[发明专利]基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜

说明书

基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，属于医疗器械技术领域。解决了现有微型内窥镜控制中存在控制精度差的问题。壳体为两端开口的筒形结构，所述筒形结构的一端嵌固有镜头，另一端设置有光纤支架，所述光纤支架为中心开孔的圆形结构，扫描光纤的前端穿过所述圆形结构的中心孔至壳体内部，且扫描光纤的前端临近镜头；所述扫描光纤的表面涂有导电介质层；n个电极片均为矩形，且均贴设在所述壳体的内壁上，所述n个电极片的长边均与壳体的轴线平行；n个电极片分别通过导线与n个电压源的正极连接，导电介质层同时连接n个电压源的负极；所有电压源的控制信号输入端连接控制器的电压控制信号输出端，本发明适用于作为光纤扫描内窥镜。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前，在胃部疾病检查中，医生通常使用内窥镜插入人体内部，通过内窥镜能按顺序清晰地观察食管、胃、十二指肠球部甚至降部的黏膜状态，而且可以进行活体的病理学和细胞学检查。胃镜检查诊断可靠、安全性高。在肠道检查中，医生将内窥镜经肛门循腔插入至回盲部，从黏膜侧观察结肠病变。肠镜检查几乎可以满足全部结肠区域的检查需要。

但是在胰腺和胆管等微小器官或组织的检查中，通常采用B超、CT或者ERCP等影像技术。其中内镜下逆行胰胆管造影术(ERCP)是将内窥镜插入十二指肠降部，寻找胰胆管开口的乳头，再经活检孔插入造影导管，注入碘对比剂进行X线检查的一种方法。上述方法存在观察图像不清晰、容易对患者造成伤害等问题。

如果微小器官或组织的检查能够像胃肠检查一样使用内窥镜直接观察，那么既可以提高图像质量，便于医生诊断，还可以减轻患者痛苦，减少对患者的伤害。然而，胰腺管道非常狭窄，直径仅为几毫米，而使用外径约为10毫米的现有内窥镜则是不可能进行的。因此，就需要一种微型内窥镜，然而现有的内窥镜控制方法均不适用于微型内窥镜的驱动和位置控制，现有的内窥镜控制方法应用在微型内窥镜控制中存在控制精度差的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的微型内窥镜控制中存在控制精度差的问题，提出了一种基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜。

本发明所述基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，它包括：壳体、导电介质层、镜头、扫描光纤、光纤支架、n个电极片、n个电压源、电压检测装置和控制器；其中，n为整数，且n≥2；

壳体为两端开口的筒形结构，所述筒形结构的一端嵌固有镜头，另一端设置有光纤支架，所述光纤支架为中心开孔的圆形结构，扫描光纤的前端穿过圆形结构的中心孔至壳体内部，且扫描光纤的前端临近镜头；所述扫描光纤的表面涂有导电介质层；

n个电极片均为矩形，且均贴设在所述壳体的内壁上，所述n个电极片的长边均与壳体的轴线平行；

n个电极片分别通过导线与n个电压源的正极一一对应连接，导电介质层同时连接n个电压源的负极；所有电压源的控制信号输入端连接控制器的电压控制信号输出端；

电压检测装置用于采集n个电极片与导电介质层之间的电压；

控制器用于根据n个电极片中的电流、n个电极片与导电介质层之间的电压和频率计算扫描光纤的偏移量。

进一步地，本发明中，控制器还用于根据扫描光纤的偏移量和目标位置，控制电压源的输出电压，直至扫描光纤达到目标位置。

进一步地，本发明中，控制器根据n个电极片中的电流、n个电极片与导电介质层之间的电压和频率计算扫描光纤的偏移量的方法为：

将n个电极片与导电介质层之间等效为n个电容，利用公式：

i＝-2πfC×U(t)sin(2πf×t)

计算获得每个等效电容的电容值，其中，i为电极片中的电流，f为电压源的频率；C为电极片和导电介质层间的等效电容值，U(t)为电极片与导电介质层之间的电压；

再利用：