一种用于喉镜检查的医用冷光源的制作方法

本发明属于医疗设备，特别是涉及一种用于喉镜检查的医用冷光源。

背景技术：

1、随着医疗技术水平的提高，内窥镜检查已经普遍用于腹腔镜、耳鼻喉、妇科、泌尿等领域。医用内窥镜冷光源是微创手术中必备的光源设备，用于向隐蔽的病灶区提供检查光源，通过导光束为内窥镜摄像或目视检查提供合适的照明。

2、在led照明技术发展之前，医用内窥镜光源设备普遍采用的是氙灯光源，氙灯光源功率大、光谱宽、显色性好，且是连续光，但是难以调光而且寿命短。随着led技术的发展，led发光效率和显指大幅提高，led光源相比氙灯光源寿命长、调光控制性好，led医用冷光源逐步替代氙灯成为内窥镜冷光源的主要技术方案。led光源具有响应速度快，可调光性好等优势，由于led光源具有半导体的电压电流特性，为了保持功率恒定，驱动电源一般采用恒流驱动设计方案，恒流驱动设计能保持驱动功率稳定且能使发出的光能量稳定、无闪烁。无频闪的连续光和抖动的或不稳定的光相比，在拍摄固定的物体时，成像效果更好。氙灯内窥镜光源和恒流设计的led医用冷光源能输出稳定的连续光，内窥镜摄像系统检查不会振动的病灶区时，组织成像稳定，更有利病灶区的视觉检查。但是在拍摄不稳定的物体时，比如发声时的声带、声门肌等音频振动的物体，在稳定的光源条件下拍摄时，摄像的效果是模糊的，无法观察到真实的状态。

3、声带、声门肌在不发音时处于收缩状态，用普通的恒亮度的冷光源照射时，不发声时无法观察到声带、声门肌的细节变化，而发声音时又会模糊一片，同样无法观察，而要观察到声门肌、声带的病变又必须要在发声的状态下才能完整的观察到，现有的氙灯光源和恒流设计的led冷光源无法实现此病灶区域的摄像或观察，要观察声门肌、声带病变就需要设计一种能跟踪声门发声频率，使光的闪烁频率与声门发声频率同步，当与发声同频的光照射在发声的声带和声门肌时，反射入人眼或者摄像感光系统的律动物体的光是相对稳定的，人眼或摄像系统也就能观察到运动状态的声带或声门肌组织，也就能解决使用普通氙灯光源和恒流设计的led冷光源无法观察声带和声门肌病变的问题。

4、公开号为cn114305301b的专利公开了一种led医用内窥镜荧光冷光源，它解决了现有的冷光源仅满足单一波长输出需求等问题，其包括光源主机以及与内窥镜连接的导光束，光源主机内部设置有白光led灯模组和荧光led灯模组，白光led灯模组和荧光led灯模组通过分色镜组件以及聚焦透镜组件与导光束相对，分色镜组件配备有切换组件，但仍然不能跟踪声门发声频率，使光的闪烁频率与声门发声频率同步。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于喉镜检查的医用冷光源，通过设置光源模块作为内窥镜冷光源使用，并通过音频模块实时跟踪患者发音音频，并切换不同相位模式开关，可观察或拍摄发声时声门不同状态时的特征，解决了现有的医用冷光源存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种用于喉镜检查的医用冷光源，包括主控模块、音频模块以及光源模块；所述音频模块采集音频信号传输至主控模块；所述主控模块包括中控单元、脚踏开关和参数设置及显示单元；所述脚踏开关向中控单元传输控制信号，所述参数设置及显示单元用于输入工作参数并显示光源模块的工作状态以及音频模块采集的音频的频率和音量大小数据；所述中控单元输出模拟调光信号和pwm开关信号控制光源模块的运行；所述光源模块包括恒流电源、负载切换电路、led光源和假负载；所述恒流电源接收中控单元输出的模拟调光信号后输出恒流电流；所述负载切换电路的输入端接收恒流电源输出的恒流电流；所述负载切换电路的两个输出端分别与led光源和假负载连接；所述负载切换电路根据接收的pwm开关信号切换led光源和假负载的电源通断，其中，所述led光源和假负载的通断状态相反。

4、进一步地，还包括供电单元以及散热风扇，所述供电单元包括acdc开关电源模块，所述散热风扇用于为供电单元、光源模块以及主控模块进行散热；所述acdc开关电源模块将接收交流供电输入转换为直流电后为主控模块、音频模块、光源模块以及散热风扇进行供电。

5、进一步地，所述音频模块包括用于采集音频信号的咪头和音频放大电路，所述音频放大电路将咪头采集的音频信号放大后传输至中控单元。

6、进一步地，所述参数设置及显示模块采用触控显示屏，所述参数设置及显示模块向中控单元传输系统工作参数数据，并显示工作模式数据、采集的音频的频率和音量大小数据；所述系统工作参数数据包括光源亮度数据以及工作模式数据，所述工作模式包括音频跟踪模式、动态观察模式和静态光源模式。

7、进一步地，所述脚踏开关与用于向中控单元传输控制信号，所述踏板开关由两个功能开关键和一个行程开关组成；其中一所述功能开关键用于输出工作模式切换信号，另一所述功能开关键用于在音频跟踪模式时控制光源开关要跟踪的音频相位模式；所述行程开关用于在动态观察模式时输出光源pwm开关频率调节控制信号。

8、进一步地，所述恒流电源采用降压恒流驱动电路，所述降压恒流驱动电路将acdc开关电源模块提供的稳压直流电转换为恒流输出驱动led光源发光；所述降压恒流驱动电路根据接收的模拟调光信号调节恒流输出电流的大小。

9、9、进一步地，所述假负载由与led光源具有相同电压和电流特性的多个二极管串并联组成。

10、进一步地，所述负载切换电路包括同步晶体管开关电路、开关管q1和开关管q2；所述同步晶体管开关电路通过开关管q1和开关管q2控制led光源和假负载的通断；所述同步晶体管开关电路的控制信号输入端接收pwm开关信号并通过输出端输出两路互为反向的开关管驱动开关信号。

11、本发明具有以下有益效果：

12、1、本发明通过设置光源模块作为内窥镜冷光源使用，并通过音频模块实时跟踪患者发音音频，并切换不同相位模式，可观察或拍摄发声时声门不同状态时的特征；

13、2、本发明通过踏板开关调节led光源开关频率，便于操作者观察不同频率光源下声带和声门肌的变化，检查声带、声门肌病变；

14、3、本发明通过假负载开关切换设计，稳定恒流输出，保持led光源发光稳定，不会发生音频pwm开关过程的电流突变造成光强跳变而影响观察或拍摄成像效果；

15、4、本发明通过设置同步晶体管开关电路、开关管q1和开关管q2控制led光源开关，通过晶体管同步高速驱动开关降低开关过程中光强上升或下降时间。

16、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，包括主控模块、音频模块以及光源模块；所述音频模块采集音频信号传输至主控模块；

2.根据权利要求1所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，还包括供电单元以及散热风扇，所述供电单元包括acdc开关电源模块，所述散热风扇用于为供电单元、光源模块以及主控模块进行散热；

3.根据权利要求1所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述音频模块包括用于采集音频信号的咪头和音频放大电路，所述音频放大电路将咪头采集的音频信号放大后传输至中控单元。

4.根据权利要求1所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述参数设置及显示模块采用触控显示屏，所述参数设置及显示模块向中控单元传输系统工作参数数据，并显示工作模式数据、采集的音频的频率和音量大小数据；所述系统工作参数数据包括光源亮度数据以及工作模式数据，所述工作模式包括音频跟踪模式、动态观察模式和静态光源模式。

5.根据权利要求4所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述脚踏开关用于向中控单元传输控制信号，所述踏板开关由两个功能开关键和一个行程开关组成；其中一所述功能开关键用于输出工作模式切换信号，另一所述功能开关键用于在音频跟踪模式时控制光源开关要跟踪的音频相位模式；所述行程开关用于在动态观察模式时输出光源pwm开关频率调节控制信号。

6.根据权利要求2所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述恒流电源采用降压恒流驱动电路，所述降压恒流驱动电路将acdc开关电源模块提供的稳压直流供电转换为恒流输出供电驱动led光源发光；所述降压恒流驱动电路根据接收的模拟调光信号调节恒流输出电流的大小。

7.根据权利要求1所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述假负载由与led光源具有相同电压和电流特性的多个二极管串并联组成。

8.根据权利要求1所述的一种用于喉镜检查的医用冷光源，其特征在于，所述负载切换电路包括同步晶体管开关电路、开关管q1和开关管q2；所述同步晶体管开关电路通过开关管q1和开关管q2控制led光源和假负载的通断；所述同步晶体管开关电路的控制信号输入端接收pwm开关信号并通过输出端输出两路互为反向的开关管驱动信号。

技术总结
本发明公开了一种用于喉镜检查的医用冷光源，本发明中：音频模块采集音频信号传输至主控模块；参数设置及显示单元用于输入工作参数并显示光源模块的工作状态以及音频模块采集的音频的频率和音量大小数据；中控单元接收脚踏开关的信号输入并输出模拟调光信号和PWM开关信号控制光源模块的运行；恒流电源接收中控单元输出的模拟调光信号后输出恒流电源；负载切换电路根据接收的PWM开关信号切换LED光源和假负载的电源通断。本发明能实时检测患者声门发音频率、音量大小，并根据发声频率开关光源，既能实现普通医用内窥镜冷光源的使用功能，又能为观察或拍摄声带、声门肌的病变提供音频闪烁的光源。

技术研发人员：王坤
受保护的技术使用者：安徽万维医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15