信号传输方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及医疗仪器的，尤其是涉及一种信号传输方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式，微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。微创手术过程中通常使用电子内窥镜来获取手术部位的图像，以供医生在手术过程中参考使用。

2、现有技术中，3d荧光电子内窥镜一般需要两个cmos(complementary metal oxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)，一个白光cmos和一个荧光cmos，同时，为了能够满足良好的3d成像效果，cmos的分辨率比较高，两个较高分辨率的cmos至少需要8组(16根)d-phy mipi差分线来传输差分图像信号，加上必要的电源线、控制线，至少需要20根以上的线缆，无法满足电子内窥镜镜管孔径越来越细的要求，另外mipi差分信号线在传输20～30cm后会出现严重的信号损耗，无法满足内窥镜图像信号远距离传输的要求；同时，采用普通线缆、同轴线、双绞线传输视频信号、控制信号和电源信号都会在传输过程中产生emi(electromagnetic interference，电磁干扰)问题，因为传输的是电信号，无法从根本上解决emi问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种信号传输方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可降低图像传输线缆的数量，增加图像信号传输距离，同时从根本上解决了emi问题，且有利于内窥镜镜管小型化的设计。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种信号传输方法，应用于电子内窥镜系统，所述系统包括cmos模组、前端电路板、中继盒、后端电路板和主控计算单元，所述cmos模组与所述前端电路板连接，所述前端电路板、所述中继盒与所述后端电路板通过第一通信光纤依次连接，所述后端电路板与所述主控计算单元连接，所述方法包括：

4、通过前端电路板获取cmos模组的mipi数字信号和状态参数信号；

5、利用所述前端电路板对应的串行编码芯片对所述mipi数字信号和所述状态参数信号进行编码，编码为串行数字信号后转换为驱动电流信号；

6、所述前端电路板对应的激光器依据所述驱动电流信号对所述串行数字信号进行转换，得到串行光信号；

7、利用第一通信光纤将所述串行光信号耦合传导至中继盒，并通过所述中继盒处的中继放大器进行放大处理后通过所述第一通信光纤传导至后端电路板；

8、利用所述后端电路板对应的光电二极管对放大处理后的串行光信号进行转换，得到串行电信号；

9、利用所述后端电路板对应的解串芯片对所述串行电信号进行解码，得到解码的mipi数字信号和状态参数信号；

10、主控计算单元接收解码的mipi数字信号和状态参数信号，并用于输出至显示器进行显示。

11、本发明提供一种信号传输方法，应用于电子内窥镜系统，所述系统包括cmos模组、前端电路板、中继盒、后端电路板和主控计算单元，所述cmos模组与所述前端电路板连接，所述前端电路板与所述中继盒之间通过同轴线连接，所述中继盒与所述后端电路板之间通过第二通信光纤连接，所述后端电路板与所述主控计算单元连接，所述方法包括：

12、通过后端电路板获取主控计算单元的控制信号；

13、利用所述后端电路板对应的串行编码芯片对所述控制信号进行编码，编码为串行数字信号后转换为驱动电流信号；

14、所述后端电路板对应的激光器依据所述驱动电流信号对所述串行数字信号进行转换，得到串行光信号；

15、利用第二通信光纤对所述串行光信号耦合传导至中继盒；

16、所述中继盒对应的光电二极管对所述串行光信号进行转换，得到串行电信号；

17、利用同轴线将所述串行电信号传导至前端电路板；

18、利用前端电路板对应的解串芯片对所述串行电信号进行解码，得到解码的控制信号。

19、本发明提供一种信号传输方法，应用于电子内窥镜系统，所述系统包括cmos模组、前端电路板、中继盒、后端电路板和主控计算单元，所述cmos模组与所述前端电路板连接，所述前端电路板与所述中继盒之间通过同轴线连接，所述中继盒与所述后端电路板之间通过传能光纤连接，所述后端电路板与所述主控计算单元连接，所述方法包括：

20、通过后端电路板获取主控计算单元的充电信号；

21、后端电路板通过光电能量转换器对电源模组的电源信号进行转换，得到光能信号，并将所述光能信号耦合进传能光纤；

22、利用所述传能光纤将所述光能信号传导至中继盒；

23、所述中继盒对所述传能光纤中的光能信号进行转换，将转化得到的电能给中继盒供电；

24、利用所述中继盒对应的串行编码芯片将电能以载波的形式耦合进同轴线；

25、利用所述同轴线为前端电路板和cmos模组提供电能。

26、进一步的，所述方法包括：

27、所述中继盒处对应设置的白光冷光源发出照明光，并被耦合进照明光纤，通过所述照明光纤将照明光传导至照明模组，用于为白光cmos模组提供白光；

28、所述中继盒处对应设置的荧光激发光源发出激发光，并被耦合进照明光纤，通过所述照明光纤将激发光传导至照明模组，用于为荧光cmos模组提供荧光激发光。

29、本发明提供一种信号传输方法，应用于电子内窥镜系统，所述系统包括cmos模组、前端电路板、中继盒、后端电路板和主控计算单元，所述cmos模组与所述前端电路板连接，所述前端电路板、所述中继盒与所述后端电路板通过第一通信光纤依次连接的同时，所述前端电路板与所述中继盒之间还连接有同轴线，且所述中继盒与所述后端电路板之间还连接有第二通信光纤，所述后端电路板与所述主控计算单元连接，所述方法包括：

30、通过前端电路板获取cmos模组的mipi数字信号和状态参数信号，并对所述mipi数字信号和所述状态参数信号进行编码，再将编码后的串行数字信号转换为串行光信号；利用第一通信光纤将所述串行光信号耦合传导至中继盒，并在所述中继盒处经放大处理后通过所述第一通信光纤传导至后端电路板，以在所述后端电路板处将放大处理后的串行光信号转换为串行电信号，并解码为mipi数字信号和状态参数信号；主控计算单元接收解码的mipi数字信号和状态参数信号，并用于输出至显示器进行显示；

31、通过后端电路板获取主控计算单元的控制信号，并对所述控制信号进行编码，再将编码后的串行数字信号转换为串行光信号；利用第二通信光纤对所述串行光信号耦合传导至中继盒，并将所述串行光信号转换为串行电信号；利用同轴线将所述串行电信号传导至前端电路板，并在所述前端电路板处将所述串行电信号解码为控制信号。

32、本发明提供一种信号传输装置，应用于电子内窥镜系统，所述系统包括cmos模组和主控计算单元，所述信号传输装置用于连接所述cmos模组与所述主控计算单元，所述装置包括：

33、前端电路板、中继盒和后端电路板；

34、所述前端电路板、所述中继盒与所述后端电路板通过第一通信光纤依次连接，用于将所述前端电路板获取的cmos模组的mipi数字信号和状态参数信号由第一通信光纤传导至主控计算单元；

35、所述前端电路板与所述中继盒之间还连接有同轴线，所述中继盒与所述后端电路板之间还连接有第二通信光纤；所述后端电路板用于将接收的所述主控计算单元的控制信号依次通过所述第二通信光纤、所述同轴线传导至cmos模组。

36、进一步的，所述装置还包括连接所述中继盒与所述后端电路板的传能光纤；

37、所述中继盒处设置有白光冷光源，所述白光冷光源通过照明光纤与照明模组连接，用于提供白光；

38、和/或，所述中继盒处设置有荧光激发光源，所述荧光激发光源通过照明光纤与照明模组连接，用于提供荧光激发光。

39、进一步的，所述cmos模组包括白光cmos模组和荧光cmos模组，所述白光cmos模组和所述荧光cmos模组分别通过fpc软排线与所述前端电路板连接。

40、进一步的，所述后端电路板通过板对板连接器或fpc软排线与所述主控计算单元连接。

41、本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现前述的信号传输方法的步骤。

42、本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使处理器实现前述的信号传输方法的步骤。

43、本发明提供的信号传输方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，至少具有以下有益效果：

44、1、通过将mipi数字信号和状态参数信号编码为串行信号，然后将串行信号转换为用于第一通信光纤传输的光纤信号，可以降低图像传输线缆的数量，同时，可增加图像信号传输的距离。

45、2、中继盒与后端电路板之间采用光纤连接(即通信光纤和传能光纤)，只传输光信号，没有电信号传输问题，可从根本上解决emi的问题，同时，可避免信号的多次转换，从而避免信号转换带来的信号延时问题；另外，将线缆的布设引入手柄和内窥镜镜管的外部，可合理利用手柄处和外部的空间，以布局线缆。

46、3、在实际应用中，中继盒设置在内窥镜手柄位置处，即光电能量及信号的转换、光信号的中继放大等功能集成在手柄的中继盒位置处，可节省内窥镜镜管内的空间，同时也减少了内窥镜内线缆的数量。

47、4、前端电路板与中继盒之间采用同轴线传输信号，由于同轴线可实现双向信号的传输，因此，可简化两者之间的布线结构，节省内窥镜镜管内的空间，为照明光纤提供更多的布线空间，同时利于内窥镜镜管小型化的设计。

48、5、充分利用光纤的高带宽传输特性，利用1根通信光纤实现2路4kcmos的远距离传输，其中传输距离可大于5米。

49、6、在中继盒处设置中继放大器，可以实现对光信号的中继放大，从而可以使光信号传输更远的距离，另外光纤在中继放大器处是可以通过插拔分开的，这样就实现了通信光纤和传能光纤在中继盒处都是可插拔的，也就是手柄与通信线缆可插拔连接，提升了操作的便利性；

50、7.白光照明与荧光照明共用一套照明光纤，节省了体积。