一种窄带光内窥成像系统的制作方法

本发明涉及一种内窥成像装置，具体涉及一种窄带光内窥成像系统。

背景技术：

癌症患者在早期进行治疗的预后效果远好于在晚期进行治疗，而肿瘤细胞生长和转移一定程度上依赖于新生血管的形成，因此对黏膜血管形态的观察有助于癌症的早期发现。

内镜窄带成像术(narrowbandimaging,nbi)多采用540nm的绿色窄带光和415nm的蓝色窄带光观察黏膜血管形态，由于黏膜内血液对上述波段光吸收较强，因此采用上述波段光对黏膜血管所成的像的对比度和清晰度较普通内镜高，在一些伴有微血管改变的癌症病变的诊断中具有明显优势，可明显提高癌症早期诊断的准确率。

现有的窄带光成像系统多使用氙灯光源产生连续白光，再通过窄带滤光片获得所需窄带光，光路较为复杂，需切换滤光片才能产生窄带光，使用和操作不便，光源体积庞大，不利于便携诊断时使用，另外，还存在光源寿命短、发热量大、光斑不均匀等问题。为了解决上述问题，需要设计一种高光效，出光均匀，结构简单且操作方便的窄带光成像系统。

led光源由于其谱线宽度可满足窄带光谱线宽度要求，可作为窄带光源用于窄带光成像。因此可基于led光源设计一种窄带光成像系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明公开了一种窄带光内窥成像系统，光效高，出光匀，结构简单和操作方便，所述系统包括硬管内窥镜、中继成像模块、ccd相机、光源模块、图像处理与显示模块。所述硬管内窥镜内为照明光纤与成像透镜组，该硬管横截面分为外环和内圆，所述外环部分对应的所述照明光纤连接所述光源模块；所述内圆部分对应的所述成像透镜组实现内窥成像，并连接所述中继成像模块。所述中继成像模块由透镜组和外部耦合部件组成。所述ccd相机与所述图像处理和显示模块连接。所述图像处理与显示模块为便携式计算机。所述光源模块包括led灯珠、灯珠围板、外壳、多路驱动电源，所述led灯珠固定安装在所述灯珠围板上，所述灯珠围板之间通过连接件固定连接并组成了围绕光轴的紧凑立方结构。所述led灯珠位于该紧凑立方结构内部，所述led灯珠发出的光沿光轴出射。所述外壳位于所述led灯珠围板外部，所述灯珠围板组成的紧凑立方结构固定连接在外壳上。所述多路驱动电源与所述led灯珠电连接。

进一步地，所述led灯珠包括2至4个窄带光灯珠和1个白光灯珠。所述白光灯珠所成的像可作为窄带成像的参照对病变进行观察和比对。可选地，所述窄带光灯珠包括1至2个380nm至500nm的窄带光灯珠，1至2个500nm至570nm的窄带光灯珠，1至2个570nm至750nm的窄带光灯珠。

进一步地，所述光源模块还包括内窥镜转接头，所述内窥镜转接头连接所述硬管内窥镜。所述多路驱动电源通过所述插头与所述窄带光灯珠和所述白光灯珠电连接

可选的，所述光源模块中led灯珠和灯珠围板可用多芯片led灯珠代替，所述多芯片led灯珠数目为1个，所述芯片包括2至4个窄带光芯片和1个白光芯片。所述白光芯片所成的像可作为窄带成像的参照对病变进行观察和比对。

进一步地，所述窄带光芯片包括1至2个380nm至500nm的窄带光芯片，1至2个500nm至570nm的窄带光芯片，1至2个570nm至750nm的窄带光芯片。可选地，所述光源模块还包括散热组件，所述散热组件用于多芯片led灯珠散热。

进一步地，所述光源模块还包括光棒，所述光棒用于使窄带光芯片中出射的光斑均匀。

可选地，所述光棒为立方结构的空心光棒。

进一步地，所述光棒外部套有转接套管。

进一步地，所述光源模块还包括内窥镜转接头，所述内窥镜转接头连接所述硬管内窥镜。所述多芯片led灯珠发出的光束可穿过所述光棒并经所述内窥镜转接头出射，进入所述硬管内窥镜。

在本发明中，所述中继成像模块包括透镜组和外部结构部件。所述图像处理与显示模块为便携式计算机。

有益效果

1.光源中led灯珠或芯片结构紧凑，或采用多芯片集成化设计，且光源直接连接硬管内窥镜，光效高。

2.由于采用了窄带光灯珠或窄带光芯片，不需使用滤光片即可实现窄带光成像。

3.采用透镜封装led芯片可预先减小led芯片出射光发散角，可实现与出射光路上元件的高效耦合。

4.采用加工方便的立方结构光棒即可实现对led芯片出射光的矩形整形和均匀照明，入射光束通过在光棒里多次反射，从而使不同波长的出射光束的光斑均匀。

5.采用散热设计防止过热损坏。

6.采用ccd相机进行成像，成像清晰。

7.采用硬管内窥镜可实现表浅及浅层部位自然腔道和通过穿刺开口腔道的病灶内窥成像。

8.光源可通过多路驱动电源对led光源的每个发光波长进行独立的时间控制和开关控制。

附图说明

图1为窄带光内窥成像系统外观图

图2为窄带光内窥成像系统第一种优选实施方式光源模块示意图

图3为窄带光内窥成像系统第一种优选实施方式光源模块内部结构图

图4为窄带光内窥成像系统第一种优选实施方式光源模块外观图

图5为窄带光内窥成像系统第二种优选实施方式光源模块外观图

图6为窄带光内窥成像系统第二种优选实施方式光源模块内部结构图

图7为窄带光内窥成像系统整体示意图(连接多路驱动电源)

图8为窄带光内窥成像系统中继成像模块结构图

图9为窄带光内窥成像系统硬管内窥镜结构图

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

实施例1

图1至图3和图6至图8示出了本发明的第一种优选实施方式。如图6至图8所示，窄带光内窥成像系统包括硬管内窥镜1、中继成像模块2、ccd相机3、光源模块4和图像处理与显示模块5。所述硬管内窥镜1内为照明光纤1b与成像透镜组1a，该硬管横截面分为外环和内圆，所述外环对应的所述照明光纤1b连接所述光源模块4；所述内圆对应的所述成像透镜组1a实现内窥成像，并连接所述中继成像模块2。所述硬管内窥镜1可实现表浅及浅层部位自然腔道和通过穿刺开口腔道的病灶内窥成像。所述中继成像模块2由透镜组2b和外部耦合部件2a组成。所述ccd相机3与图像处理和显示模块5连接。采用所述ccd相机3成像可使成像清晰。所述图像处理与显示模块5为便携式计算机，示例的，可以为笔记本电脑。所述光源模块4发出的光经所述硬管内窥镜1的照明光纤1b照射样品，样品光信号通过所述硬管内窥镜1的成像透镜组1a进入所述中继成像模块2，再通过所述中继成像模块2的透镜组2b聚焦后进入所述ccd相机3和所述图像处理与显示模块5，通过所述图像处理与显示模块5获得图像。所述光源模块4中的多路驱动电源6对所述光源模块4中的出射光进行独立的时间控制和开关控制，具体控制方式见实施例3。

如图2至图3及图7所示，所述窄带光内窥成像系统的光源模块4包括led灯珠a2、灯珠围板a3、外壳a1、插头a5、内窥镜转接头a4和多路驱动电源6。所述led灯珠a2固定安装所述灯珠围板a3上，示例的，可采用粘接法安装在所述灯珠围板a3上。所述灯珠围板a3之间通过连接件固定连接并组成了围绕光轴的紧凑立方结构，所述led灯珠a2位于该紧凑立方结构内部，所述led灯珠a2发出的光可沿光轴出射。所述外壳a1位于led灯珠围板a3外部，所述插头a5连接所述多路驱动电源6。所述led灯珠a2包括2至4个窄带光灯珠和1个白光灯珠。所述白光灯珠所成的像可作为窄带成像的参照对病变进行观察和比对。所述窄带光灯珠包括1至2个380nm至500nm的窄带光灯珠，1至2个500nm至570nm的窄带光灯珠，1至2个570nm至750nm的窄带光灯珠。由于采用了多个窄带光灯珠，无需滤光片即可实现窄带光成像。所述内窥镜转接头a4可拆卸连接在外壳a1上处，所述内窥镜转接头a4可拆卸连接硬管内窥镜1。光从led灯珠a2出射后经内窥镜转接头a4进入硬管内窥镜1。本发明采用了紧凑立方结构且led灯珠a2直接连接硬管内窥镜1，实现了光的高效耦合。

实施例2

图4至图8示出了本发明的第二种优选实施方式。如图6至图8所示，窄带光内窥成像系统包括硬管内窥镜1、中继成像模块2、ccd相机3、光源模块4和图像处理与显示模块5。所述硬管内窥镜1内为照明光纤1b与成像透镜组1a，该硬管横截面分为外环和内圆，所述外环对应的所述照明光纤1b连接所述光源模块4；所述内圆对应的所述成像透镜组1a实现内窥成像，并连接所述中继成像模块2。所述硬管内窥镜1可实现表浅及浅层部位自然腔道和通过穿刺开口腔道的病灶内窥成像。所述中继成像模块2由透镜组2b和外部耦合部件2a组成。所述ccd相机3与图像处理和显示模块5连接。采用所述ccd相机3成像可使成像清晰。所述图像处理与显示模块5为便携式计算机，示例的，可以为笔记本电脑。所述光源模块4发出的光经所述硬管内窥镜1的照明光纤1b照射样品，样品光信号通过所述硬管内窥镜1的成像透镜组1a进入所述中继成像模块2，再通过所述中继成像模块2的透镜组2b聚焦后进入所述ccd相机3和所述图像处理与显示模块5，通过所述图像处理与显示模块5获得图像。所述光源模块4中的多路驱动电源6对所述光源模块4中的出射光进行独立的时间控制和开关控制，具体控制方式见实施例3。

如图4至图5及图7所示，所述多芯片led灯珠b6数目为1个，所述芯片包括2至4个窄带光芯片和1个白光芯片。所述白光芯片所成的像可作为窄带成像的参照对病变进行观察和比对。所述窄带光芯片包括1至2个380nm至500nm的窄带光芯片，1至2个500nm至570nm的窄带光芯片，1至2个570nm至750nm的窄带光芯片。由于采用了多个窄带光芯片，不需滤光片即可实现窄带光成像。且所述窄带光芯片采用透镜封装，可预先减小所述其出射光发散角。

示例的，如图5所示，所述光源模块还包括所述散热组件b7，示例的，所述散热组件b7可为散热片。所述散热组件b7固定安装在所述外壳b2上。所述led灯珠b6固定安装在所述散热组件b7上，示例的，可采用粘接法将所述led灯珠b6背面粘接在所述散热组件b7上，用于所述led灯珠b6散热。

示例的，如图5所示，所述光源模块还包括用于匀光的光棒b5。所述光棒b5可为空心光棒和实心光棒，是叠加型非成像光学器件。空心光棒一般采用片体材料装配成多面体空心棒，片体材料上镀反射膜且反射膜位于光棒内表面。实心光棒一般为石英材质。入射光在光棒内部发生多次反射，形成均匀的出射光斑，当光棒为实心时，由于入射光发生全反射，因此反射效率比空心时高，但使入射光达到同样照明均匀性所需的长度比空心时长。示例的，在本发明中，对其空心或实心不做限制，优选的，可采用空心光棒。在本发明中，对其光轴截面不做限制，优选的，光棒b5可为立方结构，即光轴截面为四边形。所述多芯片led灯珠b6发出的光束穿过所述光棒b5出射。由于预先减少了led芯片的出射光发散角，用加工方便的立方结构光棒b5即可实现对led芯片出射光的矩形整形和均匀照明，入射光束通过在光棒b5里多次反射，从而使不同波长的出射光束形成的出射光斑均匀。所述光棒b5外部套有转接套管b4。

示例的，如图5所示，所述光源模块还包括所述内窥镜转接头b1，所述内窥镜转接头b1与所述外壳b2可拆卸连接，示例的，可以采用螺纹连接。所述内窥镜转接头b1与所述硬管内窥镜1可拆卸连接，示例的，所述内窥镜转接头b1包括内螺纹孔，与所述硬管内窥镜外螺纹配合并可拆卸连接。所述多芯片led灯珠b6发出的光束穿过所述光棒b5经内窥镜转接头b1从硬管内窥镜1出射。

所述光源模块还包括所述外壳b2和所述插头b3。所述多路驱动电源6通过所述插头b3与所述多芯片led灯珠b6电连接。

所述多芯片led灯珠b6发出的光进入光棒b5匀化后从所述内窥镜转接头b1出射，然后进入硬管内窥镜1。由于采用了多芯片集成化设计且集成后的多芯片led灯珠b6直接连接硬管内窥镜照明光纤部分，实现光高效耦合。

实施例3

多路驱动电源，是多路独立控制的恒流源，每个恒流电源为一个led芯片或led灯珠独立供电。各恒流源可连续输出或脉冲输出。脉冲控制器可调节电流输出的脉宽，频率及延时。通过多路驱动电源6可对led灯珠a2或多芯片灯珠b6中各芯片的脉宽和频率等脉冲特性分别实现独立的时间控制。如可控制1个led灯珠或芯片的脉宽为7ns,频率为100hz,从第1s初到第6s初点亮，另一个所述led灯珠或芯片的脉宽为8ns，频率为120hz,从第2s末到第12s末点亮。其余所述led灯珠或芯片一直熄灭。所述led灯珠或芯片脉宽最窄可达纳秒级。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。