[0001] 上述
专利申请案在此以引用的方式全文并入本文中。
[0002] 背景
技术领域
[0003] 本
发明通常涉及用于分别使用内窥镜或管道镜在
微创手术（MIS）程序、一般或诊断医学或工业程序中
可视化内窥镜场及管道镜场的设备。更特别的是，本发明的实施方式涉及在内窥镜程序中将可携式及完全一次性的内窥镜接入装置用作完全一次性的可插式及可移除式视觉系统，所述系统具有固态照明、图像捕捉的构件，装备有接入通道及用于将药物或
润滑剂抽吸及输送至内窥镜场的构件。装置将从外部插入内窥镜视频显示器的控制单元中，其中控制单元通过通用
串行总线布线向医疗装置提供电
力，并控制及显示可视数据，所述
通用串行总线布线可与一次性医疗接入装置一起被处理。
背景技术
[0004] 内窥镜用于诊断程序及手术程序两者中。目前，与开放性手术程序相反，MIS程序在几乎所有医院中常规进行。微创技术通过消除对做大切口的需要来最小化对病患的创伤。此技术降低感染
风险并减少了病患住院时间。MIS中的内窥镜程序使用不同类型的内窥镜作为成像构件，从而给予外科医生手术部位的体内视图。专用内窥镜根据专用内窥镜想要查看的部位而命名。实例包括：膀胱镜（膀胱）、肾镜（肾脏）、气管镜（细支气管）、
喉镜（喉+喉头）、
耳镜（耳朵）、关节内窥镜（关节）、
腹腔镜（腹腔）、胃肠道内窥镜及用作腹腔镜或用于内窥镜
心脏手术的专用
立体内窥镜。
[0005] 内窥镜可通过微小手术切口插入以观察关节或胸腔或腹腔中的器官。更多时候，将内窥镜插入人体自然孔（例如，鼻、嘴、肛
门、膀胱或
阴道）中。喉镜用于气管内
插管、对处于麻醉及处于紧急状况的所有病患执行普遍的程序，其中将柔性塑料
导管或气管内导管（ET管）放置在气管中以保护
呼吸道并提供
机械通气的手段。存在三个基本类型的内窥镜：刚性、半刚性及柔性。刚性内窥镜根据程序要求以各种直径及长度出现。典型的内窥镜程序需要大量装备。与
内窥镜手术的可视部分结合使用的主要装备是内窥镜主体、光纤照明束、照明
光源、光源
控制器、成像摄像头、摄像头控
制模块及视频显示单元。
[0006] 图1图示具有含有供电
电池的
手柄104及弯曲Macintosh类型刀片102的直接喉镜100，所述刀片102装备有用于手动直接可视化喉头的光纤或灯照明106。在医师获得对声带及气管开口的手动可视化以执行插管的情况下，麻醉师对麻醉下的病患使用直接喉镜进行常规呼吸道处理程序。然而，在疑似或遇到问题呼吸道的情况下，使用更先进及更昂贵的视频插管产品。
[0007] 由于视频喉镜及插管装置的不便携性及昂贵性质，多数紧急插管还以由于情况的紧急性、呼吸道的不可预测性及执行程序的非麻醉师人员缺少练习而导致的低成功率用直接喉镜执行。
[0008] 在过程中醒来的病患给急救人员带来更多挑战，其中无意识的条件反射及肌肉痉挛将使至气管开口的插管非常困难。对嘴、喉咙及声带中的软组织的切口及组织损伤可能性随着多次尝试及尤其在紧急情况下的被迫尝试而增加。
[0009] 视频插管装置的购置成本也阻止大多数医院具有充足的装备准备用于所有
手术室、急诊室及救护车。在紧急情况下，有时由于病患的
位置、可能涉及其他损伤（例如颈椎损伤）的情况（在所述位置和情况下，不能移动病患）而不可能进行手动可视化。
[0010] 当前可用的视频插管装置也仅仅是部分一次性的，其中一次性盖或护套用以保护可视化系统的可重复使用部分。安装于视频插管装置上的各种昂贵的可视化装置、捕捉
电子装置、可充电供电构件及小LCD显示器需要在使用后分开并清洁。在所述装置中不适当的清洁过程可能导致交叉污染及病患的感染风险。
[0011] 可携式视频插管装置以及直接喉镜由装置内的可携式电池供电，其中电池更换及再充电是正确操作所必需的。
[0012] 其他完全一次性插管装置具有手动可视化或仅允许小显示器安装于插管装置本身上，其中不可能共享对插管过程的观看。此外，大多数视频插管装置使用模拟视频捕捉装置，其中在没有数据的单独及二次
模数转换的情况下，无法进行视频数据的储存及转移。当前视频插管装置是具有有限处理、转移、共享及储存能力的封闭式系统。
发明内容
[0013] 本发明的有关于可移除、可插入及完全一次性的照明及视觉系统的实施方式克服了所述及其他限制，所述照明及视觉系统可耦接到一次性可移除主体（接入装置）的主体的远端或容纳于所述主体内，且随后附接到用于微创手术程序及其他诊断程序中的各种其他医疗装置，包括用作单次使用的一次性单元的各种功能性装置（例如，插管程序中的ET管、活检工具），或可
热压医疗仪器。根据本发明的一些实施方式的一次性照明及视觉系统包括一或多个固态光源、照明光学器件（例如
波导）且视情况包括共同被称为光电（OE）照明及视觉模块的单独的成像光学器件及图像捕捉装置。可移除及可插入的OE照明及视觉模块可另外包括用于处理及转移图像的附随电子装置。此外，完整的OE视觉模块及电子装置可容纳于刚性的、柔性、部分柔性或可扩展的一次性主体中，其中包括连接
电缆的完整装置可在使用后处理。本发明的实施方式还涉及一次性内窥镜或其他一次性医疗装置内或一次性容器（接入装置）内的主体内的此种可移除及可插入的视觉系统的布局及功能，其中可移除及可插入的OE照明及视觉模块容纳及插入到单独的非一次性控制单元上。容纳于一次性接入装置主体的视觉系统也可将用于空气及液体路由构件的气密洁净通道及/或柔性塑料管道以及在程序期间对装置的远尖端转移气体、执行抽吸、输送药物、润滑剂或组织
诊断剂的构件也并入一次性装置的主体内，以使得能够通过接入通道插入及引导气管内插管或其他医疗仪器。
[0014] 另外，本发明的实施方式涉及此种可移除、可插入及一次性的视觉系统的总体布局，所述视觉系统并入了赋能立体、超级或变化的
视野（FOV）可视系统的机构。
[0015] 或者或另外，本发明的实施方式包括利用上述实施方式的移动及可穿戴显示器。移动及可穿戴显示器的一些实施方式可使微创手术程序或无创手术程序及其他诊断程序以及呼吸道处理（插管）能够根据最少设置需要执行及/或在远程位置执行，所述显示器具有全连接性及用于记录程序的构件。
[0016] 提供此发明内容以简化形式来介绍概念的选择，在下文具体实施方式中进一步描述所述概念。此发明内容不意在识别所主张标的物的重要特征或基本特征，也不意在用作决定所主张标的物的范围的帮助。
附图说明
[0017] 为进一步阐明本发明的上述内容及特征，将参阅在附随图式中说明的本发明的具体实施方式提供对本发明的更特定描述。应理解，所述图式仅图示本发明的典型实施方式且因此将不认为是本发明范围的限制。将通过使用附随图式另外具体及详细地描述及解释本发明，其中：
[0018] 图1图示具有附接的Macintosh喉镜刀片的直接喉镜，所述直接喉镜装备有微型灯或光纤照明用于喉头的手动可视化，其中电池在手柄中；
[0019] 图2a图示包含微型摄像头单元的一次性LED照明及OE视觉模块，所述微型摄像头单元可构建于柔性或刚性的医疗装置的远端中并通过柔性
电路连接到远程可携式显示及控制单元；
[0020] 图2b图示图2a的通过多功能控制单元控制的一次性LED照明及OE视觉模块；
[0021] 图3a图示完全一次性解剖学上成形的喉镜或
口腔接入装置（包括刀片、手柄及连接电缆）的示例性实施方式，所述喉镜或口腔接入装置装备有图2的OE视觉及照明模块并装备有用于抽吸及输送的构件；
[0022] 图3b图示图3a的一次性口腔接入装置，其中气管内导管插入所述一次性口腔接入装置的接入通道中。
[0023] 图3c至图3d图示在图3a至图3b的一次性内窥镜接入装置的远端及近端处路由及释放的接入通道，其中所述接入通道在装置的不同侧开口。
[0024] 图3e图示图3a至图3d中装置的远尖端的近视图，图示OE视觉及照明端口以及可能的
吸嘴及
喷嘴定位。
[0025] 图4a至图4d图示类似于图3a至图3e的柔性及可扩展的内窥镜接入装置，其中装置主体可经部署及操纵以采用不同形状及形态。
[0026] 图5a图示图2a的OE照明及视觉模块的双摄像头版本，所述OE照明及视觉模块容纳于图3a至图3e的可插入及一次性的接入装置中，从而提供
立体视觉内窥镜接入装置。
[0027] 图5b至图5c图示用于图5a的立体一次性内窥镜的3D观看机构。
[0028] 图6图示用于图2a至图5c中的可携式显示器的可调整的快速安装机构的实施方式，可使用所述可调整的快速安装机构以可调整式地将可携式显示器安装在用户的手臂或
手腕上。
具体实施方式
[0029] 本发明的示例性实施方式针对完全一次性固态光电视觉模块，所述完全一次性固态光电视觉模块可包括单色、多色可见、紫外线（UV）及/或红外线（IR）固态光源（例如，高功率发光装置（LEDs）及激光
二极管）作为照明构件及用于诊断程序、插管程序或手术内窥镜程序中的图像捕捉的一或多个光电成像系统或功能性管道镜系统，在所述功能性管道镜系统中，单独的医疗装置（例如，ET管）或手术工具可通过所述功能性管道镜系统的接入通道引入。
[0030] 在各种内窥镜几何结构中，还可能将整个光电成像系统与LED照明器、相关联处理电子装置及用于装置供电及控制的电缆连接一起安装在一次性壳体内并从单独的供电及控制单元移除，从而允许将各种尺寸及特征的可移除及可插入的光电或电光（OE或EO）照明及/或视觉模块实施为完全一次性的单元，如下文更全面地描述。本文中所描述的此种OE视觉模块的可移除性及可插入性可提供可即刻升级及完全一次性的照明及图像捕捉系统，而没有任何必要以没有任何交叉污染风险的安全方式替换仍具有剩余使用寿命的整个医疗或其他功能控制系统。
[0031] 图2a至图2b表示OE照明及视觉模块200，所述OE照明及视觉模块200包含摄像头及壳体单元201，在所述摄像头及壳体单元201内放置有一或多个成像透镜或滤光片208及图像
传感器206。还提供洁净光学窗口203（图2b中的203a）以封装摄像头壳体201内的成像透镜208及图像传感器206，所述摄像头壳体201安装于刚性的、柔性或组合性的电子处理板207。可插入OE视觉模块200可附接到刚性的、柔性、部分柔性或可扩展的医疗装置（例如，在程序期间永久成形、程序前成形或经主动操纵的解剖学上成形以插入主体中的接入装置）的远端，其中需要最小力或不需要力来获得主体内的各种位置的清晰视界。照明模块202及所述照明模块202的驱动电子装置可安装在同一电
子板207上或者具有自有的柔性电路204，从连接件209及电子板207接收电力。柔性电路205a至柔性电路205b可用以提供功率及控制
信号到OE视觉模块200并用以传送序列
化成像信号到可携式控制及显示单元210，其中电缆的部分（205a）可沿一次性医疗接入装置的柔性或刚性主体封装，且电缆的部分（205b）可在医疗装置之外，其中整个电缆可与医疗装置一起被处理。
[0032] 可携式控制及显示单元210通常包括显示器屏幕、壳体、照明及成像控制电子装置、
图像处理电子装置及/或电源供应器（例如，电池）。此种致密视觉及照明模块200在没有自有供电构件或控制电子装置的情况下，可以致密及低成本形式制成，以使所述致密视觉及照明模块200通过本身容易引入到一次性壳体内的主体中或引入到主体中作为用于标准医疗装置的接入构件，其中所述致密视觉及照明模块200可在单次使用后被移除及处理。标准低成本及成熟的数字电子装置可在柔性或刚性电子板207上使用，以将来自高
分辨率数字传感器206的并行数字
视频信号转换为（例如）高速USB（通用串行总线）视频类摄像头信号（UVC或USB视频类格式），类似于USB
网络摄像头，将UVC格式的MIPI（移动产业处理器
接口）启用序列化数字传感器输出直接转换并发送到可携式显示器及控制器210。
[0033] 在一些实施方式中，柔性电路205a、205b将可携式控制及显示单元210通信地耦接到所述一或多个OE视觉模块201，作为USB装置以在可携式控制及显示单元210与所述一或多个OE视觉模块201之间传送功率及
控制信号以及UVC格式的序列化高速数字视频成像信号。同样，柔性电路（USB电缆）205a、205b用作用于将可携式控制及显示单元210通信地耦接到所述一或多个OE视觉模块201的构件的一个实例。此外，USB电缆205a、205b进一步将可携式控制及显示单元210通信地耦接到OE照明模块202，以在可携式控制及显示单元210与OE照明模块202之间传送功率及控制信号。同样，USB电缆205a、205b进一步用作用于将可携式控制及显示单元210通信地耦接到OE照明模块202源的构件的实例。
[0034] 对于在显示及控制装置210与OE视觉及照明模块200之间的USB电缆205a、205b中使用的任何高速数字通信方法，可在显示及控制单元处进行适当USB连接，其中整个电缆205a、205b还可与容纳在一次性装置壳体中的OE视觉及照明模块200一起被处理。使用对显示及控制单元的标准USB通信协议及连接允许显示及控制单元成为或充当适应此种USB通信端口的计算及处理单元，例如，UMPC（超级移动个人电脑）、MID（移动互联网装置）、
平板电脑、或迷你PC或PDA（
个人数字助理）、智能手机。例如，在高速USB连接情况下使用此种已确定的视频通信协议（例如，UVC）使显示及控制单元成为已以移动形式获得的易于适用于多个其他连接性解决方案的装置。如图2b中所图示，其他有线连接211、213、215可为DVI（数字视频接口）、HDMI（高清多媒体接口）、以太网连接或外部电源适配器连接，且无线接口217、219及221可为WiFi（无线以太网）、蓝牙、UWB（超宽带）、IR或高带宽蜂窝连接。
[0035] 其他可携式或不可携计算及显示单元（例如，计算及显示单元220）及储存装置（例如，储存装置230）可无线连接或有线连接到可携式显示及控制单元210。图2b还图示了
灯泡状的保护窗口203a及202a，所述保护窗口203a及202a由薄模制塑料及玻璃制成，所述保护窗口203a及202a可置放在摄像头模块201及照明模块202的摄像头壳体上，以充当摄像头模块与照明模块之间的光学接口及窗口，其中所述保护窗口203a及202a在医疗装置的远尖端处并入。单（或多）灯泡型窗口或平面窗口可充当在替代实施方式中用于照明器与摄像头两者的共同（或独立）窗口，其中所述单（或多）灯泡型窗口或平面窗口可在OE照明及/或视觉模块200前方内置于一次性医疗装置主体中。
[0036] 或者，在需要具有聚焦能力的视觉系统的情况下，致密自动聚焦机构也可集成在摄像头模块201中，其中某些或所有透镜元件208将随着来自控制单元210的驱动及控制信号相对于摄像头传感器206轴向移动。控制单元210可经程序化以探测远程摄像头模块201与从摄像头提供的成像数据的最佳聚焦并运行所述控制单元210好像所述控制单元210为控制单元201内的局部摄像头透镜模块。
[0037] 如图3a至图5c中所图示，完全一次性的、可移除的及可插入的OE照明及视觉模块200实施于具有接入通道301、401的单次使用的一次性医疗装置300（具有立体视觉的300a）及400的主体中，所述OE照明及视觉模块200可使众多优点成为可能。举例来说，容纳OE模块200的一次性医疗装置300（300a）及400还可提供用于在完全密封（气密）的无菌腔中抽吸及输送液体药剂及药物的构件（306a-306c、406a-406b），可在从与所述一次性医疗装置300（300a）及400一起使用的单独的外部电源及控制装置210移除可插入的OE模块200后处理所述构件，因此，无菌装置主体（302、402）内的新的受保护OE模块可插入到电源及控制装置201（及空气、吸力、润滑剂或药物的外部来源319及321）以供后续使用，从而消除污染使用一次性医疗装置的体腔的可能性。
[0038] 一次性装置（300、300a及400）的主体内的一些类型的可移除及可插入的OE视觉模块200可向各种单次使用的各种设计（例如，各种尺寸的ET导330）或可重复使用的医疗装置430（活检工具或手术工具）提供便捷接入通道（301及401），从而允许在医疗装置设计及医疗装置的功能方面的低成本变化。用无菌的单次使用的保护盖（一次性装置主体302及402）
覆盖的OE视觉及照明模块可按各种装置长度（固定长度主体302及可变长度主体402）制造且可提供远尖端（304a、402a）接入各种医疗装置（330及430），其中保护盖或一次性主体302及402具有贯穿所插入一次性医疗装置（300、300a及400）长度的USB电缆
205a及可能的气体及液体管道306a-306c及406a-406b，所述保护盖或一次性主体302及
402可在使用后与装置300、300a及400内的整个USB电缆205a-205b及新的OE视觉模块
200一起被处理，且USB链接可插入到医疗装置控制系统210上以供后续使用。
[0039] 根据待执行的程序，还可使用单个或多个USB链接直接地或通过
USB集线器（HUB）将具有各种功能的不同或多个OE视觉及照明模块200插入到相同类型的供电及控制系统200中，从而提供从各种应用程序选择特定医疗视觉能力的手段。举例来说，白光照明202或多
光谱可视OE模块200（含有照明模块202中的多芯片RGB LED，所述多芯片RGB LED可被独立控制以便能覆盖可见
频谱）可用于可见范围中的传统成像。
[0040] 装置300、300a及400中的具有额外深蓝色或UV照明202的可插入及一次性的OE视觉及照明模块可用以在主体内诱导
生物荧光并通过传感器206探测来自物体的光谱发射，同时随着可见光成像，获得关于物体的更多信息，例如，组织类型及识别的病变。IR照明202可用于OE视觉及照明模块200中在组织内或穿过分散物质或
流体成像以给出额外的深度观察。具有不同穿透深度的不同UV、可见光及IR
波长照明可用于在组织内的与深度有关的成像。随后可处理在2D图像中捕捉的各种光谱分量并将各种光谱分量组合在一起以重建主体内的3D视图。
[0041] 照明模块202中的LED源可提供处于从UV到可见光及IR的广泛范围的电磁频谱中的照明，其中，照明器202中的各自在特定光谱波长范围中的独立LED芯片可独立地由运行于控制单元210中的
软件应用程序实时控制，且在特定波长LED芯片开启时，可通过控制单元210基于独立传感器206捕捉
帧独立处理对应的光谱图像。可在LED独立地设计每一LED光谱分量或可随着对每一LED频谱的独立处理，通过对蓝光LED或UV LED的二次
光激发光处理或使用照明模块202内的边缘或带通光谱滤色器（例如多层介电滤光片涂层）获得所述每一LED光谱分量。为在可见光区域中成像，在有或没有其他非原色（例如，琥珀色或蓝绿色）的情况下，呈原色的红色LED芯片、绿色LED芯片及蓝色LED芯片可在照明器202中使用，其中多个光谱LED共同形成白光照明，通过调整使独立LED脉冲发生的独立LED驱动电子装置（通过调整驱动调制的脉冲宽度改变LED光强度）遵守由控制单元210设置的特定色
饱和度。
[0042] 通过使用照明器202中的多色LED芯片及在206中由控制单元210同步黑色图像捕捉装置与白色图像捕捉装置以攫取同步的
颜色分量图像，消除彩色摄像头芯片或高分辨率3CCD或3CMOS成像装置的使用。在这种情况下，使用单个CCD或CMOS图像捕捉装置以时间同步方式捕捉三个或三个以上的图像，其中每一颜色分量图像通过将所有
像素并入每一彩色图像分量中利用全图像捕捉装置分辨率。简单的黑色及白色图像捕捉装置206使用成本也更低，尤其是与3芯片图像捕捉装置相比，其中使用由LED提供的同步颜色照明的同步的黑色及白色成像CCD或CMOS的分辨率实际上等于相同像素的3芯片图像捕捉装置。
[0043] 使用颜色同步图像捕捉装置206也允许在处于医疗接入装置300、300a及400的远尖端304a、402a处的摄像头201中使用分辨率高得多的图像捕捉装置。使用照明器202中的多个LED芯片的各种照明202配置是可能的，其中，通过照明器202中的LED芯片或光源光学器件的定位及设计自由控制照明的均匀度、
角度及范围。各种照明固定及可部署的配置于美国专利申请案第11/233,684号中更全面地公开，所述申请案先前已通过引用的方式并入本文中。
[0044] 在使用白光照明器的当前内窥镜成像系统中，通过光源及光学路径判定照明频谱，光在抵达主体内的物件之前传播穿过所述光学路径。随后，3色图像捕捉装置（例如，单芯片RGB摄像头或3芯片RGB摄像头）根据3色图像捕捉装置的RGB
滤波器设定及图像捕捉装置光谱敏感性捕捉来自物件的反射光。图像显示单元又根据图像显示单元自有的滤色器显示捕捉的RGB图像。
[0045] 红外线（IR）LED芯片、紫外线（UV）LED芯片或窄光谱带VCSEL芯片可基于在插入介质中的传输特性及光学特性（例如，在介质中的波长相关穿透深度或所述芯片对有关物件的作用（例如，诱导荧光））用于照明器202中。当观察下的现场通过来自照明器202的特定光波长照明，且在单元210的命令及控制下，通过装置的OE视觉模块201及传感器206探测特定
荧光灯波长的情况下，通过输送及喷射诊断化学药剂（使用在一次性医疗接入装置300、300a及400的远尖端304a及402a处的喷嘴308a-308b及408a-408b，从外部源321或内部储液器327、427a-427b穿过管道306a-306c及406a-406b），可用于在内窥镜的FOV中从健康细胞中破译癌细胞。由于内窥镜装备有在照明器202中的全范围的LED波长或特定范围的照明波长，所以可能通过由控制单元210在特定时间打开或关闭各种LED在根据应用的受控光谱成像范围或成像色饱和度中获得物件的全光谱图像，同时与外部控制装置
210结合的在207中的电子处理器中的时间同步成像程序基于照明202的状态在图像捕捉时捕捉各种光谱图像。
[0046] 图3a到图3e图示一次性视频喉镜插管接入装置300，所述装置300由以下各个组成：解剖学上成形的一次性模制塑料主体302，末端处是手柄帽309以及一次性USB电缆205a，所述一次性USB电缆205a与OE照明模块202及视觉模块201合并（图示于图3a的虚线子集中）并包括电源连接件209，通过USB电缆205a、205b的电源线从可携式控制及显示器210汲取外部电力。用电子板207的相对端处的连接件209将OE视觉模块201部分地连接到远尖端组件保持结构305，所述OE视觉模块201（用OE视觉模块的柔性延伸部分）安装在刚性电子板207上，所述连接件209将电力载送到OE视觉模块201及照明模块202（参见图3a及图3e，其中LED照明单元202安装在指向喉镜插管接入装置刀片304的尖端
304a的视觉模块201旁边），并将序列化图像数据从图像传感器206转移到装置300的主体
302中的USB视频电缆205a并转移到喉镜金属刀片304。USB视频电缆205a、205b另外将来自可携式控制及显示单元210的外部电力提供到由OE照明202及视觉模块201组成的完整的视频喉镜插管装置300单元，所述可携式控制及显示单元210可能是电池供电的。
[0047] 可通过直角棱镜、反光镜或通过沿着安装在保持结构305上的尖端304a物理定位及引导摄像头单元201来将摄像头模块201的观察方向朝向喉镜刀片304的尖端304a引导及调整（如图3a中所图示）。LED照明器202可安装在将热从LED引导到成像透镜前表面的边缘周围的小热垫或
散热器307上，所述成像透镜充当到视觉模块的窗口203用于除雾或者在塑料装置主体302上在成像光学器件前方的单独的成像窗口303（图3a及图3e）。显示及控制单元210可通过在必要时翻转图像或旋转图像来以电子方式处理来自视觉模块201的视频数据，以使用户用软件控制接口正确观察FOV。
[0048] 通过在刀片304的远尖端304a的侧面处并入OE视觉模块201及LED照明器202（图3a及图3e），在远端处及在近端的刀片开口保持对接入到主体及呼吸道的内部完全开放，从而允许以由接入通道301提供的直接穿过的方式（图3b至图3d）插入气管内（ET）导管330。其他手术装置还可使用通道301进入嘴以及喉咙。
[0049] 图3b至图3d图示通过接入通道301插入的ET管330，其中通过引导装置塑料主体302上与金属刀片304中的结构特征（例如，“L”型导管302a、突起304b及唇缘304c）来引导所述ET管330朝向在金属刀片304远尖端304a之前的声带。接入通道301主要在装置300的侧面上开口（开口301a，图3b），然而，接入通道301仅部分对远尖端304a处的侧面开口（部分地由导管302a封阻在侧面上）且由近端处的手柄端帽309封阻（图3b）。从装置300的接入通道301释放的ET管330可能制造在装置300的相反侧中的近尖端及远尖端处（图3c中的金属刀片304侧及图3d中的塑料主体302侧）。在邻近手柄端帽309处的塑料主体302中的切口302b（图3d）允许从塑料主体302侧将管330自接入通道301取出，且金属刀片304中的切口304b允许从金属刀片304侧及导管302a下方快速释放在远尖端304a处的管330（图3c）。沿着装置300主体及远尖端使接入通道301开口并在近端处从装置侧面上相反及
正交开口（由302b、301a及304d提供的旋转开口）释放，允许容易地引导插入的ET管330或其他手术装置，以维持所述ET管330或其他手术装置在接入通道301内的位置及停留，直到在远尖端处及在手术期间退出。
[0050] 图3a至图3e的装置300也装备有在远尖端302a处对观察下的现场或对通过接入通道301插入到装置300的手术仪器（例如，ET管）执行抽吸并输送用于冲洗的液体、涂覆药物、喷射润滑剂或其他生物医学药剂的构件。由于具有电子板207及电子连接件209的OE视觉模块200主要位于远尖端处而没有沿着装置主体401占据过多空间；各种气密管状通道306a-306c（图3a）或塑料管道可沿装置300中的接入通道301的长度紧邻电缆205a沿着塑料装置主体302延伸，以便用于吸力供应器或将药物或生物药剂输送到装置300的远尖端的构件。
[0051] 一次性塑料管道315及317可类似于USB电缆205b（图3a至图3d）在医疗装置外穿过在远尖端304a附近的吸入口320（图3e）和照明及视觉模块端口310a-310b延伸到适当的
吸入室319及输送源321，以使视野及气管内开口不
接触液体及血液。抽吸端口325或抽吸通道306a-306c可视情况含有用于过滤空气及液体的构件。具有预先填充的液体、药物或润滑剂凝胶供应器的一或多个小内置储液器327（图3a）可提供在近端处（在手柄帽309中）且可连接到装置主体302中的塑料管道及通道306a-306c。对于在装置300的远尖端304a前方的区域，建立从通道或管道306a-306c到可能的输送或喷射构件（图3e中的开口或喷嘴308a-308b）的远尖端连接。在近端帽309处的激活按钮311（用于喷射）及
阀门机构313（图3a至图3c）可通
过喷嘴或开口308a-308b在ET管尖端离开装置（图3e）时在ET管尖端上启动并继续抽吸、喷射润滑剂凝胶、喷射
抗菌剂以使区域失去知觉并放松声带以便更加容易进入到呼吸道中，激活按钮311及阀门机构313可用提升荧光的诊断剂或用于组织分析及识别细胞及组织的癌变区域的其他化学或视觉构件覆盖视野。
[0052] 图3e图示装置300的塑料主体302中用于视觉模块301及照明器202的视觉模块201及照明202开口（光学端口310a、310b）。单独的光学窗口303可抵靠所述光学端口310a及310b安装在装置300的塑料主体302上的视觉模块201及照明器202前方，其中来自照明源的热耦接到所述单独的窗口303，以预热窗口作为除雾的手段。
[0053] 吸入室319及输送源321可为固定在医疗环境中的源，所述源通过塑料管道315及317连接到装置300或可携式构件以按远程设定输送所述源。在可携式设定中，吸入室319可为收缩球、泡状物、囊状物或容器，所述吸入室319制成不含任何空气，其中一旦释放阀门313就开始膨胀为阀门313的膨胀执行形状，从而在装置300的抽吸端口320启动抽吸。输送源321也可为通过塑料管道317连接到装置300的小塑料喷药瓶，其中当激活（按压输送源321的喷射释放按钮）时，所述输送源321启动将材料输送到装置300的远尖端开口或喷嘴308a及/或喷嘴308b。或者，
注射器连接（在图中未图示，类似于在IV线中涂覆药物）可插入或以其他方式被连接到塑料管道315及317接面用于不停启动药物的抽吸或输送。上文所描述的用于可携式抽吸及输送的所有构件为可构建于装置300及管315及
317中的低成本可携式构件，其中整体机构及所述整体机构含有的任何医学药剂及生物药剂可与装置300及装置300的电子USB电缆205a-205b一起被处理。
[0054] 构建于一次性接入装置（例如装置300）的远尖端中的可移除及可插入的OE视觉及照明模块还可使各种单次使用的一次性的、铰接的及非铰接的手术医疗装置（例如，4a图至4d中图示）能够相对于医疗装置
原型（图4a）在固定位置使用或一旦医疗装置远端在主体内即能够部署并铰接在医疗装置主体400外（图4b至图4d）。通过在装置300的远尖端处的OE视觉模块（201）及照明模块（202）与柔性布线205a的柔性电路连接（207及204）并使用在装置300内的柔性管道306a-306c，装置300的刚性金属刀片304及塑料装置主体302可用图4a至图4d中的装置400的柔性可折叠类型的装置主体402替换，而以可部署及铰接的方式保持装置300的类似功能。图4a至图4d中图示的矩形一次性装置主体402当然可具有纵向扩展形式的圆形、椭圆形或其他管状形式或可具有在所述矩形一次性装置主体402的管状主体402中的形状保持特征结构（例如，电线）。（如图4a至图4d中所图示，其中可折叠型主体402沿轴450拉伸）。通过插入在柔性医疗装置400的远尖端402a上的OE照明模块202及视觉模块201的部署及铰接过程，OE模块200可自身定位在原始医疗装置容积外，从而在医疗装置内产生空间并进一步使铰接工具（430）能够通过接入通道401插入装置400主体402中，从而允许另外的医疗装置功能或铰接到特定位置，通过医疗装置
400显示新的观察方向（460）（也许在一些身体器官（例如，舌头、
牙齿）之后、在舌头之下、在嘴顶部或者否则在
宫颈腔或腹腔内）。
[0055] 对于手术程序，其中在使用一次性内窥镜可视化接入装置300或400执行精细及更精确的诊断操作或手术的情况下，此种可插入的OE视觉及照明系统200不仅可以最小尺寸制造，或者或另外OE视觉及照明系统200还可容纳两个或两个以上的微型摄像头系统201（针对同一FOV），所述微型摄像头系统201具有延伸双USB装置连接用于解剖或手术视野的立体视图（如稍后在图5a中所图示）及额外
精度及引导与可视深度线索的3D观看。
[0056] 将没有自有供电构件的一次性微型固态OE照明及视觉模块（200）并入在内窥镜及手术一次性接入装置主体302（刚性的）及402（柔性）不仅消除装置安装显示器而且消除在可携式装置中使用的大电池，此举还提供优于用于传统内窥镜的传统灯及光纤引导系统的非常理想的成本优点，是因为替换昂贵的光源、长光纤光波导以将来自光源的照明光转移到范围并将照明光波导也转移到所述范围中。LED光源202、图像传感器206及驱动电子装置207需要低位准电源。随着在视频会议中的完善的移动网络摄像头应用，使用USB类型的通信及供电协议的OE照明及视觉模块200的电连接件209也更简单。
[0057] 只需要为内窥镜一次性接入装置300、300a及400提供电力及LED控制信号，消除大型及笨重的电池及到范围的光纤照明电缆连接，增加装置以完全无菌形式在任何地方任何时间的可
操纵性、可携带性及可用性及耐久性。与光纤照明、外部摄像头系统、传统电池及LCD显示器相比，OE照明及视觉模块200还对以下各个更稳健：冲击及振动，或极端环境条件，及实际上无限制的闲置时间。
[0058] 除了图3a至图3e的实施方式以外，铰接及/或可部署的实施方式对手术部位的有效照明及成像是可能的。在铰接实施方式（例如图4a至图4c的实施方式）中，其中OE照明模块（202）及视觉模块（201）沿轴450从插入位置铰接或在使用或插入前从收缩剖面部署（图4a）到可操作位置（图4b至图4c），在所述插入位置，所述OE照明模块（202）及视觉模块（201）保持在插入主体的闭合剖面中，在所述可操作位置，所述OE照明模块（202）及视觉模块（201）便捷地轴向膨胀、部署及铰接，从而指向有关的物件（沿尖端轴460）。在图4a的原始收缩主体402形态中，所有
柔性电子线及电路204及207、柔性空气及液体管道
406a-406b（用于抽吸药物、诊断剂等）也收缩在可折叠主体402内。或者，可将通常在使用中处于装置400中的某些部分（例如，电缆205a（USB电缆205b的延伸部分））或收缩主体
402中的形状保持电线从图4a中图示的装置400的收缩配置的手柄409推出装置外。在部署后，主体402及所有内部电连接及管状连接延伸（图4b）且铰接到位（图4b至图4c），其中也朝向同一有关物件490（沿着图4d中的部位线或远尖端轴460）操纵或指引在输送管406a-406b的末端处的喷嘴408a-408b。在沿着远尖端轴线460的操作位置中，照明光线（来自照明器202）以及（视觉模块201）的成像FOV可从图4a中的内窥镜主体402前方被引导到手术部位490，其中在远端402a处的OE模块保持结构405的铰接将视觉模块及接入通道104的远尖端定位为从插入主体的轴偏离轴（沿460）（第4a图至第4d图中由虚线
450图示），从而增加手术装置的功能。
[0059] 使用USB电缆205b将图4a至图4c中的可携式控制及显示单元210连接到可插入模块200，所述USB电缆205b像电缆205a一样延伸到在装置400的远端402a附近的OE视觉模块（201）及照明模块（202）的
电子电路板207的电连接件209（通过视觉端口开口410a和照明端口开口410b）。图4a至图4c中的视觉模块201和照明器202位于刚性组件块405上并连接到电子板207的柔性部分，其中所述视觉模块201和照明器202从可作为USB装置运行的电连接件209（如图4a至图4c中所图示）接收电力。LED照明器202安装在光学窗口403上或在光学窗口403附近或之后（在视觉模块201前方），作为除雾构件用于从LED到窗口的高效热输送。或者，当在具有比外部
温度高的温度的主体中使用装置时，被动
电阻器可安装在窗口403上充当除雾单元。
[0060] 多个彩色LED芯片可用于一次性装置400的塑料尖端壳体402内，其中显示及控制单元210同步每个彩色LED的开/关定时与黑白摄像头传感器206的
帧速率。此种一次性内窥镜可用于用照明器模块中的窄带LED光输出或用可见光范围中的较宽波长带照明光谱成像以提供全色视觉，所述较宽波长带照明与黑白图像传感器206时间同步，其中每一颜色帧利用图像传感器206的全分辨率。
[0061] 在呈一次性、刚性或柔性接入装置形式的所有可插入OE照明及视觉模块200的替代实施方式中，所述接入装置使用LED用于照明，或者或另外，固态
激光二极管（LD）或VSCEL可在OE照明及视觉模块内使用或独立地在可插入的单次使用的装置的远端处使用。举例来说，红外（IR）成像采用IR固态光源来照明紧密组织诊断及手术程序。在像素前方具有改良的滤光片或偏光器的IR探测器及特殊图像传感器可在OE视觉模块200内使用用于与红外光源一起经历组织及血液成像，所述红外光源在人类组织、血液或其他体液（例如，尿液）中具有可观的穿透深度。
[0062] 通过照明器202中的各种波长LED芯片（UV、可见光谱或IR）的使用，可同时或在不同
时间窗口处执行光谱成像，且在来自照明器202的特定照明波长下，通过使用喷嘴408a-408b（图4c至图4d）对部位喷射有特定诊断剂，与细胞的生物荧光特征相关的组织诊断也可在处于观察下的区域（490）上执行。如在装置300中，可进一步用从喷嘴408a-408b喷射到部位490的药物局部麻醉或麻木装置400的处于观察下的手术区域490，然后可通过通道401插入及使用手术工具（图4c至图4d中的430）、
活检针或血液
凝结装置及其他工具。安装在手柄409及一次性装置400的近端的喷射按钮411a及411b可通过喷嘴
408a-408b处的柔性管道406a-406b启动储液器427a及427b中所含的材料（所述材料也封闭在手柄409中）的喷射。
[0063] 在本发明的一些实施方式中，多个OE视觉模块201用于单个可插入模块中以在一次性立体接入装置300或400中获得立体观察，如图5a中所图示（装置300a）。在所述及其他实施方式中，可携式控制及显示单元210可用于容纳为以下各个供电所必要的所有控制电子装置及软件：OE视觉模块201a及201b（用作右视觉模块及左视觉模块，现安装在图3e中的装置300的视觉端口310a及310b之后）、现安装在新第三装置视觉端口510之后的控制照明202、一或多个照明模块200的成像功能、数据传输控制（使用标准网络装置协议，例如，在用车载照明驱动一或多个网络摄像头的USB主机中的协议），以及任何图像处理及/或显示功能。举例来说，可携式控制及显示单元210可包括照明及成像控制电子装置，所述照明及成像控制电子装置（独立地、同时或及时地）提供对OE照明模块202及/或OE视觉模块201a、201b中的多个LED源的照明及/或成像控制。或者或另外，可携式控制及显示单元210可包括图像处理电子装置，所述图像处理电子装置提供对从多个OE视觉模块201a、201b接收的图像数据的图像处理，执行自动聚焦或发起从喷嘴308a-308b到部位的药物及化学剂输送。
[0064] 可携式控制及显示单元210可为在医疗设施的固定位置使用的可携式显示单元，或可用作具有能够显示2D或3D（立体）图像的LCD、触控屏幕或其他显示单元的移动应用。或者或另外，可携式控制及显示单元210可由用户通过对输入装置（例如，OE视觉模块200）的有线或无线连接佩带，其中用户可通过查看安装显示器方便地观察2D或3D立体图像及视频，所述显示器安装在用户的手臂上、悬挂在用户的脖子上，或者以其他方式安装（夹紧）到用户或病患。
[0065] 可携式控制及显示单元210可使用电力电缆或使用可充电或一次性电池供电。在所有实施方式中，可携式控制及显示单元210的电源供应（无论是来自电力电缆或电池）都为可携式控制及显示单元210以及OE照明及视觉模块202、201提供电力，可携式控制及显示单元210通过USB电缆205a、205b附接到所述OE照明及视觉模块202、201。单个或多个OE照明模块202及视觉模块201可连接到可携式控制及显示单元210（使用USB集线器式的连接），所述可携式控制及显示单元210可经配置以提供对所述可携式控制及显示单元210连接到的所有被连接的OE照明及视觉模块单元的完全照明及图像捕捉的同步控制。可携式控制及显示单元210也可提供用于局部及可转移的图像及视频储存手段的构件，其中
磁性及/或电子储存装置在所述可携式控制及显示单元210的壳体内。
用户界面可提供在可携式控制及显示单元210上且可包括硬电子密钥及软电子密钥、
鼠标或操纵杆、触控屏幕，及/或声控命令电子装置。用户接口可用于调整、控制、显示、处理、传送、储存或撷取图像及视频数据。或者或另外，可携式控制及显示单元210可包含多功能单元，所述多功能单元用作普通可携式医疗显示器及以下各物中的一个或多个：
移动电话、具有无线能力的迷你电脑、移动互联网装置（MID）、GPS单元、个人数字助理（PDA）、笔记装置、听写装置、视频会议装置等。
[0066] 包括硬电子密钥及软电子密钥、鼠标或操纵杆、触控屏幕及声控命令电子装置的上文所描述的用户接口装置均充当输入及/或输出构件的实例，所述输入及/或输出构件可包括在可携式控制及显示单元210中。或者或另外，可携式控制及显示单元210可包括计算构件，例如，处理器、
微处理器、控制器等。或者或另外，可携式控制及显示单元210可包括蜂窝通信能力及/或无线连接性。
[0067] 在包括立体或3D图像捕捉的一些实施方式（装置300a，如图5a中所图示）中，可携式控制及显示单元210可显示来自图5a中的医疗装置视觉模块201a及201b的视频的时间同步交替的左帧及右帧，其中在用户左眼及右眼（501及503）前的一对时间同步
液晶快门504及506允许每只眼看见对应的交替的立体图像。在此种实施方式中，用户可佩带具有图5b中所图示的
框架502的3D观看时间同步快门式眼镜500，同时观看可携式控制及显示单元210上的3D显示数据，而3D观看液晶快门式眼镜通过
定时信号与可携式控制及显示单元210时间同步，所述定时信号通过无线接口221（例如，IR连接、蓝牙）或到可携式控制及显示单元210的硬线连接215接收，也如图2b中所描述。
[0068] 图5c中所图示的具有用于立体观看（或单个LCD上的时间同步左图像及右图像，所述单个LCD类似于图5a中的显示单元210，所述显示单元210具有左液晶快门554及右液晶快门556）的自有左LCD及右LCD的独立3D查看器可替代性地用于观看来自一次性立体内窥镜300a的3D视频（在此针对左右视频使用单独USB电缆205b连接）。在这种情况下，控制及显示单元210可显示来自左视觉模块201a或右视觉模块201b的2D图像，同时通过有线或无线连接件221及215将3D视频数据转播到3D查看器550。独立的3D查看器可在壳体552上装备有头靠559及鼻架557。
[0069] 可携式控制及显示单元210可包含平板LCD屏幕、触控屏幕或其他合适的屏幕（例如，有机LED显示器）或可用或不用特殊（偏光）眼镜显示3D立体图像的3D LCD。单独的无菌一次性盖可覆盖可携式控制及显示单元，保留所有用户接口及电连接功能。或者或另外，根据可携式控制及显示单元210的尺寸、一起使用的医疗装置的类型、医
疗程序的类型、执行程序的位置及必要用户接口的类型，可携式控制及显示单元210或可携式控制及显示单元210的单独的无菌盖可具有多个定位及附接可能性。在固定办公室或
手术环境中，可携式控制及显示单元210可固定在
墙壁、安装在IV杆上、夹紧到病人被子或被单，或可悬挂于框架结构，可携式控制及显示单元210具有倾斜、旋转及
锁定能力且为可移除及可携形式。或者或另外，固定控制及显示单元可用于控制OE照明模块202及视觉模块201及/或显示通过OE视觉模块200捕捉的图像数据。
[0070] 图6图示了可携式控制及显示单元210的“可穿戴”配置，其中可携式控制及显示单元210通过可穿戴附接装置附接到用户的手臂或手腕603。更详细地，宽手镯、腕带或
支撑结构602可由软维可牢尼龙搭扣材料制成，其中一条相配的维可牢尼龙搭扣带可固定在可携式控制及显示单元210或所述可携式控制及显示单元210的一次性盖之后。由于所述维可牢尼龙搭扣臂带602的软的维可牢尼龙搭扣材料抓住显示及控制单元210的后表面或显示及控制单元210的装备有相配的维可牢尼龙搭扣的二级一次性无菌保护盖，维可牢尼龙搭扣臂带602可用于可携式控制及显示单元210在用户的手臂或手腕603上的可调整附接或佩带。
[0071] 可使用可调整的维可牢尼龙搭扣安装来调整图6的基于方便及柔性维可牢尼龙搭扣可穿戴附接装置，以允许用户在使用期间在用户的手臂603上方便直接观看显示器210。
[0072] 可在不背离本发明的精神或基本特征的情况下以其他特定形式体现本发明。所描述的实施方式在各方面应被认为仅是说明性而非限制性的。因此，由附随
权利要求书而不是由上述描述指出本发明的范围。在权利要求书的均等物的意义及范围内的所有变化应在权利要求书的范围之内。
