Патент на изобретение №2359605

(54) УСТРОЙСТВО ЭНДОСКОПИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

(57) Реферат:

Предлагаемое изобретение относится к медицине. Устройство состоит из эндоскопа, включающего окуляр и объектив. На окуляре эндоскопа закреплении светоделитель, телекамера и источник света с оптической системой, обеспечивающей на выходе объектива эндоскопа формирование соосного оптической оси эндоскопа светового пучка с минимальной угловой расходимостью и плоским волновым фронтом. При этом светоделитель, телекамера, источник света с оптической системой образуют измерительную головку, соединенную с компьютером. Применение данного устройства позволяет уменьшить время и погрешность эндоскопических измерений линейных размеров. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области приборов и инструментов для эндоскопического медицинского обследования внутренних полостей или трубовидных органов тела и может быть использовано в качестве измерительного устройства для исследования и анализа формы и размеров исследуемых объектов.

(2) уровень техники

Известно устройство измерения линейных размеров при эндоскопическом обследовании (патент США #5820547), состоящее из эндоскопа и наконечника с фиксатором, в котором на заданном расстоянии от объектива эндоскопа закреплена измерительная шкала.

Измерение линейных размеров с помощью аналога состоит в том, что объектив эндоскопа устанавливают на фиксированном расстоянии от исследуемого объекта, а линейные размеры объекта определяют путем сравнения видимых размеров изображения объекта с изображением шкалы.

Недостаток аналога состоит в большом времени и большой погрешности измерения.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является устройство, описанное в (патент США #6033359 Endoscopic length-measuring tool) и состоящее из эндоскопа, закрепленной на его окуляре телекамеры, волоконного осветителя и измерительной шкалы, выполненной с возможностью продольного перемещения через инструментальный канал эндоскопа.

Для измерения линейных размеров представленным в патенте США #6033359 прибором на исследуемый объект помешают шкалу с рисками известного размера, а линейные размеры объекта определяют путем сравнения видимых размеров изображения объекта с изображением приложенной к объекту шкалы.

Недостаток прототипа состоит в большом времени и большой погрешности измерения.

Недостатки обусловлены тем, что процедура измерения линейных размеров с помощью прототипа требует большого количества подготовительных мануальных манипуляций, что сопряжено с значительными затратами времени. Кроме того, при измерении с помощью прототипа размеров объемных объектов и объектов, расположенных не по оси эндоскопа, имеют место практически не поддающиеся учету ошибки измерения, обусловленные одновременным влиянием квадратичной зависимости продольного увеличения и аберраций оптической системы эндоскопа.

Цель изобретения

Целью изобретения является уменьшение времени и погрешности эндоскопических измерений линейных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве эндоскопического измерения линейных размеров, состоящем из эндоскопа, включающего окуляр и объектив, а также закрепленных на окуляре эндоскопа светоделителя и телекамеры, на окуляре эндоскопа дополнительно закреплен источник света с оптической системой, обеспечивающей на выходе объектива эндоскопа формирование соосного оптической оси эндоскопа светового пучка с минимальной угловой расходимостью и плоским волновым фронтом.

Новизна заявленных признаков состоит в размещении непосредственно на окуляре эндоскопа дополнительного источника света с оптической системой, обеспечивающей на выходе объектива эндоскопа формирование светового пучка с минимальной угловой расходимостью и плоским волновым фронтом.

Положительный эффект достигается за счет того, что размеры сечения светового пучка за объективом эндоскопа постоянны и практически не зависят от расстояния. Это позволяет полностью автоматизировать процесс измерений, сделать его точность нечувствительной к форме и местоположению измеряемого объекта, сократить время одиночного измерения до сравнимого с длительностью кадров телевизионной камеры.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлена структурная схема примера конкретной реализации предлагаемого устройства.

На Фиг.2а представлено изображение, вводимое в компьютер в момент калибровки, на Фиг.2б – изображение, отображаемое на экране монитора компьютера.

(5) Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример конкретной реализации предлагаемого устройства представлен на Фиг.1, где: 1 – эндоскоп, 2 – измерительная головка, включающая малогабаритную телевизионную камеру – 3, 4 – источник света с оптической системой формирования светового пучка минимальной расходимости (4а), светоделитель – 5, поляризатор – 6, скрещенный с поляризатором (6) анализатор – 7. Телевизионный сигнал с выхода телекамеры (3) поступает в компьютер – 8 и после программной обработки отображается на мониторе – 9. Кроме того, компьютер (8) управляет безынерционным основным осветителем эндоскопа – 10.

Для измерения линейных размеров объекта измеряемый объект помещают в центр поля зрения эндоскопа, с помощью курсора отмечают на измеряемом объекте измеряемый отрезок (Фиг.2б), после чего вводят в компьютер (8) команду на измерение. По команде измерения компьютер выключает основной осветитель эндоскопа (10) и включает источник света измерительной головки (4). В результате этого на измеряемый объект проектируется световое пятно (Фиг.2а) от источника (4), линейные размеры которого практически не зависят от расстояния между измеряемым объектом и объективом эндоскопа. Изображение светового пятна от источника (4) на измеряемом объекте регистрируется телекамерой (3) и вводится в компьютер (8). Программным путем размер изображения светового пятна измеряется и сравнивается с размеряемым отрезком. Поскольку размер светового пятна всегда постоянен и известен, то отношение размера отмеченного курсором отрезка к измеренному размеру светового пятна не зависит от расстояния от объекта измерения до объектива эндоскопа и оптических искажений эндоскопа и однозначно определяет абсолютное значение измеряемой величины.

Формула изобретения

Устройство эндоскопического измерения линейных размеров, состоящее из эндоскопа, включающего окуляр и объектив, а также закрепленных на окуляре эндоскопа светоделителе и телекамеры, отличающееся тем, что на окуляре эндоскопа дополнительно закреплен источник света с оптической системой, обеспечивающей на выходе объектива эндоскопа формирование соосного оптической оси эндоскопа светового пучка с минимальной угловой расходимостью и плоским волновым фронтом, при этом светоделитель, телекамера, источник света с оптической системой образуют измерительную головку, соединенную с компьютером.

РИСУНКИ