Ларингоскоп

Устройство относится к области медицины и предназначено для использования в практике оториноларингологии гортани. Задачей является создание устройства, позволяющего повысить точность, объективность, оперативность и удобство диагностики анатомического и функционального состояния гортани. Поставленная задача достигается тем, что, заявляемый ларингоскоп содержит рукоятку, соединенную со шпателем, а также источник освещения и источник питания. Отличием предлагаемого ларингоскопа является то, что дополнительно он содержит цветную телевизионную камеру, установленную на шпателе, один из выходов которой соединен с контрольным монитором, второй выход соединен через блок ввода изображения с компьютером.

Устройство относится к области медицины и предназначено для использования в практике оториноларингологии гортани.

Известно устройство для осмотра гортани и функционального состояния голосовых связок, состоящее из клинка (шпатель) и рукоятки, непосредственно соединенных под углом друг к другу, и содержащее осветительный узел, выполненный в виде лампы, гибкого световода и источника питания [RU 2030898 C 1, 1995].

Недостатками указанного устройства являются большое энергопотребление за счет использования электрической лампы и световода, а также пониженная электробезопасность и неудобство манипулирования инструментом при его использовании. Эти недостатки связаны, соответственно, во-первых, со значительным поглощением света в световоде и как следствие этого использование электрической лампы большой мощности для создания необходимой освещенности исследуемой гортани; во-вторых, источник питания и электрическая лампа находятся в одном корпусе; в третьих, клинок и ручка выполнены неразъемными.

Наиболее близким к устройству по технической сущности и достигаемому результату является ларингоскоп для осмотра гортани, выполненный разъемным, состоящий из двух разделенных диэлектрической колодкой полостей, расположенных в клинке - шпателе и рукоятке; в одной полости размещен осветитель с лампочкой и оптической системой, а в другой - блок питания [RU 93034419 А, 1993].

Недостатками известного устройства являются, во-первых, невозможность формировать базу данных патологий гортани (отсутствуют средства съема и запоминания изображений), во-вторых, невозможность быстро и точно установить диагноз заболевания, в третьих, отсутствует удобство работы (изображения гортани не отображаются на мониторах). Отмеченные недостатки не позволяют широко использовать ларингоскоп при поликлинической практике и хирургии.

Задачей является создание устройства, позволяющего повысить точность, объективность, оперативность и удобство диагностики анатомического и функционального состояния гортани.

Поставленная задача достигается тем, что, как и известный заявляемый ларингоскоп содержит рукоятку, соединенную со шпателем, а также источник освещения и источник питания

Отличием предлагаемого ларингоскопа от указанного выше известного, является, то, что дополнительно он содержит цветную телевизионную камеру, установленную на шпателе, один из выходов которой соединен с контрольным монитором, второй выход соединен через блок ввода изображения с компьютером.

Кроме того, цветная телевизионная камера установлена на шпателе с помощью держателя.

Кроме того, цветная телевизионная камера снабжена защитным блоком, выполненным, например, из прозрачной пленки для защиты объектива камеры от загрязнения.

Кроме того, источник освещения закреплен на шпателе в непосредственной близости от цветной телевизионной камеры.

Кроме того, источник освещения выполнен в виде широкодиаграммного источника холодного свечения, например, светодиода.

Кроме того, источник питания установлен в рукоятке и выполнен управляемым компьютером через интерфейс, при этом один из выходов источника питания подключен к источнику освещения, а второй - к входу цветной телевизионной камеры.

Кроме того, шпатель выполнен съемным.

В предлагаемом ларингоскопе на шпатель установлена с помощью держателя цветная телевизионная камера, считывающая цветное изображение объекта исследования (гортани), которое вводится через блок ввода изображений в компьютер, управляющий через интерфейс источником питания и широкодиаграммным источником холодного свечения, обеспечивающим равномерное освещение объекта исследования. Считываемое изображение телевизионной камеры отображается на контрольном мониторе, а цветная камера имеет защитный блок (прозрачную пленку, например, полиэтилен, целлофан, резина) для защиты объектива камеры от попадания различных загрязнений (лекарства, биологической жидкости и т.д.): с помощью компьютера формируется база данных патологий исследуемого объекта и устанавливается диагноз заболевания.

Благодаря наличию новых признаков при работе ларингоскопа обеспечивается равномерное освещение, за счет использования широкодиаграммного источника холодного свечения, исследуемой поверхности гортани, считывание цветного изображения исследуемой поверхности гортани с помощью цветной телевизионной камеры, ввод цветного изображения в компьютер, отображение вводимого изображения на контрольном мониторе и

мониторе компьютера, формирование базы данных патологий гортани и установление диагноза с помощью компьютера.

Предлагаемый ларингоскоп иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-фиг.5. На фиг.1 -изображен внешний вид ларингоскопа;

на фиг.2. показана структурная схема ларингоскопа, где двойные линии () - механические связи; одинарные линии () - электрические связи, пунктирные линии(---) - оптические связи;

на фиг.3 - приведена схема алгоритма работы ларингоскопа;

на фиг.4 - приведена фотография общего вида;

на фиг.5 - приведена фотография съемного шпателя и рукоятки ларингоскопа.

На фиг.1 приведен внешний вид предлагаемого ларингоскопа, который содержит соединенные между собой съемный шпатель 1 и рукоятку 2, на шпателе при помощи держателя 3 установлена цветная телевизионная камера (с объективом) 4 и широкодиаграммный источник холодного свечения 5. При помощи держателя 3, охватывающего телевизионную камеру 4, она фиксируется на шпателе в жестком состоянии с помощью винта 12 (входит в состав держателя 3). Вместе с телевизионной камерой 4 на шпателе 1 закреплен широко диаграммный источник холодного свечения 5 (вид А, фиг.1).

На фиг.1 стрелками показаны перемещения и вращения цветной телевизионной камеры 4 в держателе 3.

На фиг.2 приведена структурная схема ларингоскопа, который содержит соединенные между собой съемный шпатель 1 и рукоятку 2, на шпателе при помощи держателя 3 установлена цветная телевизионная камера (с объективом) 4 и широкодиаграммный источник холодного свечения 5, источник питания 6, установленный в рукоятке 2, выходы которого соединены электрически с цветной телевизионной камерой 4 и широкодиаграммным источником холодного свечения 5, контрольный монитор 7 соединен с цветной телевизионной камерой 4, которая в свою очередь соединена через блок ввода изображения 8 с компьютером 9, с которого через интерфейс 10 подаются управляющие сигналы на источник питания 6. Камера снабжена защитным блоком 11.

Используется цветная телевизионная камера модели KPC-S230C (формат сигнала PAL/ NTSC; светочувствительная матрица SONY 1/3 SUPER HAD CCD; разрешение 380 TV линий).

Используется светодиод модели ТХС-3,6/0,04(питание 3,6 В, 40 мА).

Блок ввода изображения может представлять плату видеозахвата модели SIVINEYA ЕХР2 (25 кадр/сек; разрешение 640х480 пиксел; полноцветная-16 млн.цветов).

Алгоритм работы ларингоскопа приведен на фиг.3. (Здесь цифрами 13-27 обозначены операции алгоритма). Устройство работает следующим образом. Работа начинается с включения компьютера 9 и управляемого источника питания 6 путем соединения шпателя 1 с рукояткой 2 ларингоскопа (выполнения операций 14 и 16). Управляет работой управляемого источника питания 6 компьютер 9 через интерфейс 10 (операция 15). После этого включаются широкодиаграммный источник холодного свечения 5 и цветная телевизионная камера 4 (операции 17 и 18). Использование источника холодного свечения 5 обеспечивает безопасность работы ларингоскопа в гортани пациента. В качестве источника холодного свечения 4 может применяться светодиод, реализованный в широкодиаграммном исполнении, что позволяет создавать равномерный рассеивающий свет по исследуемой поверхности гортани. Выбор параметров (четкость и яркость изображения) цветной телевизионной камеры 4 производится согласно инструкции к ней с помощью компьютера 9 через блок ввода изображения 8 (операция 19).

После включения цветной телевизионной камеры 4 и широкодиаграммного источника холодного свечения 5 оценивается готовность ларингоскопа для использования (операция 20 алгоритма работы ларингоскопа) путем проверки появившихся качественных четких изображений на контрольном мониторе 7 и мониторе компьютера 9. Если качественные изображения не появились на вышеуказанных мониторах, то повторяется операция 19 алгоритма работы ларингоскопа. При наличии качественных (четких) изображений на вышеуказанных мониторах шпатель 1 вводится в гортань (операция 21) и снова оценивается качественность изображения на контрольном мониторе 7 и мониторе компьютера 9 (операция 23). Если изображение на вышеуказанных мониторах не качественное, то производятся необходимые перемещения ларингоскопа в гортани (операция 22). При появлении удовлетворительного изображения на вышеуказанных мониторах производится ввод телевизионного изображения в компьютере 9 с помощью блока ввода изображения 10 (операция 24) и запоминание изображений патологий гортани в базе данных компьютера 9 (операция 25). Затем осуществляется анализ изображений и постановка диагноза предлагаемым устройством (операция 26), алгоритм работы которого в общем виде описывается следующим известным выражением [Полифункциональные неорганические материалы на основе природных искусственных соединений /В.И.Верещагин, В.В.Козик, В.И.Сырямкин и др. Томск: Изд-вотом. Ун-та,2002.-359 с.]:

где F₁, F₂ - функции, описывающие текущие изображения (ТИ) и эталонные изображения (ЭИ), соответственно; ТИ - соответствуют считываемым изображениям с помощью телевизионной камеры 4, а ЭИ - хранятся в базе данных компьютера 9;

- оценка искомых параметров патологии участка поверхности гортани (геометрические характеристики (периметр, площадь, ширина, длина); цвет, координаты и ориентации участков поверхности). Оценка сравнения цифровых изображений определяется на основе модифицированного корреляционного алгоритма.

где

j - номер строки;

i - номер пикселя в строке;

m₁, m ₂ - математические ожидания;

F₁ , F₂ - значения яркости пикселов;

n - размер фрагмента.

На этом работа устройства заканчивается (операция 27).

По сравнению с известным, предлагаемое устройство обеспечивает удобство работы, так как цветные изображения поверхности гортани отображаются на контрольном мониторе и мониторе компьютера. Врач может исследовать поверхность гортани, наблюдая за изображением на вышеуказанных мониторах.

Кроме этого, предлагаемое устройство по сравнению с известным, имеет более высокие точностные характеристики и быстродействие (оперативность) постановки диагноза, за счет использования автоматических методов анализа изображений патологий гортани и статистических алгоритмов анализа изображений.

1. Ларингоскоп, содержащий рукоятку, соединенную со шпателем, а также источник освещения и источник питания, отличающийся тем, что дополнительно он содержит цветную телевизионную камеру, установленную на шпателе, один из выходов которой соединен с контрольным монитором, второй выход соединен через блок ввода изображения с компьютером.

2. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что цветная телевизионная камера установлена на шпателе с помощью держателя.

3. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что цветная телевизионная камера снабжена защитным блоком, выполненным, например, из прозрачной пленки для защиты объектива камеры от загрязнения.

4. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что источник освещения закреплен на шпателе в непосредственной близости от цветной телевизионной камеры.

5. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что источник освещения выполнен в виде широкодиаграммного источника холодного свечения, например светодиода.

6. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что источник питания установлен в рукоятке и выполнен управляемым компьютером через интерфейс, при этом один из выходов источника питания подключен к источнику освещения, а второй - к входу цветной телевизионной камеры.

7. Ларингоскоп по п.1, отличающийся тем, что шпатель выполнен съемным.