ЛАРИНГОСКОП

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.]:
1
2
где F, F - 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;
ν - 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;
1
2
m, m - математические ожидания;
1
2
F, F - 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.