專利名稱：數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于伸入牙腔及根管內(nèi)的顯微窺視裝置，特別是一種數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
幾十年來(lái)牙醫(yī)一直使用小鏡子和、金屬牙醫(yī)探針和X光照片來(lái)檢查牙體病和牙根管內(nèi)病灶。這種方法給牙醫(yī)診斷和治療帶來(lái)一定的困難和不確切性，使牙科醫(yī)學(xué)無(wú)論是在醫(yī)療方法還是在醫(yī)療技術(shù)上都落后于其他醫(yī)學(xué)學(xué)科5至10年的狀況。近年來(lái)國(guó)外出現(xiàn)先進(jìn)的一些牙根管儀器，如根管顯微鏡，它可以在病人口腔外，對(duì)口腔內(nèi)進(jìn)行觀察。這種儀器價(jià)格昂貴，且仍無(wú)法進(jìn)入根管內(nèi)觀測(cè)。
內(nèi)窺鏡是一種微創(chuàng)及介入療法的理想醫(yī)療器械。內(nèi)窺鏡按其工作原理分為電子內(nèi)窺鏡、超聲內(nèi)窺鏡及光學(xué)內(nèi)窺鏡。前兩種內(nèi)窺鏡由于受到微型CCD探頭及超聲探頭尺寸的限制，目前內(nèi)鏡端頭尺寸大于2mm。光學(xué)內(nèi)窺鏡是根據(jù)光學(xué)成像原理和光纖圖像傳輸原理構(gòu)成。光學(xué)內(nèi)窺鏡分為剛性直管型和可彎曲柔軟型兩種。當(dāng)前醫(yī)學(xué)臨床普遍使用的是直徑在2mm以上的剛性光學(xué)內(nèi)窺鏡。由于這種內(nèi)鏡探頭尺寸較大，且不可彎曲，因此只能進(jìn)入人體較大的直腔進(jìn)行觀察，如腹腔鏡、直腸鏡等。隨著微型光學(xué)元器件及光纖技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)內(nèi)窺鏡的微型化成為可能，從而為細(xì)徑光纖內(nèi)窺鏡用于牙髓根管的診治創(chuàng)造了條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，為臨床醫(yī)學(xué)的微創(chuàng)介入療法提供一種能伸入牙腔及根管內(nèi)部位，具有顯微分辨能力，可直接觀察病灶的醫(yī)療器械，同時(shí)照明部件可方便切換為激光通道，具有治療功能。
本發(fā)明數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置主要包括光纖圖像部件，照明部件和圖像輸出及存儲(chǔ)部件構(gòu)成；微型光學(xué)成像透鏡與傳像光纖連接構(gòu)成光纖圖像部件；傳像光纖的末端與圖像耦合部件相連；光源、反射鏡、聚光耦合部件及傳光光纖構(gòu)成照明部件，光源的光經(jīng)聚光耦合部件會(huì)聚于傳光光纖端面上，傳光光纖與傳像光纖在分叉部件處合并；傳光光纖的另一端圍繞在圖像部件周圍；圖像耦合部件，攝像頭及計(jì)算機(jī)構(gòu)成圖像輸出及存儲(chǔ)部件；圖像部件及傳光光纖外層由護(hù)套封裝為一體，構(gòu)成內(nèi)窺鏡的鏡芯，內(nèi)窺鏡的鏡芯前部封裝在帶有角度的手柄中，手柄與內(nèi)窺鏡的鏡芯通過(guò)鎖母和緊母固定；內(nèi)窺鏡的前端用金屬套管封裝構(gòu)成探頭，傳光光纖的尾部與聚光耦合部件相連接，并可方便脫開(kāi)。
所述的內(nèi)窺鏡的探頭外徑0.4～1.0mm，長(zhǎng)度為8～15mm，探頭外用不銹鋼、鈹銅或磷銅封裝，具有剛性或彈性。上述的手柄的前端角度是10°-30°，所述的手柄的長(zhǎng)度為10～15cm。
所述的傳像光纖為3000～10000像素。所述的內(nèi)窺鏡工作部分的彎曲半徑小于20mm。
所述的光纖圖像部件中的微型成像透鏡與傳像光纖之間光膠或用光學(xué)膠(光學(xué)膠的折射率要與光學(xué)部件相匹配)連接，它們的外面用金屬套管封裝，可為不銹鋼、銅或鋁。
所述的分開(kāi)前的傳光光纖與圖像部件之間用醫(yī)用膠(可粘合塑料、橡膠和金屬，如140系列環(huán)氧樹(shù)脂)粘合。
所述的圖像部件和分開(kāi)前的傳光光纖整個(gè)在護(hù)套內(nèi)，護(hù)套采用的材料是聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯。
所述的攝像頭是電荷耦合器件(CCD)攝像頭或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體管(CMOS)攝像頭。
本發(fā)明所述的內(nèi)窺鏡裝置進(jìn)行圖像傳輸和圖像處理的方法包括光源發(fā)出的光由聚光耦合部件耦合到傳光光纖的前端面上，再經(jīng)傳光光纖傳輸并照明被觀察物，微型光學(xué)成像透鏡將被觀測(cè)物成像于傳像光纖的前端面上，傳像光纖將圖像傳輸?shù)焦饫w的后端面上，由圖像耦合部件將圖像耦合到攝像頭的靶面上，攝像頭將圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行采集并顯示在熒光屏上，并可對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)及進(jìn)行文件管理。
所述的圖像采集、存儲(chǔ)和文件管理包括下述步驟(參見(jiàn)圖4圖像采集存儲(chǔ)流程圖)1.開(kāi)啟裝置電源，包括CCD攝像頭電源、光源電源和電腦電源；2.將內(nèi)窺鏡前端面對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)；3.CCD將圖像的光學(xué)信號(hào)(或輸入圖像卡)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；4.計(jì)算機(jī)將圖像數(shù)字信號(hào)顯示在顯示器上；5.重復(fù)步驟2-4，直到選好觀測(cè)目標(biāo)后進(jìn)行圖像采集；6.建立分類文件夾，將采集的圖像存入文件夾中；7.切斷設(shè)備電源并關(guān)閉電腦。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)內(nèi)窺鏡的核心部分，即圖像部件和傳光部件，采用微型光學(xué)元件和光纖。它與其他類型內(nèi)窺鏡相比，具有最大的微型化潛力，可使內(nèi)窺鏡探頭最小外徑達(dá)0.4mm。
2)內(nèi)窺鏡前端帶有角度，可方便進(jìn)入牙腔及根管內(nèi)。
3)內(nèi)窺鏡的分辨能力可達(dá)到顯微術(shù)所要求的水平，可分辨物體尺寸能滿足醫(yī)學(xué)診斷的要求。
4)本發(fā)明具有自照明系統(tǒng)，可不必借助其他方法，即可照明內(nèi)窺鏡所到達(dá)的部位進(jìn)行觀察。
5)內(nèi)窺鏡計(jì)算機(jī)化，可以方便地將先進(jìn)的IT技術(shù)引入內(nèi)窺鏡中。在圖像技術(shù)方面可實(shí)現(xiàn)與IT技術(shù)的同步發(fā)展。
6)醫(yī)用級(jí)材料的使用，具有醫(yī)用安全可靠型。本發(fā)明的照明部件可方便地切換為激光通道，進(jìn)行激光治療，實(shí)現(xiàn)診斷、治療一體化。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡手柄結(jié)構(gòu)圖；圖3是內(nèi)窺鏡手柄連接部件示意圖；圖4是根管壁光滑平整圖像；圖5是根管予備良好，洞口可見(jiàn)部分水門汀及棉捻殘留物圖像；圖6是根管通暢圖像；圖7是根管予備良好圖像；圖8是根管鈣化閉鎖圖像；圖9是根管口堵塞不通圖像；圖10是髓腔結(jié)構(gòu)清晰，髓室底完整圖像；圖11是可見(jiàn)頰向兩個(gè)及腭向一個(gè)根管口形態(tài)圖像；圖12是髓腔清潔完整，髓室底光滑圖像；圖13是頰舌向各有一個(gè)根管口圖像；圖14圖像采集存儲(chǔ)流程圖。
具體實(shí)施例方式
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本發(fā)明結(jié)合附圖詳細(xì)描述如下如圖所示，1為光源，2為聚光耦合部件，3為傳光光纖，4為微型光學(xué)成像透鏡，5為傳像光纖，6為圖像耦合部件，7為CCD攝像頭，8為計(jì)算機(jī)，9為反射鏡，10為分叉部件。
11為探頭，12為金屬套管，13為內(nèi)窺鏡的鏡芯，14為手柄，15為鎖母，16為緊母，17為外套管，18為彎曲角。
微型光學(xué)成像透鏡4及傳像光纖5構(gòu)成光纖圖像部件，包括光源1、反射鏡9、聚光耦合部件2及傳光光纖3構(gòu)成照明部件。圖像耦合部件6，CCD攝像頭7及計(jì)算機(jī)8構(gòu)成圖像輸出及存儲(chǔ)部件。微型光學(xué)成像透鏡4是棒透鏡(外徑＝0.4mm)。
光源1發(fā)出的光由聚光耦合部件2耦合到傳光光纖3的前端面上，再經(jīng)傳光光纖3傳輸并照明被觀察物，傳光光纖與傳像光纖在分叉部件處分開(kāi)。微型光學(xué)成像透鏡4將被觀測(cè)物成像于傳像光纖5的前端面上。傳像光纖5將圖像傳輸?shù)焦饫w的后端面上，由圖像耦合部件6將圖像耦合到CCD7的靶面上。CCD將圖像的光信號(hào)(或輸入圖像卡后)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)8。計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行采集并顯示在熒光屏上，并可對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)及進(jìn)行文件管理。
所述的光纖圖像部件中的微型成像透鏡與傳像光纖之間光膠或用光學(xué)膠(光學(xué)膠的折射率要與光學(xué)部件相匹配)連接。外面用不銹鋼套管封裝。
內(nèi)窺鏡的照明部件與圖像部件一體化。根據(jù)照明要求傳光光纖以不同排列和不同數(shù)目分布在圖像部件周圍，最多布滿圓周。傳光光纖與圖像部件之間用醫(yī)用膠粘合(140系列環(huán)氧樹(shù)脂)。前端用金屬套管12封裝為探頭11，材料為不銹鋼。傳光光纖的尾部與聚光耦合部件相連接。
內(nèi)窺鏡的圖像部件及傳光光纖外層由護(hù)套封裝為一體，構(gòu)成內(nèi)窺鏡的鏡芯13。
內(nèi)窺鏡的探頭的外徑為1.0mm，長(zhǎng)度為10mm，最佳分辨率為50μm。內(nèi)窺鏡的鏡芯13前端封裝在帶有角度的手柄14中，角度是30°。手柄與內(nèi)窺鏡的鏡芯13通過(guò)鎖母15和緊母16固定。
內(nèi)窺鏡的照明部件可方便地切換為激光通道，進(jìn)行激光治療，實(shí)現(xiàn)診斷與治療一體化。
應(yīng)用實(shí)施例數(shù)碼光纖根管纖維內(nèi)窺鏡的臨床實(shí)驗(yàn)使用上述的數(shù)碼光纖顯微根管內(nèi)窺鏡(簡(jiǎn)稱根管內(nèi)鏡)探頭為外徑為1.0mm的光纖探針，最佳分辨率為50μm。用該內(nèi)窺鏡對(duì)下列典型病例進(jìn)行觀察，結(jié)果如下病例1.某某，男，18歲， 冠折，首診時(shí)已去除牙髓，并經(jīng)根管預(yù)備后封入碘仿棉捻。復(fù)診時(shí)于根管內(nèi)鏡下可見(jiàn)根管壁光滑平整，根中1/3略有彎曲，根管預(yù)備良好，洞口尚可見(jiàn)部分水門汀及棉捻殘留物(見(jiàn)圖4、圖5)。
病例2.某某某，女，32歲， 限尖周炎，根管治療過(guò)程中應(yīng)用根管內(nèi)鏡可見(jiàn)根管通暢，根管預(yù)備情況良好(見(jiàn)圖6、圖7)。
病例3.某某，女，74歲， 根管鈣化閉鎖，根管內(nèi)鏡下可見(jiàn)根管口堵塞不通(見(jiàn)圖8、圖9)。
病例4.某某，男，40歲， 牙髓炎，牙髓治療過(guò)程中應(yīng)用根管內(nèi)鏡可見(jiàn)髓腔結(jié)構(gòu)清晰，髓室底完整，并清晰可見(jiàn)頰向二個(gè)及腭向一個(gè)根管口形態(tài)、位置及方向(見(jiàn)圖10、圖11)。
病例5．某某，男，22歲， 牙周牙髓聯(lián)合病變，根管治療過(guò)程中應(yīng)用根管內(nèi)鏡可見(jiàn)髓腔清潔完整，髓室底光滑，頰舌向各有一根管口(見(jiàn)圖12、圖13)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于它主要包括光纖圖像部件，照明部件和圖像輸出及存儲(chǔ)部件構(gòu)成；微型光學(xué)成像透鏡與傳像光纖連接構(gòu)成光纖圖像部件；傳像光纖的末端與圖像耦合部件相連，并可方便脫開(kāi)；光源、反射鏡、聚光耦合部件及傳光光纖構(gòu)成照明部件，光源的光經(jīng)聚光耦合部件會(huì)聚于傳光光纖端面上，傳光光纖與傳像光纖在分叉部件處合并，傳光光纖的另一端圍繞在圖像部件周圍；圖像耦合部件，攝像頭及計(jì)算機(jī)構(gòu)成圖像輸出及存儲(chǔ)部件；圖像部件及傳光光纖外層由護(hù)套封裝為一體，構(gòu)成內(nèi)窺鏡的鏡芯，內(nèi)窺鏡的鏡芯前部封裝在帶有角度的手柄中，手柄與內(nèi)窺鏡的鏡芯通過(guò)鎖母和緊母固定；內(nèi)窺鏡的前端用金屬套管封裝構(gòu)成探頭，傳光光纖的尾部與聚光耦合部件相連接，并可方便脫開(kāi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的內(nèi)窺鏡探頭外徑為0.4～1.0mm，所述的內(nèi)窺鏡的探頭長(zhǎng)度為8～15mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的光纖圖像部件中的微型成像透鏡與傳像光纖之間光膠或用光學(xué)膠連接，光學(xué)膠的折射率與所述的光學(xué)部件相匹配，它們的外面用金屬套管封裝。
4.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的分叉前的傳光光纖與圖像部件用醫(yī)用膠粘合。
5.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的手柄的前端彎曲角度是10°～30°，手柄的長(zhǎng)度為10～15cm。
6.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的攝像頭是電荷耦合器件攝像頭或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體管攝像頭。
7.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的微型光學(xué)成像透鏡為棒透鏡。
8.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的傳像光纖為3000～10000像素。
9.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于所述的照明部件可以切換為激光通道。
10.一種采用權(quán)利要求1所述的數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡裝置進(jìn)行圖像傳輸和圖像處理的方法，其特征在于它包括下述步驟將內(nèi)窺鏡前端面對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)；攝像頭將圖像的光學(xué)信號(hào)或輸入圖像卡后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)將圖像數(shù)字信號(hào)顯示在顯示器上；重復(fù)上述步驟，直到選好觀測(cè)目標(biāo)后進(jìn)行圖像采集；建立分類文件夾，將采集的圖像存入文件夾中。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)碼光纖根管顯微內(nèi)窺鏡，它主要包括微型光學(xué)成像透鏡與傳像光纖連接構(gòu)成光纖圖像部件，傳像光纖的末端與圖像耦合部件相連；光源、反射鏡、聚光耦合部件及傳光光纖構(gòu)成照明部件，光源的光聚光耦合部件會(huì)聚于傳光光纖端面上，傳光光纖的另一端圍繞在成像部件周圍；圖像耦合部件，CCD攝像頭及計(jì)算機(jī)構(gòu)成圖像輸出及存儲(chǔ)裝置。內(nèi)窺鏡的探頭外徑在1.0mm以下，最小可達(dá)0.4mm。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，圖像部件和傳光部件一體化，探頭具有剛性或彈性，內(nèi)窺鏡前端帶有角度，可方便進(jìn)入牙腔及根管內(nèi)進(jìn)行觀察。照明部件可方便切換為激光通道，具有治療功能，實(shí)現(xiàn)診斷、治療一體化。
文檔編號(hào)A61C19/00GK1541608SQ0312303
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者林美榮 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)