一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法与流程

1.本技术涉及内窥镜检测装置领域，具体而言，涉及一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法。


背景技术：

2.微创和无创治疗方法能够有效的提高诊治效率并减轻患者痛苦，是医学技术发展的革命性进步。内窥镜是微创手术领域的代表性器械，医护人员可使用内窥镜器械在直视或设备辅助下通过人体自然腔道或人工建立的通道对局部病灶进行观察和切除。
3.内窥镜成像性能的好坏直接关系到成像质量的优劣，考虑到成像系统容易受到杂散光的影响，非预期光线参与成像会使得图像端画面均匀性降低、视场出现中间亮和边缘暗的现象，同时可能出现局部过亮的问题，长时间观察该类型画面容易产生视觉疲劳，影响医护人员的观察和手术进行，直接或间接影响到患者的生命安全。
4.内窥镜端对于成像均匀性检测方法一般仅通过在固定视场角(如最大视场90％处)环带上对4个正交方位处照度值进行评估，但其并未实现对全视场范围内成像质量的检测，信息量少且准确度不高，容易出现漏检问题，同时该方法存在一定的局限性，局部视场的检测结果并不能用于合理评价整个视场端的成像情况，容易使不合格产品流入市场引发潜在的手术风险。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法，其能够基于杂散光问题实现对内窥镜的排查，确保内窥镜成像镜体的成像质量合格，并对内窥镜成像镜体的全视场成像均匀性进行全面有效的评估。
6.本技术是这样实现的：
7.本技术提供一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其包括：
8.导轨；
9.内窥镜固定支架，可移动地连接于导轨，用于固定内窥镜并驱动内窥镜升降；
10.光探测器，用于接收并检测穿过内窥镜出瞳光线的功率；
11.光探测器支架，可移动地连接于导轨，用于固定光探测器并驱动光探测器升降；
12.探测光源，用于发射穿过内窥镜入瞳的照明光；
13.探测光源驱动装置，可移动地连接于导轨，用于驱动探测光源沿半球面移动，并使探测光源发射的照明光始终穿过入瞳，入瞳位于半球面的球心。
14.在一些可选的实施方案中，内窥镜固定支架包括滑动连接于导轨的第一滑块、用于固定内窥镜的固定筒及分别与第一滑块和固定筒连接的第一升降机构，第一升降机构用于驱动固定筒升降。
15.在一些可选的实施方案中，光探测器支架包括滑动连接于导轨的第二滑块、用于固定光探测器的固定座及分别与第二滑块和固定座连接的第二升降机构，第二升降机构用
于驱动固定座升降。
16.在一些可选的实施方案中，探测光源驱动装置包括滑动连接于导轨的第三滑块、底部与第三滑块连接的固定环、两端分别与固定环铰接的第一弧形轨道、驱动第一弧形轨道绕固定环的对应第一直径旋转的第一旋转电机、两端分别与固定环铰接的第二弧形轨道及驱动第二弧形轨道绕固定环的对应第二直径旋转的第二旋转电机，第一直径垂直于第二直径，第一弧形轨道设有沿其长度方向延伸的第一滑移孔，第二弧形轨道设有沿其长度方向延伸的第二滑移孔；探测光源依次穿过第一滑移孔和第二滑移孔，并被配置成可分别沿第一滑移孔和第二滑移孔滑动。
17.在一些可选的实施方案中，探测光源驱动装置包括滑动连接于导轨的第三滑块、固定环、两端分别与固定环铰接的第一弧形轨道、驱动第一弧形轨道绕固定环的对应第一直径旋转的第一旋转电机及连接于第三滑块的第二旋转电机，第二旋转电机用于驱动固定环绕其第二直径旋转，第一直径垂直于第二直径，探测光源连接于第一弧形轨道。
18.在一些可选的实施方案中，还包括控制器，控制器分别与光探测器和探测光源驱动装置电连接，用于接收光探测器检测的功率并控制探测光源驱动装置，驱动探测光源沿半球面移动。
19.在一些可选的实施方案中，探测光源为激光光源。
20.本技术实施例还提供了一种内窥镜成像镜体光路质量检测方法，包括以下步骤：
21.使用探测光源发射照明光穿过内窥镜入瞳，检测穿过内窥镜出瞳光线的功率，入瞳位于一个半球面的球心；
22.沿半球面移动探测光源并使探测光源发射的照明光始终穿过入瞳，根据检测的内窥镜出瞳光线的功率判断内窥镜的成像镜体的光路质量。
23.在一些可选的实施方案中，根据检测的内窥镜出瞳光线的功率判断内窥镜的成像镜体的光路质量时，将光线的功率绘制不同视场方向下的光信号测试功率图并判断成像镜体的杂散光和成像均匀性。
24.本技术的有益效果是：本技术提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法通过将内窥镜固定，使用探测光源发射照明光穿过内窥镜入瞳并检测穿过内窥镜出瞳光线的功率，随后沿一个半球面移动探测光源并使探测光源发射的照明光始终穿过内窥镜入瞳，并使内窥镜入瞳位于一个半球面的球心，根据检测的内窥镜出瞳光线的功率判断内窥镜的成像镜体的光路质量，本技术提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法使用覆盖内窥镜成像镜体的视场范围的照明光进行照射，并对内窥镜视场外的光信号进行检测，能够基于杂散光问题实现对内窥镜的排查，确保内窥镜成像镜体的成像质量合格，并对内窥镜成像镜体的全视场成像均匀性进行全面有效的评估。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置的结构示意图；
27.图2为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置检测的内窥镜的结构示意图；
28.图3为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置中探测光源驱动装置的局部结构示意图；
29.图4为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测方法的流程示意图；
30.图5为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测方法中控制探测光源沿竖直平面移动时光探测器检测得到的光照度；
31.图6为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测方法中控制探测光源沿与水平面倾斜45度角平面移动时光探测器检测得到的光照度；
32.图7为本技术实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测方法中控制探测光源沿水平面移动时光探测器检测得到的光照度；
33.图8为本技术另一实施例提供的内窥镜成像镜体光路质量检测装置中探测光源驱动装置的局部结构示意图。
34.图中：100、导轨；110、内窥镜固定支架；111、第一滑块；112、固定筒；113、第一升降机构；120、光探测器；130、光探测器支架；131、第二滑块；132、固定座；133、第二升降机构；140、探测光源；150、控制器；200、探测光源驱动装置；210、第三滑块；220、固定环；221、第一直径；222、第二直径；230、第一弧形轨道；240、第一旋转电机；250、第二弧形轨道；260、第二旋转电机；270、第一滑移孔；280、第二滑移孔；300、内窥镜；301、成像镜体；302、入瞳；303、出瞳。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构
一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.以下结合实施例对本技术的内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法的特征和性能作进一步的详细描述。
43.如图1、图2和图3所示，本技术实施例提供一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置，用于对内窥镜300内的成像镜体301的光路质量进行检测；该内窥镜成像镜体光路质量检测装置包括导轨100、内窥镜固定支架110、光探测器120、光探测器支架130、探测光源140、探测光源驱动装置200及控制器150；
44.其中，内窥镜固定支架110包括滑动连接于导轨100的第一滑块111、用于套设于并固定内窥镜300的固定筒112及分别与第一滑块111和固定筒112连接的第一升降机构113，第一升降机构113用于驱动固定筒112升降；光探测器支架130包括滑动连接于导轨100的第二滑块131、用于连接并固定光探测器120的固定座132及分别与第二滑块131和固定座132连接的第二升降机构133，第二升降机构133用于驱动固定座132升降，本实施例中的第一升降机构113和第二升降机构133均为电动推杆；光探测器120用于接收并检测穿过内窥镜300出瞳303光线的功率，探测光源140用于发射穿过内窥镜300入瞳302的照明光；探测光源驱动装置200用于驱动探测光源140沿一个半球面移动，并使探测光源140发射的照明光始终穿过内窥镜300入瞳302。
45.本实施例中，探测光源驱动装置200包括滑动连接于导轨100的第三滑块210、底部与第三滑块210连接的固定环220、两端分别与固定环220铰接的第一弧形轨道230、两端分别与固定环220铰接的第二弧形轨道250及连接于固定环220的第一旋转电机240和第二旋转电机260，第一弧形轨道230和第二弧形轨道250两端的连线分别为第一直径221和第二直径，第一直径221垂直于第二直径222，第一旋转电机240用于驱动第一弧形轨道230绕第一直径221旋转，第二旋转电机260用于驱动第二弧形轨道250绕第二直径222旋转，第一弧形轨道230上开设有沿其长度方向延伸的第一滑移孔270，第二弧形轨道250上开设有沿其长度方向延伸的第二滑移孔280；探测光源140依次穿过第一滑移孔270和第二滑移孔280并可分别沿第一滑移孔270和第二滑移孔280滑动，探测光源140沿第一滑移孔270和第二滑移孔280滑动始终指向固定环220的圆心。控制器150分别与光探测器120、第一旋转电机240和第二旋转电机260电连接，控制器150用于接收光探测器120检测的功率并控制第一旋转电机240和第二旋转电机260的输出轴正反转。本实施例中，探测光源140为激光光源，控制器150
为电脑。
46.如图4所示，本技术实施例还提供了一种内窥镜成像镜体光路质量检测方法，其实使用上述内窥镜成像镜体光路质量检测装置进行的，包括以下步骤：
47.将内窥镜300穿过并固定于固定筒112，使内窥镜300的入瞳302一端靠近探测光源驱动装置200一端布置，沿导轨100移动第一滑块111带动第一升降机构113、固定筒112及固定的内窥镜300移动，并控制第一升降机构113驱动固定筒112及固定的内窥镜300升降，直至内窥镜300的入瞳302位于探测光源驱动装置200的固定环220圆心处，固定内窥镜固定支架110防止其位置发生变化；
48.将光探测器120连接固定于固定座132后沿导轨100移动第二滑块131，并控制第二升降机构133驱动固定座132及连接的光探测器120升降，使光探测器120移动至内窥镜300的出瞳303处用于接收和检测内窥镜300内成像镜体301传导的光信号；
49.控制探测光源140发射穿过内窥镜300入瞳302的照明光，使用光探测器120接收并检测内窥镜300的出瞳303射出的光信号的功率并使用传输线缆传输至控制器150；
50.使用控制器150控制探测光源驱动装置200驱动探测光源140沿半球面移动并使探测光源140发射的照明光始终穿过内窥镜300入瞳302，具体的，控制器150控制第一旋转电机240启动带动第一弧形轨道230绕第一直径221旋转，使第一弧形轨道230推动依次穿过第一滑移孔270和第二滑移孔280的探测光源140沿第二弧形轨道250上的第二滑移孔280移动，从而使探测光源140沿半球面的纬线移动并保持指向内窥镜300入瞳302，控制器150控制第二旋转电机260启动带动第二弧形轨道250绕第二直径222旋转，使第二弧形轨道250推动依次穿过第一滑移孔270和第二滑移孔280的探测光源140沿第一弧形轨道230上的第一滑移孔270移动，从而使探测光源140沿半球面的经线移动并保持指向内窥镜300入瞳302，从而利用第一旋转电机240和第二旋转电机260驱动探测光源140分别沿半球面的经线和纬线移动，保证探测光源140移动至半球面上的任意位置并保持探测光源140方向指向半球面的中心，从而利用光探测器120检测不同方位探测光源140发射穿过内窥镜300入瞳302的照明光的功率并输送至控制器150；
51.利用控制器150收集内窥镜300的不同视场位置的对应光信号数据，从而对内窥镜300的成像镜体301的杂散光问题和成像均匀性进行全面有效的评估，确保内窥镜成像镜体的成像质量合格。
52.如图5所示，为使用上述内窥镜成像镜体光路质量检测方法并控制探测光源140沿竖直平面移动时检测得到的光照度，根据图5显示，内窥镜300沿视场中心至视场边缘的光照度结果均匀下降，表明成像均匀性较佳，本实施例中测试内窥镜300的视场角为80，在视场角范围外探测结果均为0，表明该方向下无明显杂散光问题，镜体测试合格。
53.如图6所示，为使用上述内窥镜成像镜体光路质量检测方法并控制探测光源140沿与水平面倾斜45度角的平面移动时检测得到的光照度，根据图6显示，内窥镜300沿视场中心至视场边缘的光照度结果均匀下降，成像均匀性较佳。在视场角范围外，有部分角度范围下光照度的探测结果不为0，说明沿该方向的部分范围存在明显的杂散光问题，镜体杂散光测试不合格，影响内窥镜300成像的清晰度，容易对手术过程产生影响，可提醒用户及时更换内窥镜设备。
54.如图7所示，为使用上述内窥镜成像镜体光路质量检测方法并控制探测光源140沿
水平面移动时检测得到的光照度，根据图7所示在视场角范围外的探测结果均为0，说明沿水平方向无明显杂散光问题，内窥镜300沿视场中心至视场边缘的部分视场范围下测试结果存在异常，存在镜体脏污等可能性，成像均匀性较差，容易影响手术过程，可提醒用户及时更换内窥镜设备。
55.如图8所示，在其他可选的实施例中，探测光源驱动装置200包括滑动连接于导轨100的第三滑块210、固定环220、两端分别与固定环220铰接的第一弧形轨道230、驱动第一弧形轨道230绕固定环220的对应第一直径221旋转的第一旋转电机240及连接于第三滑块210的第二旋转电机260，第二旋转电机260用于驱动固定环220绕其第二直径222旋转，第一直径221垂直于第二直径222，第一弧形轨道230上开设有沿其长度方向延伸的第一滑移孔270，探测光源140连接于第一弧形轨道230。作业人员能够通过控制
56.控制第一旋转电机240启动带动第一弧形轨道230绕第一直径221旋转，使第一弧形轨道230带动探测光源140绕第一直径221旋转，从而使探测光源140沿半球面的经线移动并保持指向内窥镜300入瞳302，控制第二旋转电机260启动带动固定环220绕第二直径222旋转，使固定环220带动第一弧形轨道230和探测光源140绕第二直径222旋转，从而使探测光源140沿半球面的纬线移动并保持指向内窥镜300入瞳302，从而利用第一旋转电机240和第二旋转电机260驱动探测光源140分别沿半球面的经线和纬线移动，保证探测光源140移动至半球面上的任意位置并保持探测光源140方向指向半球面的中心。
57.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。

技术特征：
1.一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，其包括：导轨；内窥镜固定支架，可移动地连接于所述导轨，用于固定内窥镜并驱动所述内窥镜升降；光探测器，用于接收并检测穿过所述内窥镜出瞳光线的功率；光探测器支架，可移动地连接于所述导轨，用于固定所述光探测器并驱动所述光探测器升降；探测光源，用于发射穿过所述内窥镜入瞳的照明光；探测光源驱动装置，可移动地连接于所述导轨，用于驱动所述探测光源沿半球面移动，并使所述探测光源发射的照明光始终穿过所述入瞳，所述入瞳位于所述半球面的球心。2.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，所述内窥镜固定支架包括滑动连接于所述导轨的第一滑块、用于固定所述内窥镜的固定筒及分别与所述第一滑块和所述固定筒连接的第一升降机构，所述第一升降机构用于驱动所述固定筒升降。3.根据权利要求2所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，所述光探测器支架包括滑动连接于所述导轨的第二滑块、用于固定所述光探测器的固定座及分别与所述第二滑块和所述固定座连接的第二升降机构，所述第二升降机构用于驱动所述固定座升降。4.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，所述探测光源驱动装置包括滑动连接于所述导轨的第三滑块、底部与所述第三滑块连接的固定环、两端分别与所述固定环铰接的第一弧形轨道、驱动所述第一弧形轨道绕所述固定环的对应第一直径旋转的第一旋转电机、两端分别与所述固定环铰接的第二弧形轨道及驱动所述第二弧形轨道绕所述固定环的对应第二直径旋转的第二旋转电机，所述第一直径垂直于所述第二直径，所述第一弧形轨道设有沿其长度方向延伸的第一滑移孔，所述第二弧形轨道设有沿其长度方向延伸的第二滑移孔；所述探测光源依次穿过所述第一滑移孔和所述第二滑移孔，并被配置成可分别沿所述第一滑移孔和所述第二滑移孔滑动。5.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，所述探测光源驱动装置包括滑动连接于所述导轨的第三滑块、固定环、两端分别与所述固定环铰接的第一弧形轨道、驱动所述第一弧形轨道绕所述固定环的对应第一直径旋转的第一旋转电机及连接于所述第三滑块的第二旋转电机，所述第二旋转电机用于驱动所述固定环绕其第二直径旋转，所述第一直径垂直于所述第二直径，所述探测光源连接于所述第一弧形轨道。6.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述光探测器和所述探测光源驱动装置电连接，用于接收所述光探测器检测的功率并控制所述探测光源驱动装置，驱动所述探测光源沿所述半球面移动。7.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜体光路质量检测装置，其特征在于，所述探测光源为激光光源。8.一种内窥镜成像镜体光路质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：使用探测光源发射照明光穿过内窥镜入瞳，检测穿过所述内窥镜出瞳光线的功率，所述入瞳位于一个半球面的球心；沿所述半球面移动所述探测光源并使所述探测光源发射的照明光始终穿过所述入瞳，
根据检测的所述内窥镜出瞳光线的功率判断所述内窥镜的成像镜体的光路质量。9.根据权利要求8所述的内窥镜成像镜体光路质量检测方法，其特征在于，根据检测的所述内窥镜出瞳光线的功率判断所述内窥镜的成像镜体的光路质量时，将所述光线的功率绘制不同视场方向下的光信号测试功率图并判断所述成像镜体的杂散光和成像均匀性。

技术总结
一种内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法，涉及内窥镜检测装置领域。内窥镜成像镜体光路质量检测装置包括导轨、沿导轨移动的可固定和升降内窥镜的内窥镜固定支架、检测穿过内窥镜出瞳光线功率的光探测器、沿导轨移动的可固定和升降光探测器的光探测器支架、发射穿过内窥镜入瞳照明光的探测光源及驱动探测光源沿半球面移动并使照明光始终穿过入瞳的探测光源驱动装置，入瞳位于半球面的球心。内窥镜成像镜体光路质量检测装置及方法能够基于杂散光问题实现对内窥镜的排查，确保内窥镜成像镜体的成像质量合格，并对内窥镜成像镜体的全视场成像均匀性进行全面有效的评估。全视场成像均匀性进行全面有效的评估。全视场成像均匀性进行全面有效的评估。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：卓外(上海)医疗电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/24