[发明专利]一种多模态肛肠检测窥镜探头及其应用

权利要求书

1.一种多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，由刚性前端(1)和柔性后端(2)两部分构成，刚性前端(1)和柔性后端(2)采用紧固件(19)连接；

所述刚性前端(1)由透明外壳和内部构件组成；内部构件包括多腔管(11)、刺激管(23)、灌注管(24)和连接件，还设有窥镜模块(3)、前端传感器模块(4)、电刺激电极(17)、外接多腔管(11)和数据线缆(12)；其中，窥镜模块(3)用于图像采集，前端传感器模块(4)用于检测直肠末端压力，多腔管(11)上的测压孔(13)用于检测肛管压力；

所述柔性后端(2)可弯折，柔性后端(2)外部包裹有可扩展球囊(6)，其中内含中部传感器模块(7)和后端传感器模块(8)和/或弯折传感器(9)，柔性后端(2)表面分布有若干测试电极(10)。

2.根据权利要求1所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述前端传感器模块(4)、中部传感器模块(7)和后端传感器模块(8)均分别含压力、温度、姿态等多种传感器和/或单片机。

3.根据权利要求1所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述多腔管(11)有若干腔道，其中第一腔道(52)与刺激管(23)相连，第二腔道(51)与灌注管(24)相连，第三或多个腔道(53)开有测压孔(13)；刺激管(23)开孔处位于出线方向的圆倒角边缘；灌注管(24)用于球囊扩张；测压孔(13)用于肛管压力检测。

4.根据权利要求1所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述紧固件(19)有多个前后贯通的通道，注胶成型过程中胶体可通过这些通道流入刚性前端(1)外壳上的凹槽内，胶体固化后可与柔性后端(2)紧密连接为一体，保证探头的前后结构的连接稳定性。

5.根据权利要求1所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述第一腔道的腔体内径大于0.3mm；所述第二腔体内径大于0.8mm，满足80ml/min的灌注速度要求；所述第三腔体内径大于0.3mm。

6.根据权利要求1所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述窥镜模块(3)用于图像采集，采集第一帧图像；间隔N帧采集第二帧图像；图像预处理；图像去噪；提取边缘信息；特征匹配；图像分块；变化强度量化；最后将图像特征与由前端传感器模块(4)、多腔管(11)上的测压孔(13)测得的肛管压力、中部传感器模块(7)和后端传感器模块(8)测得的多点压力特征，与前端传感器模块(4)、后端传感器模块(5)和/或弯折传感器(9)测得的腔体弯折特征，与测试电极(10)测得的柔性后端(2)外部的可扩张球囊(6)的截面形态特征进行决策融合及判定结果。

7.根据权利要求6所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述图像去噪为用于识别肛门内括约肌折叠线作为参考特征，以提肛和力排时的曲线边缘特征作为运动边界；然后对每帧图像进行特征匹配，按曲线折叠方式进行分块处理；分块完成后，绘制图块大小随时间变化曲线，和各边缘曲线的灰度投影变化曲线；最后通过不同刺激条件下的图块大小变化频率及曲线运动特征与对应时刻的压力、形态和角度等功能性指标进行综合性分析，实现括约肌痉挛、颤振等生理运动异常的病理生理异常预测与评价。

8.根据权利要求6所述多模态肛肠检测窥镜探头，其特征在于，所述图像分块为根据括约肌受力情况不同，图像被划分为不同的小块，通过检索边缘处的图像颜色与图片的前景色，在Gray灰度图像中计算边缘像素点相对于其他像素点的交叉差分的梯度算子Roberts作为判断条件：

其中，s_x(i，j)为该像素水平方向滤波值，s_y(i，j)为该像素垂直方向滤波值。