[发明专利]用于内窥镜的集成液体冷却LED光源以及单灌入/抽吸和电源管

说明书

技术领域

本公开通常涉及在外科手术过程中用来显示外科手术区域的医学成像设备，尤其涉及一种具有单个非滑动管的内窥镜设备，该非滑动管用于灌入、抽吸、供电、成像数据以及使用填充有液体的冷却腔来对集成发光二极管(LED)光源进行热管理。

背景技术

一般地，医疗护理提供方使用内窥镜来研究症状、确诊或提供治疗。通常来说，内窥镜用于显示和探视解剖腔。当涉及特定的解剖应用时，可以用特定于内窥应用的术语来称呼内窥镜。例如，关节内窥镜通常用于可视化并探视诸如膝盖、臀部或肩膀的大关节，以及诸如手腕、肘部和脚踝的较小关节。因此，关节内窥镜有助于消除对于传统的相对侵入式的关节外科手术的需要。术语关节内窥镜和内窥镜可互用，并且通常二者均涉及在外科手术过程中用于可视化手术区域的医疗成像设备。

传统的关节内窥镜需要在麻醉下将探针插入至待检查的关节。探针组件通常包括高分辨率相机和光源。传统关节内窥镜光源通过使用产生过度热量的卤素灯来生成光。通常使用风扇处理这些过度的热量。该光源被附至光缆，以将光从光源传送至关节内窥镜。通常，通过注入无菌灌入液来实现关节的放大，以更好地显像解剖腔的内部结构。该灌入液通过灌入口注入至关节，并且由外科医生来控制液体的流速和压力。随后，在真空下经由位置便利的通道将灌入液吸出至关节内窥镜轴。在外科手术时，将抽吸和灌入管以及用于高分辨率相机的电缆组装并连接至适合的单元。然而，上述组件与多个线缆和电线拥挤地铺设在外科手术区域中，从而会纠缠在一起或滑落在手术区域中并受到污染。附至关节内窥镜的多个管和线也会变得难以处理并降低外科手术的灵活性。

这种传统关节内窥镜单元的主要问题在于，卤素光源变得过热而需要风扇或其它冷却处理。此外，传输光的光纤光缆是易碎的，并且由于重复的消毒处理而受到相当大的损坏，导致个别烧结光纤会受到破坏，并逐渐损耗被传送的光强度。美国专利No.7,668,450描述了多个LED光源的使用。然而，这些LED光源似乎生成了大量的热量，这需要诸如外部散热片和制冷设备的冷却设备。这些冷却设备不仅体积笨重而且价格昂贵，而且其本身会产生大量的热量并且会对操作者造成伤害。

公开号为2008/0064931A1的美国专利申请描述了能够承载冷却液的一个或多个通道。然而，LED元件安装在与冷却通道连接的铝或陶瓷板或衬底上。冷却液与LED元件并不直接接触。此外，液体被引导穿过成像镜片以清洁体液或组织碎片。

虽然这些设备可适用于其解决的特定目的，却不适用于提供用于内窥镜的液体冷却集成LED光源。

本发明提供的主要改进之处在于：包括灌入/抽吸管的单管，以及用于相机的缆线和LED电源缆线均在附至具有简单“快速连接”机制的外域单元的单独非滑动管中。

发明内容

针对上述现有技术中传统内窥镜单元存在的固有缺陷，本发明提供了一种新的液体冷却内窥镜单元，该单元具有单灌入和抽吸管结构，以及具有能够便利地发出用于荧光素内窥镜的UV光的光源。

随后将详细描述的本发明的大体目的在于，提供一种新的液体冷却腔，以减少由集成LED光源在关节内窥镜处理过程中生成的热量。此外，本发明描述了具有用于容纳电源、相机缆线以及灌入和抽吸道的单管的内窥镜单元。这种新的系统不仅具有传统内窥镜单元的多种优点还具有多种新的特征，从而形成了通过现有的任何传统关节内窥镜均无法预期的、变得显而易见的、或给出启示或者甚至暗示的包括用于灌入抽吸管和电源线的单外壳的新的液体冷却内窥镜单元。

为了实现这一点，本发明通常包括具有多个LED元件的圆形LED基底。该圆形基底具有中空核以允许通常在内窥镜处理中使用的无菌灌入液流经通过，并与防水LED元件直接接触，以减少由LED光源单元生成的任何热量。该冷却腔包括灌入和灌出通道，以及用于LED电源和相机电源数据缆线和电源的快速连接附接件。LED单元包括一个或多个LED光元件，能够提供便于观测的足够白光。LED单元还根据需要提供用于荧光素内窥镜检查的紫外蓝光。这对于检测传统强白光会错过的关节软骨小损伤和表面损伤来说是极有益的。眼科医师广泛地使用这种技术来检测表面角膜擦伤。

上面已经广泛地概述了本发明的重要的特征，从而可以更好地理解其详细描述，并能够更好地领会本发明对现有技术的贡献。下文中还将描述本发明的其它特征。