具体实施方式

下面提供了优选实施例的详细描述。尽管描述了几个实施例，但是应该理解，本专利说明书中描述的新主题不限于本文描述的任何一个实施例或实施例的组合，而是包括许多替代、修改和等同形式。另外，尽管在下面的说明书中阐述了许多具体细节以便提供透彻地理解，但是缺少部分甚至全部这些细节仍能实现一些实施例。而且，为了清楚起见，没有详细描述现有技术中已知的某些技术材料，以避免不必要地淡化本文所述的新主题。应该清楚的是，这里描述的一个或几个具体实施例的各个特征可以与其他描述的实施例的特征或其他特征结合使用。此外，各个附图中相同的附图标记和指示表示相同的元件。在具体实施方式中提及的所有授权和申请专利均在本专利说明书中给出参照索引。

图1和图2是根据一些实施例的具有可抛弃构件的便携式内窥镜的右视图和俯视图。便携式内窥镜100包括一根长条插管120，其前端110能插入人体的中空器官或空腔。根据一些实施例，前端110作为独立的前端子组件连接至插管120。根据一些实施例，前端110的直径约大于4.55mm。有关手持式内窥镜的独立前端子组件的更多详细信息，请参见：美国专利No.9，895，048(以下称为“048专利”)；申请号为15/462，331，2017年3月17日提交，公开号为U.S.2017－0188793A1的申请专利(以下称为“331申请”)；和2018年1月23日提交，申请号为PCT/US18/14880，国际公开号为No.WO0/2018/136950的国际专利申请(以下称为“880申请”)。前端110包括成像模块和至少一个LED光源，用于观察前端110插入的器官或内腔内部。前端110还包括一个或多个流体端口。

根据一些实施例，插管120是刚性的，柔性的或半柔性的，并且包括一个或多个流体通道，这些流体通道流体连接到端口132。端口132包括一个鲁尔接头，以使端口132与各种医用流体部件(图中未示出)无泄漏连接。插管120中的一个或多个流体通道或内腔，连接至前端110的一个或多个面向前端的流体端口。根据一些实施例，插管120中的一个或多个流体通道或内腔也连接至后端端口130和430。后端端口130和430还包括鲁尔接头，以使其与各种医用流体部件(图中未显示)无泄漏连接。根据一些实施例，后端端口130与插管120的主纵向轴线124基本成一直线，从而为刚性或半刚性器械提供基本笔直的穿行通道。根据一些实施例，仅提供了一个后端端口130，并且略去了第二后端端口430。由端口130通过具有笔直后端部分的器械通道，可以提高器械插入和操作的便利性。已经发现，器械端口(即端口130和/或430)如能大体匹配显示模块150，并且与显示模块150的中心成垂直线，在人体工程学方面获益明显。这种布置更容易将外科手术器械插入端口130或430中，并且更易于操纵器械，因为就用户的眼睛而言，器械与显示屏在同一视野和同一角度。特别地，端口和显示屏之间的短距离允许操作人员将他/她的视觉范围限制在相对较小的区域。根据一些实施例，后端端口(在这种情况下为端口130)与显示模块150的屏幕350中心之间的距离d小于约15cm。根据一些实施例，距离d小于大约12cm。根据一些实施例，距离d小于大约10cm。

根据一些实施例，所有三个端口130、132和430都连接到插管120内的同一个内腔或通道；在其他实施例中，这些端口连接到两个或更多的独立的内腔。当两个或多个端口连接到插管120中同一个内腔时，可以使用一个或多个“鸭嘴阀”或类似的阀来防止回流或泄漏。根据一些实施例，从前端组件110中的LED光源和相机模块延伸出的电线穿过一个插管120内的独立通道连接电连接器136，插管120内至少还有1个流体通道。电连接器136设置为与手柄140上的手柄电连接器144形成可拆卸的电连接。在流体端口132附近的是支座134和插座138。根据一些实施例，插座138与手柄140中的侧槽滑动(即卡扣)匹配(参见图4A中的侧槽或插槽440)。

内窥镜100包括手柄140，其尺寸和形状为手枪状，以易于由内窥镜操作者(例如医生或其他医疗专业人员)以持枪状抓握。显示模块150通过轴承可旋转地和/或可枢转地安装在手柄140上，该轴承可以是塑料制成的滑动轴承和橡胶包裹的铰链。在手柄140上还可见图像捕获按钮142。根据一些实施例，手柄140和显示模块150可再次使用并组成可重复使用部分402(在图4A和图4B中示出)。根据一些实施例，手柄140包括一个或多个电子模块146，包含了至少一个下述电子元件：照相控制，视频捕获，视频处理，视频/数据存储，电池充电和控制，触摸屏处理以及WiFi通讯。根据一些实施例，电子模块146包括电子成像系统，该电子成像系统支持自动调节诸如曝光控制(AEC)，增益控制(AGO)和白平衡(AWB)等参数。另外，电子模块146提供自动光控制(ALC)，以控制拟成像物体的照明。前端110中的照相和照明模块，以及电子模块146中的成像和控制一起被构造成为“调节良好”的成像系统，能提供有用的“自动模式”。根据一些实施例，手柄140类似于在“048专利”，“331申请”和“880申请”中所示出和描述的，通常全都是枪式手柄，可以包含电子元件并且与显示器配合工作，但本申请中显著不同的是，手柄140与可抛弃构件400的可拆卸的连接以及交互。

图3是一些实施例的具有侧接可抛弃构件的便携式内窥镜的立体图。图中所示的内窥镜100仅包括一个后端端口130。在其他一些实施例，可根据用户的特定需要制作不同的可抛弃构件400。在一些实施例中，类似于美国专利No.10，278，563中所述的方式，可抛弃构件的注射针头从插管端头露出；或类似于2019年6月20日提交的申请号16/447，251的美国专利中所述的，可抛弃构件的插管具有可弯曲的前端；或类似于US2019/0282071A1中所述的，可抛弃构件的插管包括可让外科手术器械穿行的工作通道；或类似于美国专利No.8，460，182所述的，可抛弃构件的插管前端制作成可刮取或以其他方式采集组织样本。如虚线箭头所示，根据一些实施例，插管120可绕其纵轴124旋转。

图4A和图4B是一些实施例中的，具有侧装可抛弃构件的便携式内窥镜进一步的立体图。图4A更清楚地示出了内窥镜100中单次使用的可抛弃构件400和多次使用的可重复使用部分402。单次使用部分400包括插管120，前端110，电连接器136，端口130、132和430以及插座138。可重复使用部分402包括手柄140和显示模块150。如虚线箭头所示，单次使用部分400沿纵轴124的径向方向滑动或卡入可重复使用部分402的侧面。特别地，单次使用部分400的插座138的尺寸与可重复使用部分402的手柄140中的侧槽440紧密贴合但可拆卸。插入壳体138与侧槽440的配合连接为单次使用部分400和可重复使用部分401之间提供牢固的物理连接。所述两个部分400和402之间的电连接是使用电连接器136和手柄电连接器144建立的。已经发现，将物理连接与电连接分开的优点包括电子部件更好的抗流体污染能力，以及单次使用部分和可重复使用部分更容易、更直观的匹配连接。另外，这种类型的电连接可以方便地选择将单次使用部分402连接到一个诸如机柜的电子单元，而非手柄140。机柜可以包含计算设备和显示器，或其他图像处理和/或图像存储设备，或者将图像从402部分传输到远程位置(例如医院工作站或远程医疗设施)的设备。根据一些实施例，电连接器136经由柔性电缆414连接单次使用部分400，且能使插管如图3的虚线箭头所示旋转。电缆414的前端部分在插管120的内部，但是后端部分在外部，暴露于环境外，且具有足够长度和柔性使插管120相对于支座134和手柄140旋转。

图4B示出了便携式内窥镜100的单次使用部分和可重复使用部分之间的物理连接和电连接的更多细节。根据一些实施例，电连接器136和144使用诸如微型显示端口(类型DP20)的标准电连接方案，用于1代和2代雷电接口。图4B示出了公连接器410，其可与手柄140上的母连接器144配合。至于机械连接，插座138可包括定位辅助件，例如定位球460、462和464，装有弹簧，并可以与侧槽440内形成的内槽442和444接合。此外，插座138上设有柱450和452，手柄140的侧槽440的内侧设有孔470和472与之配合。

图5是根据一些实施例的，具有侧接可抛弃构件和耐流体手柄部分的便携式内窥镜的爆炸图，描述了密封部件和其他方面。可重复使用部分402的许多组件使用O形圈和/或垫圈密封，包括左和右手柄盖片542和540都使用相应的O形圈或垫圈532彼此密封。类似地，使用O形环534密封显示模块150的前盖550和后盖552。使用O形环551密封显示模块150与左手柄盖片542。各种其他开口用O形环密封(例如O形环530)。类似地，前盖581和底盖或片583可以通过O形圈和/或垫圈与左右手柄盖片540和542密封。

图5还显示了安装有电子模块146的主印刷电路板570。锂离子充电电池580通过电连接器144来为电子元件、显示模块150以及前端的相机模块和LED灯供电。在一些实施例中，还包括Wi－Fi功能，如图5示出了WiFi主板582和WiFi天线584。

图6是根据一些实施例的具有侧接可抛弃构件的便携式内窥镜的密封结构和其他方面的立体图。在该视图中示出了O形环密封件532和534。图5和图6示出和描述的O形环密封件使得便携式内窥镜的可重复使用部分402具有很高的防水性。例如，手柄140可以符合IXP 7标准，并且可以浸没在液面以下0.15米至1米的地方长达30分钟。使用后，再次使用前要对内窥镜可重复使用部分进行消毒和/或灭菌，以防止交叉污染。根据一些实施例，可重复使用部分402采用的如图所示和所述的密封，能够在诸如酒精这样的流体浸润中也有一定水平的抗流体性能，以进行清洁、消毒和/或灭菌。根据一些实施例，使用可拆卸的硅树脂插头(未示出)或其他方式密封电连接器144，可重复使用部分402可通过浸入环氧乙烷(EO)中进行灭菌。根据一些其他实施例，可重复使用部分402能承受反复的高压环境，诸如134℃下的热蒸汽环境。

图7是根据一些实施例的具有侧装可抛弃构件便携式内窥镜的插管旋转结构和其他部分的立体爆炸图。在前端，示出的前端110包括端座710，两个或更多个LED(仅示出了LED 720和722作为示例)和相机模块730。插管120的后端插入流体汇集腔732的前端中。汇集腔732后端固定到支座134，支座134后端又固定到基座750。支座134内是插入管连接器746，该插管连接器746前端设置为能插入插管120的后端。连接器746后端连接到连接件744，该连接件744可以通过螺纹和/或环氧树脂附接到连接器746。连接件744连接到工作通道连接件742上。基座750通过“夹在”通道连接件742后端和连接件740上的法兰之间而保持在适当的位置。连接件740连接到管754上。管754的后端固定到鲁尔端口件756。管754构造成在插座138内自由旋转。插座138和电连接器136相对于手柄140保持固定不动，而大多数其他部件绕着轴线124旋转。特别地，根据一些实施例，以下部件作为一个单元绕轴线124一起旋转：前端110，插管120，汇集腔732，支座134，连接器746和744，工作通道连接件742，基座750，连接件740，管744和鲁尔接头756。根据一些实施例，插管120和其他部件的旋转幅度被限制为略小于360度(例如，如图8B所示的350度，或至少180度)，这样柔性电缆414不会因过度旋转而变得过紧。基座750可以包括凸片752，该凸片752可塞入插座138法兰的前端面上的圆形槽810中(在图8A中示出)。

图8A和8B是根据一些实施例的具有侧装可抛弃构件便携式内窥镜插管旋转结构和其他部分的剖面图和主视图。在一些实施例中，通过限制基座750凸片752(如图7所示)的移动，圆形槽810能限制插管120和其他部件的旋转。注意，由于插管包含多个内腔，插管中的工作通道可以稍微偏离中心或偏离轴线124。连接件744能使工作通道更多地靠近位于中央的纵向轴线124。

图9是根据一些实施例中具有侧装可抛弃构件便携式内窥镜的WiFi天线布置和其他方面的侧视图。图中示出了WiFi主板582和WiFi天线584的位置。注意，WiFi天线584可以延伸到显示模块150的触摸屏并沿着显示模块的触摸屏的背面延伸，以降低手柄140金属部分的屏蔽效应。根据一些实施例，主板582上的WiFi模块和天线584可以将视频传输到诸如其他外部监视器或工作站中的WiFi接收器(图中未显示)。

图10是根据一些实施例的触敏视频显示屏的立体图。如上所述，手柄140中的电子模块146包括电子成像系统，该电子成像系统支持诸如曝光控制(AEC)，增益控制(AGC)和白平衡(AWB)之类的参数自动调节。此外，自动照明控制(ALC)还集成了ALC(自动照明控制)，用于控制成像物体的照明。前端110中的相机和照明模块以及电子模块146中的成像和控制一起被构造成“调节良好”的成像系统，能提供有用的“自动模式”。但是，在某些情况下，尤其是在内窥镜检查中使用“手动模式”有时有优势。在手持便携式内窥镜100中，当前端110在腔内时，自动模式在大多数情况下工作良好。但是在某些情况下，例如，当前端110上的摄像头靠近与相机模块视线方向相切的组织内壁时，与距离LED较远的其他区域相比，部分像场(由于内壁靠近照明LED)非常明亮。为了更好地可视化内壁(或靠近摄像头的部分)，可以使用“手动模式”，而关闭所有自动成像功能。在图10中，诸如触摸屏350上转角位置按钮1020、1022、1024和1026的其中一个的切换按钮，能够切换或转换自动模式和手动模式。根据一些其他实施例，除触摸屏按钮之外，还可以同时或代替触摸屏按钮使用手柄140上的硬件按钮切换自动模式和手动模式。此外，“手动模式”可以具有2或3档来降低LED亮度，以方便可视化目标表面。这种自动模式和手动模式的设置在美国专利No.10，292，571有所描述。

根据一些实施例，自动模式构造成能全自动AGC，AEC和ALC，而手动模式关闭AGC，AEC和ALC，并将LED亮度设置为其默认亮度的50％(或其他预先设定的亮度，例如75％)。屏幕350为非接触式或非触摸式操作，这样临床操作人员就无需脱下手套去按动和激活屏幕150上的按钮。根据一些实施例，按钮1020、1022、1024和1026是浮现在显示屏350上方的虚拟触摸按钮。如图所示，它们可以位于屏幕的角落或边缘附近。用户可以在屏幕350上的位置1030处横向移动(滑动)“X”或“+”图案以关闭和隐藏浮动按钮。用户可以在屏上划圆周运动(未显示)调出浮动按钮。

图11A和11B是一些实施例中的插管剖面图，以及具有侧装可抛弃构件便携式内窥镜的前端部分的剖面图。图11A示出了插管120的一些示例尺寸。插管120外径4.1毫米。工作通道内腔内径2.2毫米，并且电缆内腔1102是椭圆形的，其尺寸如图所示。电缆内腔1102可用于承载通向前端110上的相机模块和LED的电缆。在图11B中，示出了相机模块730，LED720和722的尺寸和位置。相机模块730的正方形区域边长为1.05mm，并且LED 720和722是矩形，其长边长度与相机730的边长大致相同。

根据一些实施例，本文描述的内窥镜100可应用于妇科疾病。例如，类似Pipelle的子宫内膜活检装置，类似由新泽西州英特格兰生命科学公司(Integra Live SciencesCorp.)提供的SoftFlex这样的子宫内膜活检插管，又如伊利诺伊州美德金(MedGyn)提供的子宫内膜取样器(EndoSampler)，再如外科刮匙等，都可以通过工作通道插入人体来进行子宫内膜活检。

尽管为了清楚起见已经详细描述了前述内容，但是显而易见的是，可以在不脱离本发明原理的情况下进行某些改变和修改。应当注意，存在许多实现本文描述的过程和装置的替代方式。因此，本实施例应被认为是说明性的而不是限制性的，并且本文描述的工作主体不限于本文给出的细节，这些细节可以在所附权利要求的范围和等同范围内对其进行修改。