉堡召开的第四届欧洲胃、十二指肠内窥镜大会上，西德St rohm等报告了 应用超声内镜检查18例病人并获得胰腺及小胰癌超声图像的论文，他们采用的是将日本 Aloka厂的超声探头紧密结合在Olympus厂的GF-B3型侧视内镜的头端所构成的超声内 镜，这是一种放射状扇型超声内镜的原型，而来自美国的Dimago等介绍了一种线型超声 内镜的原型。随后J suyoshi等人及01ympuS、Aloka、町田、东芝等厂家对超声内镜又进 行了一系列的改进。第三类内窥镜电子内窥镜
1983年美国Welch Allyn公司研制并应用微型图像传感器代替了内镜的光导纤维导 像术，宣告了电子内镜的诞生一内镜发展史上另一次历史性的突破。电子内窥镜主要由内 镜、电视信息系统中心和电视监视器三个主要部分组成，另外还配备一些辅助装置，如录 像机、照相机、吸引器以及用来输入各种信息的键盘和诊断治疗所用的各种处置器具等。它 的成像主要依赖于镜身前端装备的CCD，CCD就象一台微型摄像机将图像经过图像处理器 处理后，显示在电视监视器的屏幕上。比普通光导纤维内镜的图像清晰，色泽逼真，分辨率 更高，而且可供多人同时观看。世界上生产电子内镜比较著名的公司有美国的雅伦和日本 的奥林巴斯等。由于电子内镜的问世，给百余年来内镜的诊断和治疗开创了历史新篇章， 在临床、教学和科研中发挥出它巨大的优势。第四类内窥镜CT仿真内镜
4CT仿真内镜(VE)是先进的计算机科学与现代医学影像学结合的一种无创性虚拟现 实的检查手段。CTVE利用特殊的计算机软件将螺旋CT容积扫描获得的图像数据进行处 理，重建出空腔器官的内表面立体图，从而达到纤维内窥镜检查的效果。自1994年该技 术问世以来，国内外已有少量实验及临床应用报道。 第五类内窥镜特种光线内窥镜 1、放大色素内镜
放大色素内镜可显著提高平坦型和凹陷型病变的检出率。放大电子肠镜是在肠镜前端 有一个放大装置，通过手动变焦，放大倍数可随意调节，通常放大60 100倍。0. 2% 0. 4% 的靛胭脂或0. 2% 0. 5%的亚甲蓝染色后，用放大电子肠镜评价腺管开口形态可以对肿瘤 性病变和是否为黏膜癌或黏膜下癌作出大致的判断。2、窄带显像技术(NBI)
该技术能有效观察消化道黏膜毛细血管形态改变。NBI内镜由滤光器对“白光”进行过 滤，仅留下415 nm、540 nm和600 nm波长的蓝、绿、红色窄带光波。蓝色波段(415 nm)穿 透较浅，被黏膜表面的毛细血管反射，红色波段(600 nm)可以深达黏膜下层，用于显示黏膜 下血管网，绿色波段(540 nm)则能较好地显示中间层的血管，其缺点是判断肿瘤浸润深度 的特异性较差。3、自发荧光(AF)技术
在不使用外源性荧光物质的情况下，应用低功率激光照射胃肠道黏膜，能激发组织产 生较激发光波长更长的荧光，即AF，其来源于体内固有的荧光活性分子。人体组织器官在恶 变后，局部组织的生化成分、生理环境和形态结构的改变使得肿瘤组织和正常组织的自发 荧光光谱产生差异，因此根据差异可以区分肿瘤组织和正常组织，以伪彩色显示自体荧光 图像，正常黏膜为蓝绿色或青色，恶性病灶和异型增生区为暗红色或红棕色。4、智能色素增强(FICE)系统，多带显像(MBI)
FICE是利用不同波长的光可以穿透不同深度黏膜的原理，利用特殊波长，组合不同颜 色、不同波长范围的内镜图像，从浅到深设定组织反射程度，并根据想要的波长进行图像重 建，能更清晰地观察脉管开口形态及毛细血管网，为及早发现黏膜细微的凹凸变化，特别是 早期肿瘤提供了强有力的武器。5、近红外内窥镜
近红外线电子内镜，近红外线能深深地穿透组织，而常规内镜的光线却不能。在活 体内分光光度测定法显示红外线在620 820nm波长时能穿透腹部和胃壁，经静脉注射 saline或吲哚菁绿后，在监视器上能看到呈网状的胃部血管，而胃肠道肿瘤部位的血管结 构对肿瘤浸润深度的判断也有一定的价值。应用近红外线电子内镜检查有助于正确估测 EGC范围，并能了解浸润深度和有无局部淋巴结转移。综上所述，目前最基本的内窥镜是白炽光内窥镜，最近又出现了自体荧光内窥镜、 窄谱(蓝色和绿色)内窥镜、红外光内窥镜、以及近红外光内窥镜，这些内窥镜都从不同角度 为内窥镜的诊断和治疗提供了有效的生物学信息，对内窥镜下的疾病诊断都有不同程度的 帮助，但在一所医院不可能将所有的设备买全。虽然上述内窥镜对疾病诊断都有不同程度 的帮助，但是一个病人不可能在同一个检查过程中，将不同的内窥镜拔出插入反复进行。
发明内容
本发明为了解决现有内窥镜种类虽然繁多，但是检查同一部位就需要多条内窥镜 和多套设备，增加了医院和病人的负担的问题，提供了一种多光谱内窥镜光学切换系统。本发明采用如下的技术方案实现
多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于包括设置于冷光源前的激发滤光轮以及设置 于CCD和内窥镜发射光之间的可与激发滤光轮同步切换的发射滤光轮，激发滤光轮上开有 7个孔，1号孔为通孔，2至7号孔设置2至7号激发滤光片，发射滤光轮上也开有7个孔，1 号孔为通孔，2至7号孔设置2至7号发射滤光片，所述的激发滤光片和发射滤光片的规格 如下表
权利要求
一种多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于包括设置于冷光源(1)前的激发滤光轮(2)以及设置于CCD(6)和内窥镜发射光之间的可与激发滤光轮(2)同步切换的发射滤光轮(4)，激发滤光轮(2)上开有7个孔，1号孔为通孔，2至7号孔设置2至7号激发滤光片，发射滤光轮(4)上也开有7个孔，1号孔为通孔，2至7号孔设置2至7号发射滤光片，所述的激发滤光片和发射滤光片的规格如下表 激发滤光片序号发射滤光片序号滤光片波长范围22紫色光33蓝色光44深绿色光55绿色光66红色光77近红外光对应序号的发射滤光片波长比激发滤光片波长大50nm； 由冷光源(1)和激发滤光轮(2)组成的光源部分设置于光源面板(5)之内，光源面板(5)上设光源开关(11)、光亮度旋钮(12)、调波旋钮(13)和光线输出孔(14)，激发滤光轮(2)与可转动的传动杆(15)连接，传动杆(15)端部与调波旋钮(13)连接；包括发射滤光轮(4)的摄像部分设置于内窥镜目镜端(16)和CCD摄像头(18)之间，摄像部分还包括滤光轮固定盒(17)，发射滤光轮(4)通过转轴(20)可转动安装于滤光轮固定盒(17)的内部，滤光轮固定盒(17)一端与内窥镜目镜端(16)的连接头连接，另一端与CCD摄像头(21)连接。
2.根据权利要求1所述的多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于激发滤光轮(2)和 发射滤光轮(4)同步切换的方式为手动式，滤光轮固定盒(17)上开口，发射滤光轮(4)的外 周边缘部分伸出开口，发射滤光轮(4)的外边缘上设有1至7号孔切换到位的标示。
3.根据权利要求1所述的多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于光源面板(5)内 还设置有与传动杆(15)连接并驱动其转动的电机，滤光轮固定盒(17)内也设置有与转轴 (20 )连接并驱动其转动的电机。
4.根据权利要求3所述的多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于激发滤光轮(2)和 发射滤光轮(4)同步切换的方式为遥控式，配置有遥控器，遥控器内设置发射信号的发射电 路，光源部分和摄像部分设有接收遥控器信号并控制电机的接收控制电路(22 )。
5.根据权利要求4所述的多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于所述的遥控器为手 控遥控器，其上设置控制发射电路的手压开关。
6.根据权利要求4所述的多光谱内窥镜光学切换系统，其特征在于所述的遥控器为脚 踏遥控器，其上设置控制发射电路的脚踏开关。
全文摘要
本发明属于内窥镜光学系统的技术领域，具体是一种多光谱内窥镜光学切换系统，解决了现有内窥镜种类虽然繁多，但是检查同一部位就需要多条内窥镜和多套设备，增加了医院和病人的负担的问题。多光谱内窥镜光学切换系统，包括设置于冷光源前的激发滤光轮以及设置于CCD和内窥镜发射光之间的可与激发滤光轮同步切换的发射滤光轮，激发滤光轮和发射滤光轮上都设置有2至7号滤光片。本发明相对现有技术具有如下有益效果大大节省了医疗机构的设备费用，更主要的是减轻了病人的检查痛苦，提高了诊断和治疗效果。
文档编号G02B7/00GK101943796SQ20101026259
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者杨晓峰 申请人:杨晓峰