• / 25
  • 下載費用:30 金幣  

內窺鏡端頭位置視覺指示器和熱量管理系統.pdf

關 鍵 詞:
內窺鏡 端頭 位置 視覺 指示器 熱量 管理 系統
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201480039176.6

申請日:

20140509

公開號:

CN105358042A

公開日:

20160224

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B1/00,A61B1/06,A61B90/90 主分類號: A61B1/00,A61B1/06,A61B90/90
申請人: 恩多巧愛思股份有限公司
發明人: Y.柯馬,Y.格肖夫,A.利維,G.薩爾曼
地址: 美國佐治亞州
優先權: 61/822,805
專利代理機構: 北京市柳沈律師事務所 代理人: 葛青
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201480039176.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本說明書公開了具有裝備有多個觀察元件的端頭段的內窺鏡。每個觀察元件的視場由以快閃模式操作的分立照明裝置,諸如LED照明??扉W模式操作的LED能夠使醫生從外部通過觀察由LED發射的光而獲得內窺鏡端頭在患者體內的位置。因為光發射一段短的預定時間段,所以在LED的操作時間段期間由其產生的熱量處于安全閾值內,而不引起患者體內的任何燒傷傷害。

權利要求書

1.一種系統,用于管理在內窺鏡的端頭中產生的熱量,所述系統包括:控制器,其在所述內窺鏡外部,其中所述控制器包括用于存儲程序化功能的存儲器、以及用于執行所述程序化功能的處理器;輸入設備,其與所述控制器數據通信,其中所述輸入設備適于接收指示程序化功能的數據,并且其中所述輸入設備被配置為將指示程序化功能的所述數據通信至所述控制器;以及多個分立照明裝置,其被定位在所述端頭內、并且與所述控制器電通信,其中所述多個分立照明裝置中的每個發射一定量的可見光,并且其中所述控制器基于指示程序化功能的所述數據來執行程序化功能,引起所述多個分立照明裝置中的至少一個根據所述程序化功能來調制由其發射的一定量的可見光。2.根據權利要求1所述的系統,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定第一時間段內的第一非零功率水平、以及第二時間段內的第二非零功率水平。3.根據權利要求2所述的系統,其中所述第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在大于40流明范圍內的一定量的可見光。4.根據權利要求3所述的系統,其中所述第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在小于40流明范圍內的一定量的可見光。5.根據權利要求1所述的系統,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定占空比,并且其中在30%的所述占空比期間,所述程序化功能限定大于40流明的第一流明水平。6.根據權利要求5所述的系統,其中在70%的所述占空比期間,所述程序化功能限定小于40流明的第二流明水平。7.根據權利要求1所述的系統,其中所述輸入設備是觸摸屏顯示器、在所述內窺鏡的手柄上的按鈕、鍵盤、或移動設備中的至少一個。8.根據權利要求1所述的系統,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定第一功率水平和第二功率水平,所述第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第一時間段內發射在45-55流明范圍內的一定量的可見光,所述第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在15-25流明范圍內的一定量的可見光。9.根據權利要求1所述的系統,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定恒定功率水平,所述恒定功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在20-35流明范圍內的一定量的可見光。10.根據權利要求1所述的系統,其中一個或多個分立照明裝置被操作以發射光,所述光對于60毫安的最大電流、在3-15秒的持續時間內具有至少15流明的強度,其中10-50毫秒的脈沖處于在10%至15%之間的占空比的范圍內。11.根據權利要求1所述的系統,其中相同的程序化功能被應用至所述內窺鏡端頭中的所述多個分立照明裝置。12.一種跟蹤內窺鏡端頭在人體內的位置的方法,其中所述內窺鏡端頭包括一個或多個觀察元件、以及用于照明所述觀察元件的視場的一個或多個分立照明裝置,其中每個觀察元件與至少一個分立照明裝置相關聯,所述方法包括:提供在所述內窺鏡外部的控制器,其中所述控制器包括用于存儲程序化功能的存儲器、以及用于執行所述程序化功能的處理器;提供與所述控制器數據通信的輸入設備,其中所述輸入設備適于接收指示程序化功能的數據,并且其中所述輸入設備被配置為將指示程序化功能的所述數據通信至所述控制器;以及提供被定位在所述端頭內、并且與所述控制器電通信的多個分立照明裝置,其中所述多個分立照明裝置中的每個發射一定量的可見光,并且其中所述控制器基于指示程序化功能的所述數據來執行程序化功能,引起所述多個分立照明裝置中的至少一個根據所述程序化功能來調制由其發射的一定量的可見光。13.根據權利要求12所述的方法,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定第一時間段內的第一非零功率水平、以及第二時間段內的第二功率水平。14.根據權利要求13所述的方法,其中所述第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在大于40流明范圍內的一定量的可見光。15.根據權利要求14所述的方法,其中所述第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在小于40流明范圍內的一定量的可見光。16.根據權利要求13所述的方法,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定占空比,并且其中在30%的所述占空比期間,所述程序化功能限定大于40流明的第一流明水平。17.根據權利要求16所述的方法,其中在70%的所述占空比期間,所述程序化功能限定小于40流明的第二流明水平。18.根據權利要求13所述的方法,其中所述輸入設備是觸摸屏顯示器、在所述內窺鏡的手柄上的按鈕、鍵盤、或移動設備中的至少一個。19.根據權利要求13所述的方法,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定第一功率水平和第二功率水平,所述第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第一時間段內發射在45-55流明范圍內的一定量的可見光,所述第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在15-25流明范圍內的一定量的可見光。20.根據權利要求13所述的方法,其中對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能限定恒定功率水平,所述恒定功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在20-35流明范圍內的一定量的可見光。21.根據權利要求13所述的方法,其中一個或多個分立照明裝置被操作以發射光,所述光對于60毫安的最大電流、在3-15秒的持續時間內具有至少15流明的強度,其中10-50毫秒的脈沖處于在10%至15%之間的占空比的范圍內。22.根據權利要求13所述的方法,其中相同的程序化功能被應用至所述內窺鏡端頭中的多個分立照明裝置。

說明書

相關申請的交叉引用

本說明書的優先權依賴于2013年3月13日提交的名稱為“MethodandSystemforProvidingAnEndoscopeVisualTipIndicator(用于提供內窺鏡視覺端頭指示器的方法和系統)”的美國臨時專利申請61/822,805。

本說明書也是2013年8月22日提交的名稱為“Multi-ElementCoverforaMulti-CameraEndoscope(用于多攝像頭內窺鏡的多元件罩)”的美國專利申請13/984,028的部分繼續申請,其是具有相同題目的并且提交于2012年2月6日的PCT申請PCT/IL2012/050037的371國家階段進入申請,進而該申請的優先權依賴于2011年2月7日提交的美國臨時專利申請61/439,948,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2013年6月6日提交的名稱為“FluidChannelingComponentofaMulti-CameraEndoscope(多攝像頭內窺鏡的流體通道部件)”的美國專利申請13/992,021的部分繼續申請,其是2011年12月8日提交的名稱為“FlexibleElectronicCircuitBoardMulti-CameraEndoscope(柔性電子電路板多攝像頭內窺鏡)”的PCT申請PCT/IL2011/050050的371國家階段進入申請,進而該申請的優先權依賴于2010年12月9日提交的美國臨時專利申請61/421,240,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2013年6月6日提交的名稱為“FlexibleElectronicCircuitBoardforaMulti-CameraEndoscope(多攝像頭內窺鏡的柔性電子電路板)”的美國專利申請13/992,014的部分繼續申請,其是2011年12月8日提交的具有相同名稱的PCT申請PCT/IL2011/050049的371國家階段進入申請,進而該申請的優先權依賴于2010年12月9日提交的美國臨時專利申請61/421,238,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2013年5月23日提交的名稱為“OpticalSystemsforMulti-SensorEndoscopes(多傳感器內窺鏡的光學系統)”的美國專利申請13/882,004的部分繼續申請,其是2011年10月27日提交的具有相同名稱的PCT申請PCT/IL2011/000832的371國家階段進入申請,進而該申請的優先權依賴于2010年10月28日提交的美國臨時專利申請61/407,495,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2013年3月13日提交的名稱為“Multi-CameraEndoscopeHavingFluidChannels(具有流體通道的多攝像頭內窺鏡)”的美國專利申請13/822,908的部分繼續申請,其是2011年9月20日提交的具有相同名稱的PCT申請PCT/IL2011/000745的371國家階段進入申請,進而該申請的優先權依賴于2010年9月20日提交的美國臨時專利申請61/384,354,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2012年12月13日提交的名稱為“RemovableTipEndoscope(可移除端頭內窺鏡)”的美國專利申請13/713,449的部分繼續申請,進而該申請的優先權依賴于2011年12月13日提交的具有相同名稱的美國臨時專利申請61/569,796,并且通過引用結合在此。

本申請也是如下美國專利申請的部分繼續申請,該些申請通過完整引用結合在此:

2012年10月18日提交的名稱為“Multi-CameraEndoscope(多攝像頭內窺鏡)”的美國專利申請13/655,120;

2011年8月18日提交的名稱為“Multi-ViewingElementEndoscope(多觀察元件內窺鏡)”的美國專利申請13/212,627;

2011年7月26日提交的名稱為“Multi-CameraEndoscope(多攝像頭內窺鏡)”的美國專利申請13/190,968,所有的這些申請均是2011年7月15日提交的名稱為“Multi-CameraEndoscope(多攝像頭內窺鏡)”的美國專利申請13/119,032的部分繼續申請,其是具有相同名稱的提交于2010年6月16日的PCT申請PCT/IL2010/000476的371國家階段進入申請,進而其優先權依賴于美國臨時專利申請61/218,085。

本說明書也是2012年3月6日提交的名稱為“MultiCameraEndoscopeAssemblyHavingMultipleWorkingChannels(具有多個工作通道的多攝像頭內窺鏡組件)”的美國專利申請13/413,252的部分繼續申請,其優先權依賴于2011年3月7日提交的具有相同名稱的美國臨時專利申請61/449,746,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2012年3月6日提交的名稱為“MultiCameraEndoscopeHavingaSideServiceChannel(具有側服務通道的多攝像頭內窺鏡)”的美國專利申請13/413,141的部分繼續申請,進而該申請的優先權依賴于2011年3月7日提交的具有相同名稱的美國臨時專利申請61/449,743,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2012年3月6日提交的名稱為“EndoscopeCircuitBoardAssembly(內窺鏡電路板組件)”的美國專利申請13/413,059的部分繼續申請,進而該申請的優先權依賴于2011年3月7日提交的具有相同名稱的美國臨時專利申請61/449,741,并且通過引用結合在此。

本說明書也是2012年3月6日提交的名稱為“CameraAssemblyforMedicalProbes(用于醫療探針的攝像頭組件)”的美國專利申請13/412,974的部分繼續申請,進而該申請的優先權依賴于2011年3月7日提交的具有相同名稱的美國臨時專利申請61/449,739,并且通過引用結合在此。

上文提到的全部申請通過整體引用并入本文。

技術領域

本發明總體涉及一種具有多個分立照明裝置的內窺鏡,該多個分立照明裝置用于照明一個或多個內窺鏡的觀察元件的視場,并且更具體地涉及用于管理由內窺鏡端頭中的分立照明裝置產生的一定量的熱量并且當端頭在患者體內時這些照明裝置能夠在患者體外觀察到的方法和系統。

背景技術

內窺鏡是一種醫療器械,其用于檢查和治療內臟身體部分,諸如,消化道、呼吸道、胃腸系統和其他器官系統。常規的內窺鏡具有柔性管,該管攜帶有光纖光引導件,用于將來自被定位在該管的近側端處的外部光源的光引導至遠側端頭。還有,大部分內窺鏡提供有通道,通過該通道醫療設備(諸如手術鑷子、探針和其他工具)可以通過。進一步地,在內窺鏡手術程序期間,流體(諸如水、鹽水、藥物、對比劑、染料或乳化劑等)經常經由該柔性管被引入或排出。多條通道可以提供在該柔性管內,對于每次引入和抽吸液體,則需要一條通道。

內窺鏡在醫療團體內已經獲得了很大認可,因為它們提供了用于執行具有最小患者創傷的手術程序的裝置,同時醫師能夠觀察到患者的內部解剖結構。很多年來,大量的內窺鏡已經被開發并且根據特定的應用(諸如,膀胱鏡檢查、結腸鏡檢查、腹腔鏡檢查、上消化道內視鏡檢查以及其他)被分類。內窺鏡可以插入身體的自然孔口中或通道皮膚的切口插入。

典型情況下,目前所用的內窺鏡(例如結腸檢查鏡)具有用于觀察內臟器官(例如結腸)的前攝像頭、用于照明攝像頭視場的照明裝置、用于清洗攝像頭透鏡并且偶爾還有照明裝置的流體噴注器、以及用于插入手術工具(例如用于清除在結腸中發現的息肉)的工作通道。常用的照明裝置是光纖,所述光纖把從遠程位置產生的光傳入內窺鏡端頭段中。

在更多的當前開發的內窺鏡中,分立照明裝置(諸如發光二極管(LED))已經并入內窺鏡端頭中用于提供照明。

盡管分立照明裝置(諸如LED)提供用于實現內窺鏡操作所需要的照明,但是它們還在其操作期間產生熱量。產生的熱量可能有害于患者的正對其進行操作的內臟器官。因此,需要存在操作LED的方法和系統,使得產生最小量的熱量同時獲得閾值水平的照明。也存在提供溫度調制的內窺鏡端頭視覺指示器的需要。

此外,通過患者身體導航內窺鏡能夠是令人困惑的并且因為不精確知道內窺鏡端頭在任何給定時間點可以位于的位置而具有挑戰性。因此,需要存在能夠為醫師提供內窺鏡端頭可以在程序期間位于患者內的位置的指示。

發明內容

在一個實施例中,本說明書涉及管理在內窺鏡端頭中產生的熱量(heat)的系統,其包括:在內窺鏡外部的控制器,其中所述控制器包括用于存儲程序化功能(programmaticfunctions)的存儲器、以及用于執行所述程序化功能的處理器;與所述控制器數據通信的輸入設備,其中所述輸入設備適于接收指示程序化功能的數據,并且其中所述輸入設備被配置為將指示程序化功能的所述數據通信至所述控制器;以及多個分立照明裝置(discreteilluminators),其被定位在所述端頭內、并且與所述控制器電通信,其中所述多個分立照明裝置中的每個發射一定量的可見光,并且其中所述控制器基于指示程序化功能的所述數據來執行程序化功能,引起所述多個分立照明裝置中的至少一個根據所述程序化功能來調制由其發射的一定量的可見光。

在另一實施例中,本說明書涉及跟蹤內窺鏡端頭在人體內的位置的方法,其包括一個或多個觀察元件和用于照明觀察元件的視場的一個或多個分立照明裝置,其中每個觀察元件與至少一個分立照明裝置相關聯,所述方法包括:提供在所述內窺鏡外部的控制器,其中所述控制器包括用于存儲程序化功能的存儲器、以及用于執行所述程序化功能的處理器;提供與所述控制器數據通信的輸入設備,其中所述輸入設備適于接收指示程序化功能的數據并且其中所述輸入設備被配置為將指示程序化功能的所述數據通信至所述控制器;并且提供被定位在所述端頭內并且與所述控制器電通信的多個分立照明裝置,其中所述多個分立照明裝置中的每個發射一定量的可見光,并且其中所述控制器基于指示程序化功能的所述數據來執行程序化功能,引起所述多個分立照明裝置中的至少一個根據所述程序化功能來調制由其發射的一定量的可見光。

可選地,分立照明裝置每秒發射28流明(lumens)的光強度,同時系統不以快閃(flash)/間歇模式操作。在一個實施例中,這被定義為基線(baseline)可操作強度。

可選地,對于所述多個分立照明裝置,程序化功能限定第一時間段內的第一非零功率水平、和第二時間段內的第二非零功率水平。

可選地,第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在大于40流明范圍內的一定量的可見光。仍可選地,第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個發射在小于40流明范圍內的一定量的可見光。

在一個實施例中,對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,程序化功能可以限定占空比,并且其中在30%的所述占空比(dutycycle)期間,所述程序化功能限定大于40流明的第一流明水平??蛇x地,在70%的所述占空比期間,所述程序化功能限定小于40流明的第二流明水平。

可選地,輸入設備是觸摸屏顯示器、在所述內窺鏡的手柄上的按鈕、鍵盤(keypad)、或移動設備中的至少一個。

在一個實施例中,對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,所述程序化功能可以限定第一功率水平和第二功率水平,所述第一功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第一時間段內發射在45-55流明范圍內的一定量的可見光,所述第二功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在15-25流明范圍內的一定量的可見光。

在另一實施例中,對于所述多個分立照明裝置中的至少一個,程序化功能可以限定恒定功率水平,所述恒定功率水平引起所述多個分立照明裝置中的至少一個在第二時間段內發射在20-35流明范圍內的一定量的可見光。

可選地,一個或多個分立照明裝置被操作以發射光,所述光對于60毫安的最大電流、在3-15秒的持續時間內具有至少15流明的強度,其中10-50毫秒的脈沖處于在10%至15%之間的占空比的范圍內。

可選地,相同的程序化功能應用至被定位在所述內窺鏡端頭內的所述多個分立照明裝置。

附圖說明

當結合附圖考慮時,通過參照下述具體實施方式,能夠更好地理解本發明的這些和其他特征以及優點。在附圖中:

圖1示出根據一個實施例的多觀察元件內窺鏡的透視圖;

圖2示出根據一個實施例的多觀察元件內窺鏡的彎折段的橫截面圖;

圖3示出根據一個實施例的多觀察元件內窺鏡系統;

圖4是根據一個實施例圖示說明多觀察元件內窺鏡系統的整個視頻處理架構的方框圖;

圖5圖示說明根據一個實施例的方框圖,該方框圖示出在內窺鏡系統的各個部件之間的數據通信;

圖6是根據一個實施例的流程圖,該流程圖圖示說明以快閃模式操作分立照明裝置的示例性方法;

圖6A圖示說明根據本說明書的一個實施例的一組照明裝置的照明強度水平的示例性變化;

圖6B是根據一個實施例的流程圖,該流程圖圖示說明以快閃模式操作分立照明裝置的另一個示例性方法;

圖6C是根據一個實施例的流程圖,該流程圖圖示說明以快閃模式操作分立照明裝置的又另一示例性方法;

圖8是根據一個實施例的流程圖,該流程圖圖示說明通過調制分立照明裝置的功率水平從身體外部獲得內窺鏡端頭在患者體內的位置的方法。

具體實施方式

在一個實施例中,本說明書公開具有端頭段的內窺鏡,該端頭段裝備有多個觀察元件。在一個實施例中,利用三個觀察元件提供包括三個零件的顯示器,該三個觀察元件典型地包括透鏡組件,諸如攝像頭和/或光纖透鏡組件和圖像傳感器。在一個實施例中,每個觀察元件的視場由分立照明裝置(諸如LED)照明,該LED以快閃模式操作,用于降低產生的熱量同時維持照明的閾值水平??扉W模式操作的LED使醫師能夠從外部通過觀察由LED發射的光獲得內窺鏡端頭在患者體內的位置。因為光發射一段短的預定時間段,在LED的對應的操作時間段期間由LED產生的熱在安全閾值內,并且不會在患者體內和在檢查下的管腔內引起任何燒傷傷害(burninjury)。

本說明書涉及多個實施例。為了使得具有普通技術的人能夠實踐本發明,提供如下公開。用在本說明書中的語言不應解釋為對任一個具體實施例的一般否認或不應用于限制權利要求超過在其中使用的術語的含義。本文定義的一般原理在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以被應用至其他實施例和應用。還有,使用的術語和詞組用于描述示例性實施例的目的而不應認為限制。因此,本發明將符合包括大量替代、更改和與公開的原理和特征一致的等同物的最寬范圍。出于簡潔的目的,關于在與本發明的相關的技術領域中已知的技術材料的細節沒有詳細描述,從而沒有非多余地模糊本發明。

現在參考圖1,其根據本說明書的一個實施例詳細示出多觀察元件內窺鏡100透視圖。如圖1所示出的,內窺鏡組件100包括長形軸(未示出)、彎折段(部分示出)102和終止于內窺鏡的端頭段101。在一個實施例中,彎折段102包括可移動地附接的脊椎式段102a、102b和102c,用于內窺鏡在患者管腔內的柔性移動。內窺鏡100的端頭段101包括在其中的前向觀察元件104,該前向觀察元件通過在端頭段的遠端表面106中的窗口捕獲圖像。

在一個實施例中,分立前照明裝置108與前向觀察元件104相關聯并且通過在遠端表面106中的開口照明該前向觀察元件的視場,該分立前照明裝置在一個實施例中是發光二極管(LED)。在本說明書的各種實施例中,使用不同類型的LED,例如但不限于白光LED、紅外光LED、近紅外光LED或紫外光LED。關于前照明裝置108,相比于可以例如傳送遠程從端部產生的光的光纖通道的非分立照明裝置,術語“分立”指的是照明源,該照明源在內窺鏡的端頭或遠端內部產生光。在不同的配置(未示出)中,兩個或更多個分立前照明裝置存在于端頭段中,諸如用于提供整個較強的照明和/或用于增加照明的角范圍。在一個實施例中,這兩個或更多個分立前照明裝置彼此靠近定位,使得它們共享在端頭段的遠端表面上的相同的保護窗口。

在手術過程中,醫師可能想要可視化確定內窺鏡端頭通過患者身體的進度。在一個實施例中,內窺鏡系統使得醫師能從外側通過患者皮膚使用由分立照明裝置產生的高水平照明看到內窺鏡端頭的遠側端頭在患者身體內的移動,在一個實施例中該分立照明裝置是LED。然而,照明水平越高,因此產生越多的熱。為了產生較少的熱量,在一個實施例中,LED根據預定的頻率以減少產生的總熱量的方式操作,例如,使用快閃或間歇操作,以產生從患者身體外側可見的光。以這種模式操作,LED在預先確定的時間段內發射具有預定強度的光。因為光在一段短的預定時間段內發射,所以在LED的操作時間段期間由LED產生的熱在安全閾值內,而不引起患者組織的任何燒傷。

為了看到內窺鏡的遠側端頭通過患者皮膚的移動,LED必須發射閾值水平的照明。在一個實施例中,在快閃模式操作期間,分立照明裝置在一段小于10秒的持續時間內持續發射光。在一個實施例中,分立照明裝置在一段大約7秒的持續時間內持續發射光。在一個實施例中,當以快閃模式操作時,采用30%的占空比。占空比被定義為在其中信號是有效的一個時間段的百分比;時間段是信號完成通-斷(on-and-off)循環耗費的時間。在其他實施例中,也采用其他值的占空比。在另一實施例中,對于大約30%的總時間(在該時間期間,系統正以快閃模式操作)發射的光每秒大約51流明,而對于剩余的70%的總時間(在該時間期間,系統正以快閃模式操作)發射的光每秒大約21流明。在一個實施例中,當系統不以快閃模式操作時發射的光量是每秒28流明。在常規內窺鏡中,在手術過程期間恒定產生每秒28流明的光強度,并且因此這是基線可操作強度。

在一個實施例中,分立照明裝置被操作以發射不穩定強度的光。

在一個實施例中,每個分立照明裝置被操作為在3秒至15秒范圍內的持續時間(時間段)內發射具有至少15流明強度并且具有最大60毫安電流的光,其中該電流在占空比30%至50%的范圍內具有10毫秒至50毫秒的脈沖持續時間。

在一個實施例中,LED提供的照明在內窺鏡端頭的所有側周圍是一致的。這使得容易知道在患者身體內的內窺鏡的哪一側從患者內面向外,正如從身體的外側能夠看到的一樣。在一個實施例中,用于提供照明的以快閃模式操作的LED受控制器單元控制,諸如結合圖4所描述的并且如下詳細描述的。在另一實施例中,用于提供照明的以快閃模式操作的LED受操作內窺鏡的人員手動控制。例如,在一個實施例中,內窺鏡具有在手柄上的按鈕,當按壓該按鈕時,激活LED循環通過不同的可操作模式。在一個實施例中,第一次按壓引起LED保持恒定接通。在一個實施例中,第二次按壓激活LED快閃接通和斷開。在一個實施例中,第三次按壓引起LED從第一高強度水平變化至第二低強度水平。此處應該注意,這種控件的任意組合均在本申請的范圍之內。

返回參見圖1,在一個實施例中,前流體噴射器110用于清洗前向觀察元件104和分立前照明裝置108中的至少一個。在一個實施例中,遠端表面106包括限定工作通道107的孔,該工作通道在一個實施例中與經配置用于插入手術工具以對各種組織手術操作的中空管聯接。在一個實施例中,由在遠端表面106中的另一個路徑流體噴射器105用于膨脹和/或清洗內窺鏡100插入其中的體腔(bodycavity)。

在一個實施例中,端頭段101可以進一步包括在其中的側向觀察元件109,該側向觀察元件通過在端頭段中的圓柱形表面103中的孔捕獲圖像。在一個實施例中,可選地類似于分立前照明裝置108的分立側照明裝置111與側向觀察元件109相關聯并且用于通過圓柱形表面103中的另一個孔照明該側向觀察元件的視場。在另一種配置中,兩個或更多個分立側照明裝置存在于端頭段中,諸如用于提供整個較強的照明和/或用于增加照明的角范圍。在一個實施例中,這兩個或更多個分立側照明裝置彼此靠近定位,使得它們共享在端頭段的圓柱形表面上相同的保護窗口。

在一個實施例中,側流體噴射器112用于清洗側向觀察元件109和分立側照明裝置111中的至少一個。為了防止當端頭段104的圓柱形表面103接觸體腔的側壁時造成組織損傷,在一個實施例中,側流體噴射器112和側向觀察元件109被定位在圓柱形表面中的凹陷部(depression)113內。在一種替代的配置中,一個或多個分立側照明裝置還包括在凹陷部中,使得從側流體噴射器噴出的流體能夠到達該些分立側照明裝置。在又另一種替代配置中,側向觀察元件、一個或多個側照明裝置和側流體噴射器被定位在與端頭段的圓柱形表面基本相同的水平上并且因此不被定位在凹陷部中。

在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中的至少一個經配置發射白光。在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中的至少一個經配置發射紫外光。在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中的至少一個經配置發射紅外光。在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中的至少一個經配置發射近紅外光。在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中經配置發射不同波長的光。在一些實施例中,所述端頭段進一步包括經配置發射具有不同于所述分立前照明裝置的波長的光的附加的分立前照明裝置。在一些實施例中,所述附加的分立前照明裝置和所述分立前照明裝置經配置同時發射光,每種光具有不同波長。在一些實施例中,所述端頭段進一步包括經配置發射具有不同于所述分立側照明裝置的波長的光的附加的分立側照明裝置。在一些實施例中,所述附加的分立側照明裝置和所述分立側照明裝置經配置同時發射光,每種光具有不同波長。

應該認識到,前照明裝置的數量能夠是1、2、3、4或更多。前照明裝置被定位在限定端頭的遠端的平面上。還應該認識到,在端頭的一側上的側照明裝置的數量能夠是1、2、3、4或更多并且在端頭的相對側上的側照明裝置的數量也能夠是1、2、3、4或更多。側照明裝置被定位在凹陷部中,所述凹陷部定位在限定端頭的圓周的圓柱形表面上。

現在參考圖2,其示出多觀察元件內窺鏡(諸如圖1的多觀察元件內窺鏡100)的彎折段200的橫截面圖。多個轉向電纜引導件/孔眼(諸如四個引導件208)被定位在彎折段200的內部壁上。轉向電纜穿過引導件208能夠操縱彎折段200。在一個實施例中,彎折段200還包括工作通道202、流體通道206和電氣通道204,通過該工作通道手術工具能夠插入,通過該流體通道能夠注入流體和/或液體,通過該電氣通道多條電力電纜穿過,用于傳輸來自攝像頭的視頻信號和用于提供功率至觀察元件和分立照明裝置。在一些實施例中,所述分立前照明裝置和側照明裝置中每個包括一個或多個發光二極管(LED)。

現在參考圖3,其示出多觀察元件內窺鏡系統300。系統300包括多觀察元件內窺鏡301。多觀察元件內窺鏡301可以包括手柄302,從該手柄中伸出長形軸303。長形軸303終止于端頭段304,該端頭段能夠通過彎折段305可轉向。手柄302被用于在體腔內操縱長形軸303。在一個實施例中,手柄包括一個或多個按鈕和/或開關306,其控制彎折段305以及諸如快閃模式、流體噴射和抽吸的功能。在一個實施例中,手柄302可以進一步包括工作通道開口307,手術工具能夠通過該工作通道開口插入。

多用途線纜308連接在手柄302和控制器309之間。多用途線纜308包括在其中的一個或多個流體通道和一個或多個電氣通道。在一個實施例中,(一個或多個)電氣通道包括至少一條數據電纜以及至少一條功率電纜,其中數據電纜用于從前向觀察元件和側向觀察元件接收視頻信號,功率電纜用于將電功率提供至觀察元件和分立照明裝置。

在一個實施例中,控制器309管理例如對于端頭段的攝像頭和照明裝置傳輸至內窺鏡301的端頭段304的功率。在一個實施例中,控制器309控制分立照明裝置的操作。在一個實施例中,控制器309進一步控制流體、液體和/或一個或多個抽吸泵,其向內窺鏡301提供相應的功能。在另一實施例中,出于人類與控制器的交互,一個或多個輸入設備,諸如鍵盤310或觸摸屏(未示出)連接至控制器309。在另一種配置中(未示出),輸入設備,諸如鍵盤與控制器集成在相同的殼中。

在一個實施例中,顯示器311連接至控制器309并且被配置為顯示從多觀察元件內窺鏡301的觀察元件接收的圖像和/或視頻流。在一些實施例中,顯示器311具有多于一個的顯示單元。在一個實施例中,顯示器311進一步向觸摸屏顯示用戶界面的裝置,用于允許人類操作員設置系統300的各種特征。在一個實施例中,人類操作員使用用戶界面輸入預定時間間隔,在該預定時間間隔內LED提供照明。

現在參考圖4,其是根據本說明書的一個實施例的圖示說明整個視頻處理架構的方框圖。圖4詳細描述視頻處理控制器420、內窺鏡410和顯示單元450之間的可操作連接。視頻處理控制器420控制快閃模式操作的LED。在一個實施例中,預定時間段被存儲在視頻處理控制器420的存儲器中,在該預定時間段內LED需要提供連續照明。還有,在一個實施例中,一個或多個值的照明強度連同照明的相應持續時間被預定義在視頻處理控制器420中。視頻處理控制器420進一步包括攝像頭板421,該攝像頭板421傳輸控制至內窺鏡中的LED411的電源以及控制CCD成像器412(包括一個或多個觀察元件和圖像傳感器)的操作的合適的命令。攝像頭板進而接收由CCD成像器產生的視頻信號413并且還接收來自內窺鏡的其他遠程命令414。

視頻處理控制器420進一步包括用于處理從成像器412獲得的視頻的元件,包括MPEG數字信號處理器422和FPGA本地處理器423。FPGA423負責視頻插值并且在將視頻發送至MPEGDSP422之前在屏幕上顯示重疊。FPGA423用作系統的用于圖形處理、視頻寫入和在屏幕上顯示的主控制器。視頻信號被發送用于通過視頻輸出界面424顯示。視頻輸入界面424還被提供用于接收來自外部視頻源的視頻輸入。

模塊上系統(SOM)426提供諸如鍵盤和鼠標的輸入設備的界面,而觸摸I/F424提供觸摸屏界面功能。在一個實施例中,控制器420進一步地控制流體、液體和/或一個或多個抽吸泵,這些裝置通過氣動I/F428、泵429和止回閥430向內窺鏡提供相應的功能??刂破鬟€包括板載電源445、以及為用戶提供操作按鈕440的前面板435。

圖5是根據本說明書的一個實施例描述內窺鏡系統的各個部件之間的數據通信的方框圖。如圖5中所示出的,內窺鏡系統500包括外部控制器501,外部控制器在一個實施例中提供將由內窺鏡捕獲的內臟器官的圖像或視頻顯示在顯示設備上所需要的控件。在一個實施例中,控制器501管理諸如用于端頭段的觀察元件和照明裝置而傳輸至內窺鏡的端頭段的功率。在一個實施例中,一個或多個輸入設備506(諸如但不限于鍵盤、觸摸屏和至少一個顯示器)可以連接至控制器501。在一個實施例中,控制器501還包括前面板509,該前面板具有顯示屏507,該顯示屏當內窺鏡在使用時用于顯示與內窺鏡手術過程有關的可操作信息。在一個實施例中,顯示屏507經配置顯示從多觀察元件內窺鏡的觀察元件接收的圖像和/或視頻流。在一個實施例中,顯示屏507是觸摸屏設備。

在一個實施例中,控制器501包括用于存儲信息的存儲器模塊502和用于執行饋送至系統的各種計算機編程的命令的處理器503。在一個實施例中,內窺鏡系統500包括手柄504,該手柄包括通過該手柄醫師能夠執行手術程序并且控制內窺鏡系統500的各種功能的裝置。如在圖5中所示出的,手柄504和控制器501與內窺鏡端頭段505數據通信,內窺鏡端頭段505在一個實施例中包括照明被定位在內窺鏡端頭段505上的一個或多個觀察元件510的視場的多個分立照明裝置508。在一個實施例中,多個分立照明裝置508包括一個或多個不同類型的LED。

在本說明書的一個實施例中,響應于來自輸入設備506(諸如但不限于被定位在外部控制器的前面板509上的顯示屏507)或手柄504的輸入,控制器501調制功率水平和得到的照明強度,并且因此調制分立照明裝置508的亮度。在一個實施例中,可能調制分立照明裝置的照明強度和功率水平,使得由一個或多個照明裝置508發射的光足夠明亮并且在患者的身體外部是可見的,該光有助于定位內窺鏡端頭在身體內的位置。在一個實施例中,控制器調制一個或多個照明裝置的功率水平,使得在過程期間產生的總熱處于可以預定的閾值限值內。

在一個實施例中,控制器501調制第一組照明裝置508的功率水平并且以較高強度操作第一組照明裝置特定的持續時間,使得由第一組照明裝置發射的光在患者身體外部是可見的,并且同時補償由于這些照明裝置的較高強度而產生的過量的熱,控制器501還調制第二組照明裝置508的功率水平并且以較低強度操作第二組照明裝置特定的持續時間。

在一個實施例中,控制器501調制一個或多個分立照明裝置508的功率水平和得到的照明強度并且以快閃/間歇模式操作分立照明裝置,其中所得到的照明強度在一個或多個強度水平的集合上波動一段預定時間段并且一旦該時間段結束,控制器再次調制這些照明裝置的功率水平以將照明裝置帶回對應于基線可操作強度的原始水平。在一個實施例中,快閃模式操作的總時間段、強度水平的集合和在每個時鐘(clock)循環中的對應時間段被選擇使得在快閃操作模式期間,發射的光在患者身體外部是可見的并且同時由該系統產生的總的熱處于可以預定的閾值限值內。

在一個實施例中,控制器501與分立照明裝置508中每個獨立數據通信并且通過單獨調制傳輸至照明裝置508中每個的功率控制這些照明裝置的快閃操作模式。

在一個實施例中,響應于輸入,控制器根據預定功能調制一個或多個照明裝置508的功率水平以改變照明裝置的強度并且因此改變其亮度。在一個實施例中,預定功能包括如下參數,例如但不限于1)能夠被應用至至少一個照明裝置的多個功率水平和2)在每個功率水平下耗費的時間量。在一個實施例中,基于輸入指令,控制器501應用相同的預定功能至每個分立照明裝置。在一個實施例中,相同的預定功能被應用至具有不同參數值的每個分立照明裝置。在一個實施例中,多個預定功能被存儲在存儲器502中并且基于需求或用戶指令,這些功能中的一個或多個被應用至一個或多個分立照明裝置508。

在一個實施例中,控制器501操作處于快閃/間歇模式的一個或多個分立照明裝置508同時醫師按壓手柄504上指定的按鈕。一旦醫師定位內窺鏡端頭的位置并且隨后釋放手柄504上的按鈕,控制器501調制照明裝置508的功率水平并且將照明裝置引回基線可操作強度水平。

在一個實施例中,用戶能夠通過引導控制器操作照明裝置從特定方向上定位內窺鏡端頭的位置,該照明裝置以快閃/間歇模式定位在該方向上。

在一個實施例中,系統基于用戶的需求經由合適的控制器和預定的功能使用戶能夠增加或降低用在快閃/間歇模式中的強度的水平。在一個實施例中,當內窺鏡端頭插入深至患者身體的管腔內時,用戶能夠從較低強度開始并且隨后經由控制器指示系統增加強度水平,直到從外部光是可見的并且內窺鏡端頭的位置被識別到。在這種情況下,在一個實施例中,控制器使用預定算法首先識別照明裝置,對于該些照明裝置,強度必須增加或降低并且相應地將具有動態功能參數的特定功能施加至每個照明裝置,使得由該系統產生的總的熱在整個過程期間仍然在閾值限值內。在這種情況下,隨著用戶增加或降低所需要的強度水平,系統動態地計算和應用每個照明裝置的功能參數。

圖6根據一個實施例圖示說明以快閃模式操作分立照明裝置的一般方法。在步驟602處,分立照明裝置在一個實施例中是LED,其被激活用于以第一照明水平發射光。在一個實施例中,第一強度或照明水平是預定的。在一個實施例中,第一照明水平是每個分立LED能夠發射的最高照明水平。在步驟604處,系統確定第一時間段是否已經逝去。在一個實施例中,第一時間段是預定的。視頻控制器保持與存儲器和處理器數據通信的時鐘。在組合中,視頻控制器測定第一照明水平的預定時間段。如果第一預定時間段還未逝去,則分立照明裝置被保持接通并且循環在步驟602處再次開始。如果第一時間段已經逝去,則在步驟606處,視頻處理器傳輸將至少一個LED的功率水平改變成第二照明水平的信號。在步驟608處,視頻控制器確定是否第二時間段已經逝去。在一個實施例中,第二時間段是預定的。如果第二時間段已經逝去,在過去第二時間段之后,至少一個LED的功率水平被再次調制用于以第一照明水平發射光。在一個實施例中,第一時間段與第二時間段相同。

在一個實施例中,第一時間段和第二時間段是預定的、并且存儲在控制器存儲器中。在另一實施例中,第一時間段和第二時間段取決于系統和應用的用戶需求由控制器動態計算。在另一實施例中,第二時間段短于第一時間段。在另一實施例中,第一時間段短于第二時間段。

在一個實施例中,第一照明強度水平和第二照明強度水平是預定的并且存儲在控制器存儲器中。在另一實施例中,第一照明強度水平和第二照明強度水平由控制器動態計算,使得光在患者身體外部是可見的,并且同時由LED產生的總的熱處于閾值限值內。在一個實施例中,第一照明強度水平高于第二照明強度水平。在一個實施例中,第二照明強度水平高于第一照明強度水平。在一個實施例中,第一照明強度水平高于基線可操作強度水平而第二照明強度水平低于基線可操作強度水平或等于基線照明強度水平。在一個實施例中,分立照明裝置的功率水平在不同的強度水平上同時調制。在一些實施例中,第一組LED以較高強度操作而第二組LED以基線可操作強度操作。在一個實施例中,第一預定強度是51流明。在一個實施例中,第二強度范圍在21流明至45流明。

圖6A根據本說明書的一個實施例圖示說明至少一組照明裝置的照明強度水平的示例性變化。如在圖6A中所示,水平軸線660表示時間段而豎直軸線670表示照明強度水平。水平650表示分立照明裝置的基線可操作強度水平;水平651表示在快閃模式期間一個或多個照明裝置操作的第一強度水平;以及水平652表示在快閃模式期間一個或多個照明裝置操作的第二強度水平。

時間段654對應于一持續時間,在該持續時間期間,系統不以快閃模式操作,并且時間段653對應于快閃操作模式的持續時間。第一時間段655表示一占空比,在該占空比期間,第一強度水平651被維持在每個時鐘循環中,而第二時間段657表示一占空比,在該占空比期間,第二強度水平652被維持在每個時鐘循環中。時間段656表示每個時鐘循環的總時間,在該總時間期間,強度水平在第一強度水平651和第二強度水平652之間循環。

在一個實施例中,第一強度水平651被示出高于基線可操作水平,而第二照明水平652被示出低于基線可操作水平。在各種實施例中,強度水平651和652的相對值能夠高于、低于、或等于基線可操作強度水平650。在一個實施例中,第一時間段655和第二時間段657被示出為具有相等的持續時間。然而,在另一實施例中,時間段655和657能夠是不同的。

盡管在上述示例中,僅示出一個圖形圖示說明當以快閃模式操作照明裝置時照明裝置的照明強度變化,但是在各種實施例中,當以快閃模式操作時,每個照明裝置能夠使用對于強度或照明水平652的不同值、時鐘時間段656、時間段655、657、654和653,從而確保在過程期間產生的總的熱處于可接受的閾值水平內。

圖6B根據一個實施例圖示說明以快閃模式操作分立照明裝置的示例性方法。在步驟622處,分立照明裝置在一個實施例中是LED,其被激活用于以第一照明水平或第一強度發射光。在步驟624處,確定是否已經逝去了第一預定時間段。在步驟626處,在過去第一預定時間段之后,LED用于以第二照明水平或第二強度發射光,在一個實施例中,第二照明水平或第二強度是基線可操作強度。在一個實施例中,第二照明水平(基線可操作強度)第一照明水平。在步驟628處,確定第二預定時間段是否已經逝去。在第二預定時間段過去之后,LED被再次操作用于以第一照明水平發射光。在一個實施例中,第一預定時間段與第二預定時間段相同,然而在另一實施例中,第二預定時間段短于第一預定時間段。在一個實施例中,第一照明水平是51流明。在一個實施例中,第二照明水平是21流明。

圖6C根據一個實施例圖示說明以快閃模式操作的分立照明裝置的又另一個示例性方法。在這個實施例中,分立照明裝置的強度在不同水平之間變化。在步驟632處,分立照明裝置在一個實施例中是LED,其被照明以發射第一照明水平或第一強度水平的光。在步驟634處,確定是否已經逝去了第一時間段。在步驟636處,在過去第一時間段之后,LED發射第二照明水平或第二強度的光,在一個實施例中,第二照明水平低于第一照明水平。在步驟638處,確定第二時間段是否已經逝去。在步驟640處,在第二時間段過去之后,LED被操作用于以第三照明水平或第三強度水平發射光。在一個實施例中,第三照明水平低于第二照明水平。在步驟642處,確定是否已經逝去第三時間段。在第三時間段已經過去之后,LED被再次操作用于以第一照明水平發射光。在一個實施例中,第一時間段、第二時間段、和第三時間段是預定的并且存儲在控制器存儲器中。在一個實施例中,第一時間段、第二時間段和第三時間段相同??梢哉J識到,盡管上述實施例描述了其中分立照明裝置的照明水平在三個不同水平之間變化的系統,但是在不脫離本說明書的精神和范圍的情況下,能夠操作處于多于三個照明強度水平的分立照明裝置。

圖7是根據本說明書的一個實施例的圖示說明用于從身體外部獲得內窺鏡端頭在患者身體內的位置的方法的流程圖。在一個實施例中,醫師操作具有端頭的內窺鏡的手柄部分,該端頭具有定位在其上的分立照明裝置(如上參考圖1描述的)。在步驟702處,醫師將內窺鏡端頭插入患者身體內用于使用手柄部分上的控件來執行手術程序。在步驟704處,醫師通過提供通過輸入設備(諸如手柄或外部鍵盤或觸摸顯示器)的輸入指示系統檢測內窺鏡的端頭位置。在一個實施例中,內窺鏡的手柄部分包括一個或多個指定的按鈕,當由醫師被觸發或以其他方式激活時,該按鈕引起分立照明裝置調制信號被發送至外部控制器,如在步驟706中所示出的。在一個實施例中,分立照明裝置調制信號根據預定功能引起控制器調制一個或多個分立照明裝置的功率水平。

例如,第一信號(由第按壓在手柄上的第一按鈕引起的)可以引起控制器增加每個分立照明裝置的功率水平,從而增加發射的光的強度第一時間段并且然后降低每個分立照明裝置的功率水平第二時間段。應該認識到,任何上述強度功能能夠利用。隨著分立照明裝置強度變化,醫師觀察患者的皮膚以看到內窺鏡端頭,該內窺鏡端頭由于較高分立照明裝置的強度水平通過患者身體可以是可見的。

因此,在步驟708處,一旦接收到分立照明裝置調制信號,控制器根據預定功能調制一個或多個分立照明裝置的功率水平,該預定功能管理任意照明裝置的強度水平有待被調制的方式。

在一個實施例中,控制器應用相同功能之所有的照明裝置。在一個替代的實施例中,控制器應用不同功能至每個照明裝置。在步驟710處,基于調制,一個或多個分立照明裝置以不同于其基線可操作強度水平的一個或多個強度水平操作一段特定時間段。在上述實施例中,該調制以如下方式執行:由一個或多個照明裝置發射的光在患者身體外部是可見的,這有助于跟蹤內窺鏡端頭的位置同時保持由該系統產生的總的熱處于閾值限值內。在步驟712處,醫師確定內窺鏡的端頭位置是否已經被定位。如果端頭位置已經被定位,則過程完成。如果端頭位置還沒有定位,則該過程經由到控制器的輸入在步驟708處再次開始。

在本發明的各種替代的實施例中,LED經配置具有多個強度狀態,條件是相對于以時間的滿(full)亮度100%操作LED的總熱輸出被減少。在較高強度下,該熱相對增加到恒定的光強度。

上述示例僅示例說明本發明的系統的許多應用的。盡管本文已經描述了本發明的僅若干實施例,但是應該理解,本發明在不脫離本發明的精神或范圍的情況下可能以許多其他特定形式實施。因此,本發明的示例和實施例均被認為是說明性的而非限制性的。

   內容來自專利網www.6726714.live轉載請標明出處

關于本文
本文標題:內窺鏡端頭位置視覺指示器和熱量管理系統.pdf
鏈接地址:http://www.6726714.live/p-8088653.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
广州跑腿兼职赚钱软件