可自由轉角的立體內窺鏡系統的製作方法
2023-06-20 10:25:16 1
專利名稱：可自由轉角的立體內窺鏡系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種醫療器械技術領域的裝置，具體是一種可自由轉角的立體內 窺鏡系統。
背景技術：
微創手術MIS (Minimally Invasive Surgery，微創手術)是當今外科手術的一個 比較前沿的領域，但是目前的微創手術中存在一個棘手的問題，就是醫生所能夠得到病人 體內的信息只是二維的。失去了三維信息，給醫生的手術操作帶來困難，容易造成手術的失 誤，給病人帶來更大的手術痛苦以及留下後遺症。三維立體內窺鏡是以立體圖像觀察人體內部的新型內鏡系統，提供給手術操作者 清晰的三維實時圖像，使醫生感覺置身於患者的體腔，更加準確的確定組織間及手術器械 於手術部位間的位置關係，以保證手術的精確進行。這個技術讓外科醫生突破了傳統的微 創手術的界限，將微創手術精度和水平提高到新的高度，大大降低了病人的痛苦、手術創傷 和手術費用，減輕了醫生的勞動強度，為患者帶了很大的福音。經對現有技術的文獻檢索發現，中國發明專利申請號=200910068276. 2，名稱為 雙目內窺鏡手術視覺系統，該技術包括雙目內窺鏡、圖像伺服器、立體視覺顯示系統，其鏡 頭採用雙攝像頭可以得到兩路清晰的視頻信號，左右兩路圖像被分別顯示在左右兩個顯示 器中，但是該內窺鏡不能實現自由轉角，視野範圍受到限制。進一步檢索發現，中國實用新型專利申請號99114192.X，名稱為立體視覺內窺 鏡，該技術包括物鏡、傳導管身、目鏡和成像觀察部分，該內窺鏡採用位移視差法雙光路分 時圖像合成虛擬實境視覺，圖像處理器與立體視覺頭盔相連，從而獲取立體圖像。但是該內 窺鏡視覺範圍有限，不能獲取足夠多的有用信息，且醫生帶著立體視覺頭盔增加了醫生工 作的不舒適感，影響醫生正常工作。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種可自由轉角的立體內窺鏡系統， 每個自由度的轉角範圍為-70°到70°，獲取的圖像完全滿足微創手術的立體視覺要求。 採用CMOS圖像傳感器，該圖像傳感器較傳統的CCD圖像傳感器克服了功耗高和速度處理瓶 頸等問題，並且有更好的經濟性。由於微創外科手術的環境是充滿各種液體的，因此內窺鏡 必須要有良好的防水性，否則將增加手術的難度，降低手術的精確性。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括內窺鏡冷光源、內窺鏡本體和體 外顯示器，其中內窺鏡冷光源與內窺鏡本體相連，內窺鏡本體與體外顯示器相連並輸出顯 示圖像信息。所述的內窺鏡本體包括傳導模塊、轉角模塊和圖像採集模塊，其中傳導模塊與 圖像採集模塊相連接並傳輸冷光源信息，轉角模塊兩頭分別與傳導模塊和圖像採集模塊相 連接並實現內窺鏡本體的轉角功能，圖像採集模塊與體外顯示器相連接並傳輸圖像信息。
3
所述的傳導模塊包括圖像光纖導線、冷光源光纖導線和導杆殼體，其中冷光源 光纖導線和圖像光纖導線穿過導杆殼體內部分別與光纖和攝像頭相連。所述的轉角模塊包括轉角頭部、若干個轉角節端、轉角尾部、通線板、加固鋼絲和 旋轉手柄，其中轉角頭部與轉角節端、節端與節端、節端與轉角尾部之間均為鉚接，每個節 端都有8個通線板，加固鋼絲通過通線板的孔與轉角頭部前端的通線板固定，旋轉手柄安 裝在導杆殼體上。所述的節端中，排序為奇數的節端以垂直於紙面的方向運動，排序為偶數的節端 以上下方向運動運動。所述的圖像採集模塊包括圖像光纖、攝像頭和防水片，其中圖像光纖和攝像頭 在圖像採集模塊內部，防水片安裝在圖像採集模塊前端。與現有技術相比，本發明的優點在於立體內窺鏡可自由轉角，獲得更大範圍的圖 像信息。立體內窺鏡頭部安裝了防水片，增加了設備使用的安全性，提高了手術圖像的清晰 度，減小了手術的難度。
圖1是本發明結構示意圖。圖2是內窺鏡的機構示意圖。圖3是圖像採集模塊的左視圖。圖4是轉角模塊的機構示意圖。圖5是轉角節端的三視圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。如圖1所示，本實施例包括為內窺鏡提供照明的內窺鏡冷光源、內窺鏡本體、顯 示內窺鏡所獲取視頻信息的顯示器，其中內窺鏡冷光源與內窺鏡本體相連，內窺鏡本體與 顯示器相連，該系統中顯示器為系統終端，內窺鏡本體為操作機構，如圖2-5所示所述的內窺鏡本體包括傳導模塊1、轉角模塊2、圖像採集模塊3， 其中傳導模塊2與圖像採集模塊3相連接並傳輸冷光源信息，轉角模塊2兩頭分別與傳導 模塊1和圖像採集模塊3相連接並實現內窺鏡本體的轉角功能，圖像採集模塊3與體外顯 示器相連接並傳輸圖像信息。所述的傳導模塊1包括圖像光纖導線11、冷光源光纖導線12、導杆殼體13，其 中冷光源光纖導線12和圖像光纖導線11穿過導杆殼體13內部分別與光纖31和攝像頭 32相連。所述的轉角模塊2包括轉角頭部21、若干個轉角節端22、鉚釘23、轉角尾部24、 加固鋼絲25、26、通線板27、28、旋轉手柄29，其中轉角頭部21與轉角節端22、節端與節 端、節端22與轉角尾部24之間通過鉚釘23進行連接，奇數節端22的運動被限制在垂直於 紙面的方向，而偶數節端22的運動只能在上下方向運動。
4
所述的節端22上均設有8個通線板27、28，鋼絲25、26分別通過通線板27、28的 孔與轉角頭部21前端的通線板固定，旋轉手柄29安裝在導杆殼體13上。所述的圖像採集模塊3包括圖像光纖31、攝像頭32、防水片33，其中圖像光纖 31和攝像頭32在圖像採集模塊3內部，防水片33安裝在圖像採集模塊前端。在本實施例中，旋轉手柄29與轉角模塊2通過不鏽鋼絲相連接，即旋轉手柄通過 線傳動來調節轉角模塊的位置和角度，調節過程為當順時針拉動鋼絲25時，由於鋼絲的 長度不變，25上邊部分變短，下邊部分變長，引起偶數節端的順時針旋轉，總體上可引起轉 角的順時針旋轉，同理，逆時針拉動25時，可使轉角向下逆時針旋轉，從而實現了在沿紙面 方向的上下旋轉運動；當拉動26時，同理可實現該轉角機構在垂直於紙面方向的旋轉運 動。在手術過程中，醫生通過觀察顯示器的圖像信息覺得是否需要改變攝像頭的位置以獲 得所需的圖像，通過旋轉旋轉手柄控制轉角模塊即可完成該工作。
權利要求
一種可自由轉角的立體內窺鏡系統，包括內窺鏡冷光源、內窺鏡本體和體外顯示器，其中內窺鏡冷光源與內窺鏡本體相連，內窺鏡本體與體外顯示器相連並輸出顯示圖像信息，其特徵在於所述的內窺鏡本體包括傳導模塊、轉角模塊和圖像採集模塊，其中傳導模塊與圖像採集模塊相連接並傳輸冷光源信息，轉角模塊兩頭分別與傳導模塊和圖像採集模塊相連接並實現內窺鏡本體的轉角功能，圖像採集模塊與體外顯示器相連接並傳輸圖像信息。
2.根據權利要求1所述的可自由轉角的立體內窺鏡系統，其特徵是，所述的傳導模塊 包括圖像光纖導線、冷光源光纖導線和導杆殼體，其中冷光源光纖導線和圖像光纖導線 穿過導杆殼體內部分別與光纖和攝像頭相連。
3.根據權利要求1所述的可自由轉角的立體內窺鏡系統，其特徵是，所述的轉角模塊 包括轉角頭部、若干個轉角節端、轉角尾部、通線板、加固鋼絲和旋轉手柄，其中轉角頭 部與轉角節端、節端與節端、節端與轉角尾部之間均為鉚接，每個節端均設有8個通線板， 加固鋼絲通過通線板的孔與轉角頭部前端的通線板固定，旋轉手柄安裝在導杆殼體上。
4.根據權利要求3所述的可自由轉角的立體內窺鏡系統，其特徵是，所述的節端中，排 序為奇數的節端以垂直於紙面的方向運動，排序為偶數的節端以上下方向運動運動。
5.根據權利要求1所述的可自由轉角的立體內窺鏡系統，其特徵是，所述的圖像採集 模塊包括圖像光纖、攝像頭和防水片，其中圖像光纖和攝像頭在圖像採集模塊內部，防 水片安裝在圖像採集模塊前端。
全文摘要
一種醫療器械技術領域的可自由轉角的立體內窺鏡系統，包括內窺鏡冷光源、內窺鏡本體和體外顯示器，其中內窺鏡冷光源與內窺鏡本體相連，內窺鏡本體與體外顯示器相連並輸出顯示圖像信息，本發明每個自由度的轉角範圍為-70°到70°，獲取的圖像完全滿足微創手術的立體視覺要求。採用CMOS圖像傳感器，該圖像傳感器較傳統的CCD圖像傳感器克服了功耗高和速度處理瓶頸等問題，並且有更好的經濟性。由於微創外科手術的環境是充滿各種液體的，因此內窺鏡必須要有良好的防水性，否則將增加手術的難度，降低手術的精確性。
文檔編號A61B1/05GK101889853SQ20101024549
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者孟紀超, 莊小龍, 謝叻, 饒玲軍 申請人:上海交通大學