УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ И ГИНЕКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО

Устройство относится к области медицины и предназначено для использования в гинекологической практике.
Известно двустворчатое гинекологическое зеркало [1], содержащее верхнюю и нижнюю створки, стойку и разводной механизм. Для упрощения конструкции верхняя створка и стойка выполнены как одно целое.
Конструкция устройства не позволяет использовать дополнительные диагностические средства, например подсвечивающие устройства и устройства получения изображения.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является зеркало Куско для гинекологического обследования содержащее, расширитель, состоящий из двух створок на проксимальном конце которых выполнены разъемные сферические опоры, охватывающие друг друга, к которым прикреплен разводной механизм [2].
Недостатками известного устройства являются, во-первых, субъективность получаемой информации о поверхности исследуемого внутреннего органа, о патологии исследуемого внутреннего органа, во-вторых, невозможность оперативно и точно провести обследование и поставить диагноз заболевания (отсутствует база данных патологии), в третьих, неудобство работы из-за отсутствия возможности отображать на мониторе исследуемый орган. Отмеченные недостатки не позволяют широко использовать известное устройство при поликлинической практике и хирургии.
Задачей является разработка устройства, позволяющего повысить оперативность, точность, объективность и удобство диагностики анатомического и функционального состояния внутренних органов при гинекологическом обследовании.
Поставленная задача достигается тем, что, как и известное, предлагаемое устройство для медицинской диагностики, содержит гинекологическое зеркало, состоящее, по меньшей мере, из двух створок с разводным механизмом
Новым является то, что устройство содержит съемный корпус, образующий общий канал с гинекологическим зеркалом, в котором размещены цветная телевизионная камера и источник освещения, а также содержит источник питания, контрольный монитор, компьютер, блок управления, причем один из выходов цветной
телевизионной камеры соединен с контрольным монитором, а другой выход через блок ввода изображений соединен с компьютером.
Кроме того, оно дополнительно содержит поворотный механизм для перемещения камеры в канале гинекологического зеркала и разворота ее в требуемое положение и закрепленный в съемном корпусе гинекологического зеркала.
Кроме того, источник питания выполнен управляемым компьютером через интерфейс.
Кроме того, цветная телевизионная камера снабжена защитным экраном, выполненным, например, из прозрачной пленки для защиты объектива камеры от загрязнения.
Кроме того, в качестве источника освещения использован широкодиаграммный источник холодного свечения, обеспечивающий равномерное освещение исследуемой поверхности.
Кроме того, источник освещения расположен в непосредственной близости с объективом камеры.
Кроме того, съемный корпус имеет блок крепления к гинекологическому зеркалу.
Поставленная задача достигается также тем, что гинекологическое зеркало, состоящее, по меньшей мере, из двух створок, на проксимальном конце которых выполнены разъемные сферические опоры, охватывающие друг друга, и на которых закреплен разводной механизм
Новым является то, что гинекологическое зеркало дополнительно содержит съемный корпус, образующий общий канал с гинекологическим зеркалом, в котором размещены цветная телевизионная камера и источник освещения, а также блок крепления съемного корпуса к сферическим опорам гинекологического зеркала.
Кроме того, гинекологическое зеркало дополнительно содержит поворотный механизм для перемещения камеры в канале гинекологического зеркала и разворота ее в требуемое положение и закрепленный в съемном корпусе гинекологического зеркала.
Кроме того, блок крепления состоит из фиксатора, двух пластин и пружины.
Кроме того, цветная телевизионная камера жестко зафиксирована в корпусе при помощи шариковых опор и колец.
Кроме того, поворотный механизм цветной телевизионной камеры содержит электропривод, приводящий в движение эксцентрики, соединенные с пружинами, определяющими положение цветной телевизионной камеры в канале расширителя.
Кроме того, цветная телевизионная камера снабжена защитным экраном, выполненным, например, из прозрачной пленки для защиты объектива камеры от загрязнения.
Кроме того, в качестве источника освещения использован широкодиаграммный источник холодного свечения, обеспечивающий равномерное освещение исследуемой поверхности.
Кроме того, источник холодного свечения расположен в непосредственной близости с объективом камеры.
Благодаря наличию новых признаков при работе предлагаемого устройства обеспечивается равномерное освещение с помощью источника освещения исследуемой поверхности внутреннего органа и считывание цветного изображения исследуемой поверхности с помощью цветной телевизионной камеры, возможно изменение положения цветной телевизионной камеры относительно продольной оси устройства с помощью поворотного механизма, т.е. изменяются углы между продольной осью расширителя и продольной осью цветной телевизионной камеры. Устройство реализует ввод цветного изображения в компьютер, отображение вводимого изображения на контрольном мониторе и мониторе компьютера, формирует базу данных патологии исследуемой поверхности внутреннего органа и устанавливает диагноз с помощью компьютера.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1- фиг.5.
На фиг.1 - представлен общий вид предлагаемого гинекологического зеркала. На фиг.2 - показан фиксатор. На фиг.3 - представлен поворотный механизм На фиг.4 - представлена структурная схема устройства. На фиг.5 - представлена фотография общего вида предлагаемого устройства.
На фиг.1 представлено гинекологическое зеркало со створками 1, с разъемными сферическими опорами 2, разводным механизмом 3 и показана цветная телевизионная камера 4 и источник освещения 5, камера и источник освещения размещены в корпусе 6 (показан на фиг.2,3), который с помощью блока крепления 7 соединен со сферической опорой 2 гинекологического зеркала 1; устройство также содержит навеску 8 для размещения источника освещения в непосредственной близости от объектива камеры 4.
На фиг.2 показано конструктивное исполнение блока крепления 7, обеспечивающего крепление корпуса 6 к сферической опоре 2 гинекологического зеркала 1 посредством фиксатора 9, пластины 10,11 и пружины 12.
1
2
На фиг.3 показан поворотный механизм 13, установленный в корпусе 6. Цветная телевизионная камера 4 может разворачиваться, в случае необходимости, относительно анализируемой поверхности объекта исследования. На фиг.3 такие развороты (перемещения) показаны стрелками. Углы между продольной осью устройства и продольной осью цветной телевизионной камеры 4 регулируются электроприводом 14, приводящим в движение эксцентрики 15, 16, которые, вращаясь, прижимают пружины 17. Эксцентрики содержат выступ, смещенный на 1 = 1мм, относительно его центральной оси. Таким образом, меняются углы *,* установки цветной телевизионной камеры 4 в вертикальной и горизонтальной плоскостях (и, соответственно, объектива). Опоры шариковые 18 и кольца 19 жестко фиксируют камеру 4 в корпусе 6.
На фиг.4 дана структурная схема предлагаемого устройства, на которой:
двойные линии (⇒) - механические связи;
одинарные линии () - электрические связи;
пунктирные линии ()- оптические связи.
Один из выходов цветной телевизионной камеры 4 соединен с контрольным монитором 20, а другой выход через блок ввода изображения 21 соединен с компьютером 22, с которого через интерфейс 23 передается управляющий сигнал блока управления 24 через источник питания 25 на источник освещения 5 и цветную телевизионную камеру 4, а также через блок управления 24 на поворотный механизм 13, приводимый в движение электроприводом 14 (показан на фиг.3), и осуществляющий изменение положения цветной телевизионной камеры относительно продольной оси устройства.
В качестве источника освещения может применяться широкодиаграммный источник холодного свечения, например, светодиод (модель ТХС - 3,6/0,04).
Используется цветная телевизионная камера (модель КРС - S230C: формат сигнала PAL/NTSC; светочувствительная матрица SJNY 1/3" SUPER YAD CCD;
разрещение 380 TV линий).
Блок ввода изображений представляет собой плату видеозахвата, модель SIVINEYF EXP2: полноцветная - 16 млн. цветов.
Для точной установки цветной телевизионной камеры 4 над требуемой поверхностью объекта исследования предусмотрены корректировка установки
продольной оси камеры 4 в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Указанная корректировка осуществляется поворотным механизмом 13, управляемым по командам от компьютера 22 через интерфейс 23 и блок управления 24, который по обратной связи через блок управления 24 и интерфейс 23 снабжает компьютер 22 об указанном угловом положении цветной телевизионной камеры 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. По сигналам от компьютера 22 через интерфейс 23 включаются блок управления 24, блок ввода изображений 21 и управляемый источник питания 25, по сигналу от которого включаются широкодиаграммный источник холодного свечения 5 и цветная телевизионная камера 4. После операции включения готовность к работе характеризуется свечением широкодиаграммного источника холодного свечения 5 и появившимся качественным (четким) изображении на контрольном мониторе 20 и мониторе компьютера 22. Для исключения попадания посторонних примесей на объектив и корпус цветной телевизионной камеры 4, а также источник освещения 5, на нее надевается защитный экран 26, выполненный в виде прозрачной пленки (полиэтилен, целлофан, резина), которая снимается и утилизируется после завершения работы. Указанное применение защитного экрана 26 позволяет не дезинфицировать цветную телевизионную камеру 4 (вместе с объективом и источником освещения) и блоком крепления 7, путем кипячения или применения других агрессивных химических сред.
Цветные телевизионные изображения поверхности объекта исследования записываются в память (базу данных) компьютера 22. Эти изображения называются текущими изображениями (ТИ) и характеризуют патологию (изменения) исследуемой поверхности внутреннего органа человека. Таким образом, формируется база данных патологий поверхности внутренних органов человека. ТИ сравниваются с эталонным изображением (ЭИ), характеризующим исследуемую поверхность внутреннего органа человека без патологии и оцениваются требуемые параметры диагностики.
Положение и цвет зоны исследуемой поверхности оценивается по анализу положения и сочетания слагаемых взаимно-корреляционных функций (ВКФ). При распознавании цвета определяется цвет зоны, «окрашенного» в какой-либо тон, на основе следующего решаемого правила [3]:
к
з
с
п
ж
г
б
r
g
b
Ц=1, при Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=0 или j=1, j=j=0;
з
к
с
п
ж
г
б
g
r
b
Ц=1, при Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=0 или j=1, j=j=0;
с
к
з
п
ж
г
б
b
r
g
Ц=1, при Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=Ц=0 или j=1, j=j=0;
п
к
с
з
ж
г
б
r
b
g
Ц=1, при Ц=Ц=1, Ц=Ц=Ц=Ц=0 или j=j=1, j=0;
ж
к
з
с
п
г
б
R
G
B
Ц=1, при Ц=Ц=1,Ц=Ц=Ц=Ц=0 или J=J=J=0;
г
с
з
к
п
ж
б
g
b
r
Ц=1, при Ц=Ц=1, Ц=Ц=Ц=Ц=0 или j=j=1, j=0;
б
к
з
с
п
ж
г
r
g
b
Ц=1, при Ц=Ц=Ц=1, Ц=Ц=Ц=0 или j=j=j=1,
к
з
с
п
ж
г
б
где Ц, Ц, Ц, Ц, Ц, Ц, Ц - соответственно уровни красного, зеленого, синего, пурпурного, желтого, голубого, белого цветов,
R
G
B
J, J, J - соответственно ВКФ, характеризующие красный, зеленый и синий цвета.
R
G
B
Таким образом, по сочетанию ВКФ J, J, J можно определить любой цвет зоны исследуемой поверхности.
Слагаемые ВКФ описываются следующими выражениями [4]:
1
1
1
где  - функция, описывающая цветное ТИ (в системе координат x, o, y);
функции, описывающие ЭИ (в системах координат  пропускающие соответственно красную R, зеленную G и синюю В компоненту цвета;
К - коэффициент пропорциональности.
Геометрические характеристики зон исследуемой поверхности определяются следующими известными выражениями [4].
С
C
X, У - координаты центра «тяжести» структурного элемента зоны изображения;
КХ
КГ
ΔМ, ΔМ - элементарные моменты по направлению соответствующих осей;
k
N - число точек (пиксел) в контуре;
i - номер контура;
СЭ
S - площадь структурного элемента зоны изображения, ограниченного контуром;
Кф - коэффициент формы;
Р - периметр контура.
СЭ
Площадь S и параметр Р структурного элемента определяется при обходе контура зоны. После получения необходимой информации происходит сопоставление текущей и эталонной информации (изображений).
Таким образом, устанавливается диагноз заболевания.
На этом один цикл работы устройства заканчивается.
По сравнению с известным, предлагаемое устройство обладает более высокими оперативностью и точностью постановки диагноза, удобством работы. Действительно, поскольку в базе данных устройства хранятся эталонные телевизионные изображения поверхности объекта исследования (т.е.ЭЙ) и они автоматически сравниваются с считываемыми изображениями (т.е.ТИ), отображающими патологию внутреннего органа, устанавливается диагноз заболевания. Это происходит быстро и точно с помощью компьютера. Кроме этого, необходимая информация - изображения ТИ и ЭЙ, результаты диагностики отображается на контрольном мониторе и мониторе компьютера, что свидетельствует об удобстве работы с предлагаемым устройством.
Источники информации:
1. Заявка на патент РФ №99122448. Двустворчатое гинекологическое зеркало. 08.10.2001.
2. Зеркало Куско. Техническое описание. Миасс: ЗАО «Научно-производственное предприятие «МЕДИКОН», 2003. -3 с. http: www. mjass.chel.su/~medicon.
3. Никитина Ю.А., Сырямкин В.И., Титов B.C. Особенности обработки цветных изображений в телевизионных системах технического зрения. - Томск, 1991. - 36 с. -Деп.ВИНИТИ 05.08.91, №3335 - В91.
4. Сырямкин В.И. и др. Системы технического зрения: Справочник. Томск: МГП «РАСКО»,1992.,367с.