Галерея 2752206
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Belgium Herbarium image of Meise Botanic Garden .
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May 11, 2019
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Meise Botanic Garden. (2019). Carex arenaria L. (BR0000011309598). Meise Botanic Garden Herbarium. https://doi.org/10.5281/zenodo.2752206
BR0000011309598.jpg
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Version 1
10.5281/zenodo.2752206
Un endoscopio que incluye: un mango (112) que incluye una carcasa del mango (112a) que incluye una porción de agarre (113) y una porción de control (115), en donde la porción de control comprende elementos de accionamiento (115a) para la habilitación/deshabilitación de los controles del usuario de una interfaz de usuario de una pantalla externa (120), definiendo la carcasa del mango una cámara interior que contiene: una placa principal (180) que incluye un procesador (160) y memoria (168) para el control del sistema, la captura de datos, el procesamiento de imágenes y la salida de vídeo; una placa de potencia (182) que incluye un chip de potencia integrado (182a) para gestionar la potencia del sistema; una placa de botones (184) para la habilitación/deshabilitación de los controles del usuario, en donde la placa de botones está asociada de manera operativa con los elementos de accionamiento de la porción de control; y una placa de interruptores (186) para encender y apagar el endoscopio; y un cuerpo alargado (114) que se extiende de manera distal desde el mango, incluyendo el cuerpo alargado: una cámara (140) que incluye un sensor de imagen (142) dispuesto en una porción distal del cuerpo alargado y una lente (144) dispuesta en el extremo distal del cuerpo alargado; una fuente de luz (150); y en donde el procesador incluye un controlador periférico para el control de la transmisión de datos entre el procesador y la cámara y un controlador periférico para el control de la transmisión de datos entre el procesador y la fuente de luz; caracterizado por que la fuente de luz (150) está dispuesta en un extremo distal del cuerpo alargado, en donde la fuente de luz (150) incluye uno o más elementos emisores de luz (152) integrados en el extremo distal del cuerpo alargado y posicionados radialmente hacia afuera de la lente; comprendiendo el endoscopio adicionalmente un sustrato térmicamente conductor (174) fijado a la fuente de luz, y un disipador de calor (172) que comprende un lado distal (172a), en donde el lado distal (172a) está en contacto con el sustrato térmicamente conductor, en donde un adhesivo térmicamente conductor (173) está dispuesto entre el disipador de calor y el sustrato térmicamente conductor.
La presente descripción se refiere a dispositivos y sistemas endoquirúrgicos para la observación de características internas de un cuerpo durante procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, y más en particular, a sistemas endoscópicos y similares.
Los endoscopios se introducen a través de una incisión o un orificio natural del cuerpo para observar las características internas de un cuerpo. Los endoscopios convencionales incluyen una vía de transmisión de luz, que incluye una guía de fibra, para a transmisión de luz desde una fuente de luz externa a través del endoscopio para iluminar las características internas del cuerpo. Los endoscopios convencionales también incluyen una ruta de recuperación de imágenes para la transmisión de imágenes de estas características internas de vuelta a un sistema de vídeo ocular o externo para su procesamiento y visualización en un monitor externo. El endoscopio de acuerdo con la reivindicación 1 comprende, entre otras características, cuatro placas electrónicas en el mango. Tal endoscopio es conocido a partir del documento US 2007//9249904.
La presente invención está dirigida a endoscopios y sistemas de endoscopios que tienen una fuente de luz y una cámara integradas en una porción del extremo distal de los endoscopios y un procesador integrado dispuesto en cuatro placas dentro de un mango de los endoscopios para el control de los sistemas de endoscopios. La invención es un endoscopio de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1. Todas las demás formas de realización son solo para descripción.
De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, un endoscopio incluye un mango y un cuerpo alargado que se extiende de manera distal desde el mango. El cuerpo alargado incluye una porción distal que termina en un extremo distal. Un sensor de imagen está dispuesto dentro de la porción distal del cuerpo alargado; una lente está dispuesta en el extremo distal del cuerpo alargado, y una fuente de luz que incluye uno o más elementos emisores de luz está integrada en el extremo distal del cuerpo alargado y posicionada radialmente hacia afuera de la lente. En las formas de realización, los elementos emisores de luz están dispuestos en forma de media luna alrededor de una porción de la lente. Los elementos emisores de luz pueden ser LED. El sensor de imagen puede ser un sensor retroiluminado. En las formas de realización, el sensor de imagen es un sensor CMOS de alta definición. La lente puede ser una lente sin foco.
El endoscopio incluye un sistema de control térmico pasivo. En las formas de realización, un sustrato térmicamente conductor está fijado a la fuente de luz. Un disipador de calor está colocado en contacto con el sustrato térmicamente conductor. Un adhesivo térmicamente conductor está dispuesto entre el disipador de calor y el sustrato térmicamente conductor. En ciertas formas de realización, el disipador de calor tiene forma cilíndrica y está posicionado en contacto total con una pared cilíndrica del cuerpo alargado.
El endoscopio incluye un procesador dispuesto dentro del mango. El procesador incluye un controlador del sistema, un subsistema de imágenes, un subsistema de procesamiento de vídeo y controladores periféricos para la transmisión de datos hacia y desde dispositivos externos, tal como el sensor de imagen y la fuente de luz. En las formas de realización, el procesador es un sistema en un chip.
El endoscopio incluye un mango que incluye una carcasa del mango que incluye una porción de agarre y una porción de control. La carcasa del mango define una cámara interior que contiene una pluralidad de placas de circuito para la alimentación y el control el sistema de endoscopio. En las formas de realización, la carcasa del mango incluye: una placa principal que incluye un procesador y una memoria para el control del sistema, la captura de datos, el procesamiento de imágenes y la salida de vídeo; una placa de potencia que incluye un chip de potencia integrado para gestionar la potencia del sistema; una placa de botones para la habilitación/deshabilitación de los controles del usuario; y una placa de interruptores para encender y apagar el sistema.
La placa de botones puede estar posicionada en la porción de control del mango y la placa principal puede estar posicionada en la porción de agarre del mango. En las formas de realización, la placa de potencia está dispuesta en la porción de agarre del mango, y en ciertas formas de realización, la placa de interruptores está posicionada en la porción de agarre del mango.
El endoscopio puede incluir además un cuerpo alargado que se extiende de manera distal desde el mango. El cuerpo alargado incluye una cámara que incluye un sensor de imagen dispuesto en una porción distal del cuerpo alargado y una lente dispuesta en el extremo distal del cuerpo alargado. El cuerpo alargado también incluye una fuente de luz dispuesta en un extremo distal del cuerpo alargado. El procesador incluye un controlador periférico
para el control de la transmisión de datos entre el procesador y la cámara y un controlador periférico para el control de la transmisión de datos entre el procesador y la fuente de luz.
Los detalles y aspectos adicionales de formas de realización de ejemplo de la presente descripción se describen con más detalle a continuación con referencia a las figuras adjuntas.
Las formas de realización de la presente descripción se describen en la presente memoria con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La FIG. 1 es una vista delantera en perspectiva de un sistema de endoscopio de la técnica anterior;
La FIG. 2 es una vista delantera en perspectiva que ilustra una configuración esquemática del sistema de endoscopio de la FIG. 1;
La FIG. 3 es una vista lateral que ilustra una configuración esquemática de un sistema óptico del sistema de endoscopio de la FIG. 1;
La FIG. 4 es una vista delantera en perspectiva que ilustra una configuración esquemática de otro sistema de endoscopio de la técnica anterior;
La FIG. 5 es una vista en perspectiva, en corte parcial, que ilustra una configuración esquemática de un extremo distal de un endoscopio del sistema de endoscopio de la FIG. 4;
La FIG. 6 es una vista en perspectiva de un endoscopio de acuerdo con una forma de realización de la presente descripción;
La FIG. 7 es una vista delantera en perspectiva que ilustra una configuración esquemática de un sistema de endoscopio de acuerdo con una forma de realización de la presente descripción;
La FIG. 8 es una ilustración esquemática de una cámara del endoscopio de la FIG. 6;
La FIG. 9 es una vista de extremo que ilustra una configuración esquemática de un extremo distal de un endoscopio de acuerdo con una forma de realización de la presente descripción;
La FIG. 10 es una vista lateral en sección transversal de una porción distal del endoscopio de la FIG. 6;
La FIG. 11 es una vista lateral en perspectiva, con partes separadas, de la porción distal del endoscopio de la FIG. 10;
La FIG. 12 es un diagrama de bloques de los componentes del sistema del sistema de endoscopio de la FIG. 7;
La FIG. 13 es un diagrama de bloques de un procesador integrado de la FIG. 12; y
La FIG. 14 es una vista en perspectiva superior de un mango del endoscopio de la FIG. 6.
Descripción detallada de formas de realización
Las formas de realización del endoscopio y el sistema de endoscopio descritos en la presente memoria se describen en detalle con referencia a los dibujos, en los que los números de referencia similares designan elementos idénticos o correspondientes en cada una de las diversas vistas. De acuerdo con lo utilizado en la presente memoria, el término “distal” se refiere a esa porción de una estructura que está más lejos de un usuario, mientras que el término “proximal” se refiere a esa porción de una estructura que está más cerca del usuario. De acuerdo con lo utilizado en la presente memoria, el término “sujeto” se refiere a un paciente humano u otro animal. El término “clínico” se refiere a un médico, enfermera u otro proveedor de atención y puede incluir personal de apoyo. El término “aproximadamente” se debe entender como una palabra de aproximación que tiene en cuenta una variación relativamente pequeña o nula en un término modificado (p. ej., que difiere en menos del 2%).
Con referencia inicialmente a las FIGS. 1-3, un sistema de endoscopio 1 de la técnica anterior incluye un endoscopio 10, una fuente de luz 20, un sistema de vídeo 30 y un dispositivo de visualización 40. La fuente de luz 20, tal como una fuente de luz LED/Xenón, está conectada al endoscopio 10 a través de una guía de fibra 22 que está acoplada de manera operativa a la fuente de luz 20 y a un endoacoplador 16 dispuesto o adyacente a un mango 18 del endoscopio 10. La guía de fibra 22 incluye, por ejemplo, un cable de fibra óptica que se extiende a través del cuerpo alargado 12 del endoscopio 10 y termina en un extremo distal 14 del endoscopio 10. En consecuencia, la luz se transmite desde la fuente de luz 20, a través de la guía de fibra 22, y se emite desde el extremo distal 14 del endoscopio 10 hacia una característica interna dirigida, tal como un tejido o un órgano, del cuerpo de un paciente. Como la vía de transmisión de luz en una configuración de este tipo es larga, por ejemplo, la guía de fibra 22 puede tener de aproximadamente 1 a aproximadamente 1,5 m de longitud, solo aproximadamente el 15% (o menos) del flujo de luz emitido desde la fuente de luz 20 es emitido desde el extremo distal 14 del endoscopio 10.
El sistema de vídeo 30 está conectado de manera operativa a un sensor de imagen 32 montado o dispuesto dentro del mango 18 del endoscopio 10 a través de un cable de datos 34. Una lente objetivo 36 está dispuesta en el extremo distal 14 del cuerpo alargado 12 del endoscopio 10 y una serie de lentes de relé espaciadas 38, tales como lentes de varilla, están posicionados a lo largo del cuerpo alargado 12 entre la lente objetivo 36 y el sensor de imagen 32. Las imágenes capturadas por la lente objetivo 36 se envían a través del cuerpo alargado 12 del endoscopio 10 a través de las lentes de relé 38 al sensor de imagen 32, que luego se comunican al sistema de vídeo 30 para su procesamiento y salida al dispositivo de visualización 40 a través del cable 39.
Dado que el sensor de imagen 32 se encuentra dentro o montado en el mango 18 del endoscopio 10, que puede estar a aproximadamente 30 cm del extremo distal 14 del endoscopio 10, hay pérdida de información de la imagen en la ruta de recuperación de imágenes dado que es difícil obtener una imagen de alta calidad en cada punto a lo largo de toda la distancia de trabajo de las lentes de relé 38. Además, debido a la pérdida de luz en las lentes de relé 38, la lente objetivo 36 no puede incluir una abertura pequeña. Por lo tanto, la profundidad de campo es limitada y, por lo general, se utiliza un módulo de enfoque (no mostrado) en el endoacoplador 16 para colocar la lente objetivo 36 en un punto focal deseado, que un médico debe ajustar al mover el endoscopio 10 durante un procedimiento quirúrgico. Además, la rotación de la guía de fibra 22 también rotará las lentes de relé 38, lo que cambia el ángulo de visión durante el uso, y la guía de fibra 22 también tiende a caer debido a la fuerza de la gravedad. Por consiguiente, un médico clínico necesita ajustar y/o sostener la guía de fibra 22 durante el uso para mantener la vista estable, lo cual es inconveniente durante la operación.
De acuerdo con lo mostrado en las FIGS. 4 y 5, otro sistema de endoscopio 1' de la técnica anterior, que es sustancialmente similar al sistema de endoscopio 1 y, por lo tanto, solo se describirá con respecto a las diferencias entre ellos, incluye el sensor de imagen 32 en una porción distal 13 del cuerpo alargado 12 del cuerpo endoscopio 10' de manera tal que la ruta de recuperación de imágenes entre la lente objetivo 36 y el sensor de imagen 32 sea más corta que la del sistema de endoscopio 1. El sistema de endoscopio 1' adopta la misma ruta de transmisión de luz que la del sistema de endoscopio 1 (es decir, desde la fuente de luz 20 y a través de la guía de fibra 22), y por lo tanto el consumo de luz en la transmisión sigue siendo grande. Sin embargo, la guía de fibra 22 puede estar integrada con el cable de datos 34, lo que hace que el endoscopio 10' sea más fácil de operar dado que un médico clínico no necesita ajustar la guía de fibra 22 durante el uso.
Con referencia ahora a las FIGS. 6 y 7, un sistema de endoscopio 100 de la presente descripción incluye un endoscopio 110, una pantalla 120 y un cable 130 que conecta el endoscopio 110 y la pantalla 120. Una cámara 140, una fuente de luz 150 y un procesador integrado 160 están contenidos dentro del endoscopio 110.
El endoscopio 110 incluye un mango 112 y un cuerpo alargado 114 que tiene una pared cilíndrica 114a que se extiende de manera distal desde el mango 112 a lo largo de un eje longitudinal “x”. El cuerpo alargado 114 incluye una porción distal 116 que termina en un extremo distal o punta 118. El mango 112 incluye una carcasa de manipulación 112a que incluye una porción de agarre 113 para la manipulación por un médico clínico y una porción de control 115 que incluye elementos de accionamiento 115a (p. ej., botones, interruptores, etc.) para el control funcional del endoscopio 110.
De acuerdo con lo mostrado en la FIG. 8, en conjunción con la FIG. 7, la cámara 140 está dispuesta dentro del cuerpo alargado 114 del endoscopio 110. La cámara 140 incluye un sensor de imagen 142 dispuesto dentro de la porción distal 116 del cuerpo alargado 112 proximal de una lente 144 que está posicionada en el extremo distal 118. El sensor de imagen 142 puede ser un dispositivo acoplado a una carga (CCD, por sus siglas en inglés), un semiconductor de óxido de metal (CMOS, por sus siglas en inglés) complementario, o un híbrido del mismo. En las formas de realización, el sensor de imagen 142 es un sensor de iluminación trasera (BSI, por sus siglas en inglés) altamente sensible. En las formas de realización, el flujo de iluminación requerido por el sensor de imagen 142 puede ser de hasta aproximadamente 20 lm.
A medida que la ruta de recuperación de imágenes se acorta por sobre la de los sistemas de endoscopio tradicionales (p. ej., la FIG. 1) y se elimina la necesidad de lentes de relé, la profundidad de campo se puede ampliar y optimizar. En consecuencia, la lente 144 puede incluir una profundidad de campo de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 110 mm con una calidad de imagen optimizada y un campo de visión de aproximadamente 100 grados. En las formas de realización, la lente 144 es una lente sin foco. En comparación con los endoscopios tradicionales, una lente sin foco se basa en la profundidad de campo para producir imágenes nítidas y, por lo tanto, elimina la necesidad de determinar la distancia de enfoque correcta y ajustar la lente en ese punto focal. En consecuencia, la abertura de la lente 144 puede ser relativamente pequeña, ocupa menos espacio en el e
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