ПАНОРАМНЫЙ СВЕТОВОЛОКОННЫЙ ЭНДОСКОП Российский патент 1998 года по МПК A61B1/00 

Изобретение относится к медицине, преимущественно к медицинским инструментам и приспособлениям для диагностики и лечения полостей или трубовидных органов, и может быть применено в любых медицинских учреждениях для специалистов различного профиля, например, для визуального осмотра врачом полостей и органов человека и выявления патологических участков с последующим воздействием на них когерентным или некогерентным световым излучением.

Известен панорамный световолоконный эндоскоп (Л1), содержащий первый гибкий трубчатый корпус-оболочку, с размещенным внутри световолоконным жгутом с регулярной укладкой, на дистальном конце которого имеется прозрачный обтекатель с установленным внутри него отражательным неподвижным зеркалом, жестко укрепленным под углом сорок пять градусов к оптической оси, оптически состыкованным с формирующим объективом, световолоконным жгутом с регулярной укладкой, светоделительным зеркалом, установленным со стороны проксимального конца, напротив которого установлен источник света, и трансформирующим объективом.

Панорамное изображение трубчатого полого органа достигается за счет поворота эндоскопа вокруг продольной оси, осуществляемого вручную врачом. При повороте от руки трудно с необходимой точностью получить изображение и выявить отдельные локальные участки с патологией вследствие трудностей получения малых по величине дискретных поворотов дистального конца эндоскопа. Кроме того, затруднена привязка исследуемых участков ко всему изображению (Л2).

Цель изобретения заключается в получении панорамного изображения с возможностью регулируемого врачом малодискретного последовательного просмотра участка за участком общей панорамы изображения для выявления мелкоразмерных патологических участков с возможностью оценки размеров этих участков, их взаимного расположения и контролируемого возвращения к любому выявленному патологическому участку.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата эндоскоп, содержащий первый гибкий трубчатый корпус-оболочку, дистальный конец которого снабжен жестким прозрачным обтекателем с установленным внутри него отражательным зеркалом, оптически состыкованным с формирующим объективом, световолоконным жгутом, светоделительным зеркалом, установленным со стороны проксимального конца, напротив которого установлен источник света, и трансформирующим объективом, дополнительно содержит коаксиально размещенный внутри первого корпуса второй гибкий трубчатый корпус, внутри которого закреплен световолоконный жгут, диск дискретного поворота с дополнительным сквозным отверстием, закрепленный на наружной поверхности второго корпуса со стороны его проксимального конца, микрометрический винт азимутального сканирования, жестко установленный на наружной поверхности первого корпуса со стороны проксимального конца, первую микрометрическую гайку с лимбом и пальцем, пропущенным через дополнительное сквозное отверстие диска, в которой установлен микрометрический винт азимутального сканирования, причем на торце второго корпуса со стороны дистального конца закреплены диаметрально расположенные друг относительно друга кронштейны с подшипниками, в которых установлена ось с закрепленным на ней отражательным зеркалом, свободные концы кронштейнов пропущены в сквозные отверстия дополнительно введенного микрометрического винта сканирования по углу места, установленного во второй микрометрической гайке, закрепленной на внутренней поверхности передней части обтекателя, а отражательное зеркало шарнирно связано с одним концом шатуна, другой конец которого шарнирно связан с микрометрическим винтом сканирования по углу места.

Вышеуказанная совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях эндоскопии внутренних органов.

На фиг. 1 изображена конкретная конструкция возможной реализации изобретения; на фиг. 2 - разрез А-А в увеличенном масштабе; на фиг. 3, 4 - принцип получения панорамного изображения.

Изобретение возможно осуществить в виде конструкции, которая содержит существенные признаки - его конструктивные элементы и связи между ними. В первом гибком трубчатом корпусе-оболочке 1, длина которого соответствует длине исследуемого органа (полости) с обтекателем 2, коаксиально размещен второй гибкий трубчатый корпус 3 с возможностью вращательного движения. Для передачи изображения от дистального конца к проксимальному внутри второго гибкого трубчатого корпуса-оболочки закреплен световолоконный жгут 4 с формирующим объективом 5 на дистальном конце жгута, оптически состыкованным со жгутом. Для обеспечения управляемого дискретного взаимного вращательного перемещения на наружной поверхности первого корпуса со стороны проксимального конца жестко одет и зафиксирован микрометрический винт азимутального сканирования 6. Винт установлен в микрометрической гайке 7, на наружной поверхности которой крепится лимб 8, имеющий оцифрованную шкалу триста шестьдесят градусов, и нанесен накат для ручного относительного поворота второго корпуса. В гайке 7 выполнена полость для размещения диска 9, жестко укрепленного на втором корпусе с аксиально расположенным сквозным отверстием. Внутри полости гайки укреплен палец 10 таким образом, что он с зазором входит в отверстие диска 9. Для подсчета полных оборотов второго корпуса относительно первого на микрометрическом винте на наружной поверхности выполнена продольная проточка, на которой нанесена шкала 11. Для размещения микрометрической гайки 7 используется соединительная муфта 12, к одной из сторон которой крепится проксимальный конец первого корпуса, а к другой - часть первого корпуса, на который одет микрометрический винт. Внутри муфты выполнена открытая полость, в которой размещается микрометрическая гайка. Наружная поверхность муфты используется врачом для захвата рукой при введении эндоскопа в исследуемый орган. На проксимальном конце первого корпуса выполнено отверстие, к которому пристыкован источник света 13, включающий, например, некогерентный источник света или источник когерентного света (лазер). А внутри корпуса под углом сорок пять градусов к оси жгута укреплено оптически состыкованное с ним светоделительное зеркало 14 и оптически состыкованный со жгутом трансформирующий объектив 15. На торце второго корпуса со стороны дистального конца закреплены диаметрально расположенные друг относительно друга кронштейны 16 с подшипниками 17, в которых установлена ось 18 с закрепленным на ней отражательным зеркалом 19. Свободные концы кронштейнов пропущены в сквозные отверстия микрометрического винта сканирования по углу места 20, размещенного внутри второй микрометрической гайки 21 и шарнирно связанного с одним концом шатуна 22. Другой конец шатуна шарнирно связан с отражательным зеркалом 19.

Работа эндоскопа осуществляется следующим образом. Врач берет эндоскоп, например, за первый корпус 1 и по традиционной технологии вводит дистальный конец эндоскопа в полый орган на необходимую глубину. Установив эндоскоп внутри исследуемой части органа, врач фиксирует исходное положение лимба 8 винта азимутального сканирования 6 на исходной отметке. Излучение источника света 13 после отражения от светоделительного зеркала 14 проходит через световолоконный жгут 4, формирующий объектив 5 и после отражения от отражательного зеркала 19 и прохождения через прозрачный обтекатель 2 освещает исследуемый участок внутренней поверхности трубчатого органа. Угловой размер луча, падающего на исследуемый участок поверхности, определяется параметрами световолоконного жгута и формирующего объектива. Отраженное от исследуемого участка поверхности органа излучение проходит через прозрачный обтекатель 2, отражается зеркалом 19 и попадает на формирующий объектив 5. На проксимальном торце световолоконного жгута 4 формируется изображение исследуемого освещаемого участка внутренней поверхности органа, которое, проходя через светоделительное зеркало 14, с помощью трансформирующего объектива 15 рассматривается врачом. Для последовательного непрерывного просмотра прилегающих друг к другу участка за участком и получения круговой панорамы изображения внутреннего органа врач поворачивает микрометрический винт азимутального сканирования 6 на несколько делений лимба (дискрет) 8, число которых зависит от решаемой диагностической задачи. Это вращение через палец 10 передается диску дискретного поворота 9 и на тот же угол поворачивается второй корпус 3 с кронштейнами 16 и установленным на них отражательным зеркалом 19. Вращение второго корпуса 3 вокруг оси приводит к вращению микрометрического винта сканирования по углу места 20 во второй микрометрической гайке 21 и, следовательно, к поступательному движению шатуна 22 и соответственно к угловому отклонению отражательного зеркала 19 по углу места, который определяет шаг спиральной развертки при получении панорамы изображения. Таким образом, при вращении микрометрического винта азимутального сканирования 6 луч света источника 13 и совпадающее с ним поле зрения эндоскопа осуществляют сканирование по азимут ϕ и углу места θ так, что рассматриваемый участок внутренней полости органа перемещается по спирали (фиг. 3, 4), шаг которой H определяется шагом микрометрического винта сканирования по углу места 20, а число витков - числом оборотов микрометрического винта азимутального сканирования 6. Угловое положение поля зрения эндоскопа считывается с помощью лимба 8. Номер спирали - с помощью указателя числа поворотов микрометрического винта азимутального сканирования 11. Врач имеет возможность за счет запоминания значений делений лимба 8 и указателя числа оборотов 11 четко фиксировать определенные участки (например, патологические) в общей панораме изображения поверхности внутреннего органа. Таким образом осуществляется пространственная привязка исследуемого участка органа к общей панораме изображения. При необходимости получения панорамного изображения следующего по глубине участка органа врач дозированно вводит эндоскоп глубже, повторяя вышеуказанные манипуляции и получая при этом новое панорамное изображение внутренней поверхности органа. Изображение всей внутренней поверхности органа складывается из набора состыкованных друг с другом отдельных панорам. При использовании известных методов преобразования сформированных трансформирующим объективом изображений в стандартный телевизионный сигнал и компьютерной обработки этих сигналов возможно получение разверток панорамных изображений внутренних полостей органов для детального просмотра и хранения.

При необходимости лечения обнаруженного патологического участка органа изменяется длина волны и характер излучения источника 13, чтобы обеспечить необходимое взаимодействие излучения, отраженного от зеркала 19, с биологической тканью, например, облучение ведут когерентным излучением с длиной волны единицы микрон.

Источники информации:
1. Марков П.И., Кеткович А.А., Саттаров Д.К. Волоконно-оптическая интроскопия. - Л.: Машиностроение, 1987, с. 219-248.

2. Иванов В. М. , Хохлова Н.М., Шайдуров В.О. Эндоскопическая техника: состояние и тенденции развития. Медицинская техника, N 1, 1992, с. 19.

Панорамный световолоконный эндоскоп предназначен для диагностики и лечения трубовидных органов и полостей с возможностью регулируемого малодискретного панорамного просмотра участков для выявления патологий и оценки размеров и взаимного расположения выявленных участков. Эндоскоп содержит коаксиально размещенный внутри первого корпуса с возможностью вращательного движения второй гибкий трубчаты корпус. Внутри второго корпуса закреплены световолоконный жгут и диск дискретного поворота с дополнительным сквозным отверстием, закрепленный на наружной поверхности второго корпуса со стороны его проксимального конца. Микрометрический винт азимутального сканирования жестко установлен на наружной поверхности первого корпуса со стороны проксимального конца. На первой микрометрической гайке с лимбом и пальцем, пропущенным через дополнительное сквозное отверстие диска дискретного поворота, нанесен накат для ручного относительного поворота второго корпуса. На торце второго корпуса со стороны дистального конца закреплены диаметрально расположенные друг относительно друга кронштейны с подшипниками. В подшипниках установлена ось с закрепленным на ней отражательным зеркалом. Свободные концы кронштейнов пропущены в сквозные отверстия микрометрического винта сканирования по углу места, который установлен во второй микрометрической гайке. Гайка закреплена на внутренней поверхности передней части обтекателя, установленного на дистальном конце первого корпуса. Внутри прозрачного обтекателя установлено отражательное зеркало, оптически состыкованное с формирующим объективом и световолоконным жгутом. Отражательное зеркало шарнирно связано с одним концом шатуна, другой конец которого шарнирно связан с микрометрическим винтом сканирования по углу места. В первом корпусе со стороны проксимального конца под углом сорок пять градусов к оси световолоконного жгута установлено светоделительное зеркало, напротив которого установлен источник света, а с другой стороны - трансформирующий объектив. Такая конструкция эндоскопа позволяет обеспечить пространственную привязку внутреннего органа к общей панораме изображения, которое складывается из набора состыкованных друг с другом отдельных панорам внутренней поверхности органа, что позволяет расширить панорамный просмотр участков для выявления патологий и оценки размеров взаимного расположения выявленных участков. 4 ил.

Панорамный световолоконный эндоскоп, содержащий первый гибкий трубчатый корпус-оболочку, дистальный конец которого снабжен жестким прозрачным обтекателем с установленным внутри него отражательным зеркалом, оптически состыкованным с формирующим объективом, световолоконным жгутом с регулярной укладкой, светоделительным зеркалом, установленным в первом корпусе-оболочке со стороны проксимального конца, напротив которого установлен источник света и трансформирующий объектив, отличающийся тем, что эндоскоп содержит коаксиально размещенный внутри первого корпуса-оболочки с возможностью вращательного движения второй гибкий трубчатый корпус-оболочку, внутри которого закреплен световолоконный жгут с регулярной укладкой, диск дискретного поворота с дополнительным сквозным отверстием, закрепленный на наружной поверхности второго корпуса-оболочки со стороны его проксимального конца, микрометрический винт азимутального сканирования, жестко установленный на наружной поверхности первого корпуса-оболочки со стороны его проксимального конца, первую микрометрическую гайку с лимбом и пропущенным через дополнительное сквозное отверстие диска дискретного поворота пальцем, в которой установлен микрометрический винт азимутального сканирования, причем на торце второго корпуса-оболочки со стороны его дистального конца неподвижно закреплены диаметрально расположенные друг относительно друга кронштейны с подшипниками, в которых установлена ось с неподвижно закрепленным на ней отражательным зеркалом, а свободные концы кронштейнов установлены с зазором в сквозных отверстиях дополнительно введенного микрометрического винта сканирования по углу места, установленного во второй микрометрической гайке, неподвижно закрепленной на внутренней поверхности передней части обтекателя, и отражательное зеркало шарнирно связано с одним концом шатуна, другой конец которого шарнирно связан с микрометрическим винтом сканирования по углу места.