手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統的製作方法
2023-05-16 09:41:01
專利名稱：手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械領域，特別涉及一種手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統。
背景技術：
在顯微手術中，經常會涉及到各種精細的操作，這些操作通常要求進行定量測量， 其中，定量測量可包括長度測量、角度測量或對中心進行定位等。以眼科手術為例在進行眼科的玻璃體穿刺手術時，需要通過長度測量在眼表精確定位穿刺點的位置(即穿刺點距離角鞏膜緣的長度)，具體地在測量長度時，手術者首先在腳規上確定出需要的距離，然後將腳規的一端置於角鞏膜緣或其他測量起始點，將腳規的另一端置於確定位置，並在確定位置對應的目標組織上輕壓迫使目標組織出現凹痕， 然後根據目標組織上出現的凹痕迅速進行後續的手術操作，其中確定位置即為穿刺點或切割點；在白內障手術中植入用於治療散光的人工晶體時，需要通過角度測量精確定位人工晶體植入的角度，具體地在測量角度時，首先在顯微手術之前使用染料在角膜邊緣進行染色定位，在手術過程中，手術者一隻手將手持式的量角器放置在角膜表面，然後在植入人工晶體的同時將人工晶體表面上的標記以目測的方式與量角器上的刻度對齊；在進行角膜移植手術時，則需要通過對中心進行定位的方式對環鑽的位置進行中心對齊，具體地在對中心進行定位時，手術者使用手持式的量角器，在對齊角鞏膜緣後壓迫角膜，將量角器中央的十字線印在角膜中央，然後迅速進行後續的手術操作。綜上所述，目前顯微手術中所需的各種定量測量均是由手術者手持簡單的測量工具通過人工的方式完成，從而難以實現實時、精確的定量測量；並且由於手術者使用了測量工具、染料等外源物質接觸患者，增加了患者感染的風險，從而難以實現安全的定量測量。
發明內容
本發明提供一種手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統，用以實現實時、精確以及安全的定量測量。為實現上述目的，本發明提供一種手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，包括圖像採集裝置、與所述圖像採集裝置連接的計算機信息處理裝置和與所述計算機信息處理裝置連接的投影裝置；所述圖像採集裝置，用於採集手術視野的圖像信息，並將所述圖像信息輸出至所述計算機信息處理裝置；所述計算機信息處理裝置，用於對所述圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將所述輔助信息、所述投射形狀信息和所述投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投射形狀信息用於控制所述輔助信息的投射形狀，所述投射位置信息用於指示所述輔助信息投射到手術視野的投射位置；所述投影裝置，用於根據所述投射形狀信息和所述投射位置信息將所述輔助信息投射到手術視野的投射位置。
進一步地，所述投影裝置具體用於直接將所述輔助信息投射到所述投射位置；或者所述投影裝置具體用於通過設置於所述手術顯微鏡內部的分光鏡將所述輔助信息投射到所述投射位置。進一步地，所述計算機信息處理裝置還與患者監控儀連接；所述計算機信息處理裝置還用於接收所述患者監控儀發送的患者體徵信息，並對所述患者體徵信息進行分析處理，當所述患者體徵信息異常時生成患者預警信息，並將所述患者預警信息輸出至所述投影裝置；所述投影裝置還用於將所述患者預警信息投影到所述手術視野；和/或所述計算機信息處理裝置還與手術儀器連接；所述計算機信息處理裝置還用於接收所述手術儀器發送的儀器工作狀態信息，並對所述儀器工作狀態信息進行分析處理，當所述儀器工作狀態信息異常時生成儀器預警信息，並將所述儀器預警信息輸出至所述投影裝置；所述投影裝置還用於將所述儀器預警信息投影到所述手術視野。進一步地，所述投影裝置的數量為多個，多個所述投影裝置圍繞所述手術顯微鏡設置，多個所述投影裝置投射的輔助信息在投射位置上重合。進一步地，所述計算機信息處理裝置還用於根據所述圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷所述輔助信息是否失真以及判斷所述輔助信息是否投射到所述投射位置，若判斷出所述輔助信息未失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述投射位置；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息，並將所述新的投射形狀信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射位置信息和所述新的投射形狀信息將所述輔助信息投射到所述投射位置；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述投射位置。進一步地，還包括分光鏡和與所述分光鏡對應設置的反射鏡；所述投影裝置具體用於根據所述投射形狀信息和所述投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡上；所述分光鏡用於對所述輔助信息進行分光處理，以將所述輔助信息分別投射到所述投射位置和所述反射鏡上；所述反射鏡用於將所述輔助信息投射到所述投射位置，所述分光鏡投射的輔助信息和所述反射鏡投射的輔助信息在所述投射位置上重合。進一步地，所述計算機信息處理裝置還用於根據所述圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷所述輔助信息是否失真以及判斷所述輔助信息是否投射到所述投射位置，若判斷出所述輔助信息未失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射形狀和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息，並將所述新的投射形狀信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射位置信息和所述新的投射形狀信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡。進一步地，所述計算機信息處理裝置還用於將標準輔助信息、標準投射形狀信息和標準投射位置信息輸出至所述投射裝置，所述標準投射形狀信息用於控制所述標準輔助信息的標準投射形狀，所述標準投射位置信息用於指示所述標準輔助信息投射到手術視野的標準投射位置；所述投影裝置還用於根據所述標準投射形狀信息和所述標準投射位置信息將所述標準輔助信息投射到所述標準投射位置。進一步地，所述投影裝置的光源包括雷射或者LED。為實現上述目的，本發明還提供了一種手術顯微系統，包括手術顯微鏡和上述手術顯微輔助裝置。本發明具有以下有益效果本實施例提供的手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統的技術方案中，手術顯微鏡輔助裝置包括圖像採集裝置、計算機信息處理裝置和投影裝置，圖像採集裝置用於採集手術視野的圖像信息，並將圖像信息輸出至計算機信息處理裝置；計算機信息處理裝置用於對圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息輸出至投影裝置，投射形狀信息用於控制輔助信息的投射形狀，投射位置信息用於指示輔助信息投射到手術視野的投射位置；投影裝置用於根據投射形狀信息和投射位置信息將輔助信息投射到手術視野的投射位置。手術顯微鏡輔助裝置可將輔助信息投射到手術視野的投射位置，通過該輔助信息可完成定量測量過程，無需通過人工方式藉助測量工具完成定量測量，從而通過該輔助信息實現了實時、精確的定量測量；手術者無需使用測量工具、染料等外源物質接觸患者，降低了患者感染的風險，從而實現了安全的定量測量。
圖1為本發明實施例一提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖；圖2為本發明實施例二提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖；圖3為本發明實施例三提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖；圖4為本發明實施例四提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖；圖5為本發明實施例五提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖。
具體實施例方式為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統進行詳細描述。
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圖1為本發明實施例一提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖，如圖1所示，該手術顯微鏡輔助裝置包括圖像採集裝置1、與圖像採集裝置1連接的計算機信息處理裝置2和與計算機信息處理裝置2連接的投影裝置3。圖像採集裝置1用於採集手術視野的圖像信息，並將圖像信息輸出至計算機信息處理裝置2。圖像採集裝置1可實時採集手術視野的圖像信息，該圖像信息可包括圖片信息或者視頻信息。手術視野的圖像信息可以為手術視野中患者體表的圖像信息或者手術視野中患者體內透明組織的圖像信息。計算機信息處理裝置2用於對圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息輸出至投影裝置3，投射形狀信息用於控制輔助信息的投射形狀，投射位置信息用於指示所述輔助信息投射到手術視野的投射位置。其中，輔助信息為顯微手術中輔助手術者完成手術的信息，手術者可根據該輔助信息進行顯微手術，該輔助信息可以包括圖像信息和/或文字信息等。例如輔助信息可以為定量測量信息，定量測量信息可包括測量標尺、角度或定位點等。例如投射形狀信息可包括輔助信息的長度、寬度和/或角度等，因此投射形狀信息可用於控制輔助信息的長度、寬度和/或角度等，從而保證投射於手術視野中的輔助信息以正確的形狀顯示，以避免輔助信息出現失真的情況。投影裝置3用於根據投射形狀信息和投射位置信息將輔助信息投射到手術視野的投射位置。本實施例中的手術顯微鏡輔助裝置可將輔助信息投射到手術視野的投射位置，通過該輔助信息可完成定量測量過程，無需通過人工方式藉助測量工具完成定量測量，從而通過該輔助信息實現了實時、精確的定量測量；手術者無需使用測量工具、染料等外源物質接觸患者，降低了患者感染的風險，從而實現了安全的定量測量。圖2為本發明實施例二提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖，如圖2所示，該手術顯微鏡輔助裝置包括圖像採集裝置1、與圖像採集裝置1連接的計算機信息處理裝置2和與計算機信息處理裝置2連接的投影裝置3。圖像採集裝置1用於採集手術視野的圖像信息，並將圖像信息輸出至計算機信息處理裝置2。圖像採集裝置1可實時採集手術視野的圖像信息，該圖像信息可包括圖片信息或者視頻信息。圖2中手術視野的圖像信息為手術視野中患者體表的圖像信息。例如圖像信息可以為自動電腦驗光信息、角膜表面形態信息或者像差信息等。如圖2所示，手術顯微鏡4包括分光鏡41和物鏡42，圖像採集裝置1可通過分光鏡41和物鏡42採集手術視野的圖像信息，具體地，手術視野的圖像信息通過物鏡42成像到分光鏡41上，分光鏡41對該圖像信息進行分光處理以將該圖像信息分別投射到圖像採集裝置1和反射鏡43上，圖像採集裝置1接收該圖像信息從而實現採集手術視野的圖像信息，反射鏡43將該圖像信息反射至手術者的眼睛以使手術者能夠看到手術視野中的圖像。 本實施例中，圖像採集裝置1設置於手術顯微鏡4的外部，是單獨設置的圖像採集設備。其中，圖像採集裝置1可以為電荷耦合元件(Charge-coupled Device，簡稱CCD)圖像傳感
ο或者，圖像採集裝置1還可以為手術顯微鏡自帶的圖像採集設備。採用手術顯微鏡自帶的圖像採集裝置，無需增加單獨的圖像採集設備，從而節約了成本。
計算機信息處理裝置2用於對圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息輸出至投影裝置3，投射形狀信息用於控制輔助信息的投射形狀，投射位置信息用於指示所述輔助信息投射到手術視野的投射位置。其中，輔助信息為顯微手術中輔助手術者完成手術的信息，手術者可根據該輔助信息進行顯微手術，該輔助信息可以包括圖像信息和/或文字信息等。例如輔助信息可以為定量測量信息，定量測量信息可包括測量標尺、角度或定位點等。具體地，計算機信息處理裝置2可對圖像信息進行圖像處理以生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息。 例如圖像處理可以包括虹膜識別、圖像邊緣檢測、圖像仿射或者透視變換。本實施例中，計算機信息處理裝置2可包括圖像處理單元、交互命令處理單元和信息顯示單元。其中，圖像處理單元具備識別組織位置、校正投影圖像失真等功能，從而可用於對圖像信息進行處理；交互命令處理單元可包括助手輸入控制界面、術者語音識別控制界面、計算機輔助手術自動控制界面等，用以控制信息圖層的開關和顯示內容；信息顯示單元用於顯示上述輔助信息。例如進行眼科手術中的準分子角膜屈光手術時，該計算機信息處理裝置2可識別角鞏膜緣位置，利用虹膜識別技術對眼球的位置進行定位，同步調整準分子雷射治療點的位置。投影裝置3用於根據投射形狀信息和投射位置信息將輔助信息投射到手術視野的投射位置。本實施例中，投影裝置3直接將輔助信息投射到投射位置。投影裝置3的光源可採用對人體組織不會產生損傷的光源並且投影裝置3的光源為可見光源，例如投影裝置3的光源可包括雷射或者LED。投影裝置3的光源優選為雷射。由於投影裝置採用雷射作為光源投射出的圖像亮度高，並且由於雷射的成像原理是直接利用雷射點掃描顯示圖像，在投影過程中無需對圖像進行聚焦，因此投影裝置採用雷射作為光源可在手術視野中不規則曲面的表面上投射出清晰的輔助信息。進一步地，計算機信息處理裝置2還與患者監控儀連接，計算機信息處理裝置2還用於接收患者監控儀發送的患者體徵信息，並對患者體徵信息進行分析處理，當患者體徵信息異常時生成患者預警信息，並將患者預警信息輸出至投影裝置3 ；投影裝置3還用於將患者預警信息投影到手術視野。和/或，計算機信息處理裝置2還與手術儀器連接，計算機信息處理裝置2還用於接收手術儀器發送的儀器工作狀態信息，並對儀器工作狀態信息進行分析處理，當儀器工作狀態信息異常時生成儀器預警信息，並將儀器預警信息輸出至投影裝置3 ；投影裝置3還用於將儀器預警信息投影到手術視野。投影裝置3將患者預警信息和儀器預警信息投射到手術視野，以便手術者能夠及時觀察到患者預警信息和儀器預警信息。本實施例中，為避免患者預警信息和儀器預警信息影響輔助信息的顯示，投影裝置3 可將患者預警信息和儀器預警信息投射到手術視野中投射位置的周邊。本實施例中的手術顯微鏡輔助裝置可將輔助信息投射到手術視野的投射位置，通過該輔助信息可完成定量測量過程，無需通過人工方式藉助測量工具完成定量測量，從而通過該輔助信息實現了實時、精確的定量測量。手術者無需使用測量工具、染料等外源物質接觸患者，降低了患者感染的風險，從而實現了安全的定量測量。本實施例中的手術顯微鏡輔助裝置可以在患者體徵出現異常時生成患者預警信息，並將患者預警信息投射到手術視野上，從而實現了及時向手術者提供患者預警信息；以及在手術儀器出現異常時生成儀器預警信息，並將儀器預警信息投射到手術視野上，從而實現了及時向手術者提供儀器預警信息。本實施例中的手術顯微鏡輔助裝置直接將輔助信息投射到手術視野的投射位置，手術者在進行顯微手術過程中無需改變實視線並且無需佔用雙手進行定量測量，從而能夠更好的為患者進行手術。圖3為本發明實施例三提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖，如圖3所示，本實施例與上述實施例二的區別在於本實施例中的投影裝置3具體用於通過設置於手術顯微鏡4內部的分光鏡44將輔助信息投射到手術視野的投射位置。投影裝置3將輔助信息投射到分光鏡44上，分光鏡44將該輔助信息投射到手術視野的投射位置。對手術顯微鏡輔助裝置中其它部件的描述可參見實施例二中的描述，此處不再贅述。圖4為本發明實施例四提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖，如圖4所示，本實施例與上述實施例二的區別在於本實施例中投影裝置的數量為多個，並且多個投影裝置圍繞手術顯微鏡4設置，多個投影裝置投射的輔助信息在投射位置上重合。本實施例以二個投影裝置為例進行描述，二個投影裝置分別為投影裝置31和投影裝置32，投影裝置31和投影裝置32相對設置。投影裝置31和投影裝置32分別將輔助信息投射到手術視野的投射位置，投影裝置31投射的輔助信息和投影裝置32投射的輔助信息在投射位置上重合。在藉助投影於手術視野的輔助信息進行顯微手術的過程中，當手術者的手或者手術器械必須以特定角度進入手術視野進行顯微手術操作時，手術者的手或者手術器械會遮擋投影裝置的光路，在手術視野產生陰影，陰影之中沒有輔助信息，從而導致手術視野的輔助信息顯示不完整。針對上述問題，本實施例採用多個投影裝置從不同角度向手術視野的投射位置投射輔助信息，當手術者的手或者手術器械遮擋了某一個投影設備的光路時，其它投影設備還可以正常的向投射位置投射輔助信息，保證了投射位置上輔助信息的完整性，從而使手術視野的輔助信息可以完整的顯示。本實施例可根據不同類型的顯微手術適當調整投影裝置的數量，以達到輔助信息可以完整的顯示於手術視野的目的。多個投影裝置從不同角度向手術視野的投射位置投射輔助信息，必須嚴格保證多個投影裝置的輔助信息在投影位置上重合成一個投影圖像。若投影過程中出現輔助信息未重合，則需要對某一個或者多個輔助信息的實際投射位置和/或實際投射形狀進行校正，以使多個輔助信息能夠在手術視野的投射位置上重合。具體地，計算機信息處理裝置2 還用於根據圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷輔助信息是否失真以及判斷輔助信息是否投射到投射位置，若判斷出輔助信息未失真且輔助信息未投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將新的投射位置信息輸出至投影裝置，投影裝置用於根據投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到投射位置；若判斷出輔助信息失真且輔助信息投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息，並將新的投射形狀信息輸出至投影裝置，投影裝置用於根據投射位置信息和新的投射形狀信息將輔助信息投射到投射位置；若判斷出輔助信息失真且輔助信息未投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置，投影裝置用於根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到投射位置。例如若圖4中投影裝置32投射的輔助信息失真且偏離了投射位置，則計算機信息處理裝置2根據圖像採集裝置2採集的圖像信息判斷出投影裝置32投射的輔助信息失真且未投射到投射位置，計算機信息處理裝置2對圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置32，投影裝置32根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到投射位置，從而使投影裝置31和投影裝置32投射的輔助信息重合於投射位置上。又例如若圖4中投影裝置31投射的輔助信息和投影裝置32投射的輔助信息均失真且偏離了投射位置，計算機信息處理裝置2根據圖像採集裝置2採集的新的圖像信息判斷出投影裝置31投射的輔助信息失真且未投射到投射位置以及投影裝置32投射的輔助信息失真且未投射到投射位置，計算機信息處理裝置2對新的圖像信息進行處理生成投影裝置31對應的新的投射形狀信息和新的投射位置信息以及投影裝置32對應的新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將投影裝置31對應的新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置31以及將投影裝置32對應的新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置32，投影裝置31根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到投射位置，投影裝置32根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到投射位置，從而使投影裝置31和投影裝置32投射的輔助信息重合於投射位置上。圖5為本發明實施例五提供的一種手術顯微鏡輔助裝置的結構示意圖，如圖5所示，本實施例與上述實施例二的區別在於本實施例中手術顯微鏡輔助裝置還包括分光鏡34和與分光鏡34對應設置的反射鏡35。投影裝置33具體用於根據投射形狀信息和投射位置信息將輔助信息投射到分光鏡34上；分光鏡34用於對輔助信息進行分光處理，以將輔助信息分別投射到投射位置和反射鏡35上；反射鏡35用於將輔助信息投射到投射位置。 分光鏡34投射的輔助信息和反射鏡35投射的輔助信息在投射位置上重合。反射鏡35的數量可以為多個，本實施例以一個反射鏡35為例進行描述。在藉助投影於手術視野的輔助信息進行顯微手術的過程中，當手術者的手或者手術器械必須以特定角度進入手術視野進行顯微手術操作時，手術者的手或者手術器械會遮擋投影裝置的光路，在手術視野產生陰影，陰影之中沒有輔助信息，從而導致手術視野的輔助信息顯示不完整。針對上述問題，本實施例通過分光鏡和反射鏡實現從不同角度向手術視野的投射位置投射輔助信息，當手術者的手或者手術器械遮擋了某一個投射輔助信息的光路時，其它投射輔助信息的光路還可以正常的向投射位置投射輔助信息，保證了投射位置上輔助信息的完整性，從而使手術視野的輔助信息可以完整的顯示。本實施例可根據不同類型的顯微手術適當調整反射鏡的數量，以達到輔助信息可以完整的顯示於手術視野的目的。通過分光鏡和反射鏡從不同角度向手術視野的投射位置投射輔助信息，必須嚴格保證多個投射的輔助信息在投影位置上重合成一個投影圖像。若投影過程中出現輔助信息未重合，則需要對某一個或者多個輔助信息的實際投射位置和/或實際投射形狀進行校正，以使多個輔助信息能夠在手術視野的投射位置上重合。具體地，計算機信息處理裝置 2還用於根據圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷輔助信息是否失真以及判斷輔助信息是否投射到投射位置，若判斷出輔助信息未失真且輔助信息未投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將新的投射位置信息輸出至投影裝置33，投影裝置33用於根據投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到分光鏡 34 ；若判斷出輔助信息失真且輔助信息投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新
10的投射形狀信息，並將新的投射形狀信息輸出至投影裝置33，投影裝置33用於根據投射位置信息和新的投射形狀信息將輔助信息投射到分光鏡34 ；若判斷出輔助信息失真且輔助信息未投射到投射位置時對新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置33，投影裝置33用於根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到分光鏡34。進一步地，分光鏡34對輔助信息進行分光處理，以將輔助信息分別投射到投射位置和反射鏡35上，反射鏡 35將輔助信息投射到投射位置，從而使分光鏡34投射的輔助信息和反射鏡35投射的輔助信息在投射位置上重合。例如若圖5中投影裝置33投射的輔助信息失真且偏離了投射位置，則計算機信息處理裝置2根據圖像採集裝置2採集的新的圖像信息判斷出投影裝置33 投射的輔助信息失真且未投射到投射位置，計算機信息處理裝置2對新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將新的投射形狀信息和新的投射位置信息輸出至投影裝置33，投影裝置33用於根據新的投射形狀信息和新的投射位置信息將輔助信息投射到分光鏡34，由分光鏡34對輔助信息進行分光處理，以將輔助信息分別投射到投射位置和反射鏡35上，反射鏡35將輔助信息投射到投射位置，從而使分光鏡34投射的輔助信息和反射鏡35投射的輔助信息在投射位置上重合。本發明實施例六提供了一種手術顯微鏡輔助裝置，本實施例在上述實施例一的基礎上，計算機信息處理裝置還用於將標準輔助信息、標準投射形狀信息和標準投射位置信息輸出至投射裝置，標準投射形狀信息用於控制標準輔助信息的標準投射形狀，標準投射位置信息用於指示標準輔助信息投射到手術視野的標準投射位置；投影裝置還用於根據標準投射形狀信息和標準投射位置信息將標準輔助信息投射到標準投射位置。本實施例中， 計算機信息處理裝置直接生成標準輔助信息、標準投射形狀信息和標準投射位置信息，並由投影裝置將標準輔助信息投射到手術視野的標準投射位置。手術者在進行顯微手術過程中，可比較輔助信息和標準輔助信息是否重合，以實現顯微手術過程中對手術視野中患者手術部位的實時檢查。例如在角膜縫合的手術過程中，投影裝置向角膜表面投射輔助信息，該輔助信息為等距的環形或直線條紋，由於角膜表面的切口或裂口造成角膜表面不規則，因此該等距的環形或直線條紋會發生形變。此時，計算機信息處理裝置可直接生成標準輔助信息，該標準輔助信息為未形變的等距的環形或直線條紋，並由投影裝置根據計算機信息處理裝置直接生成的標準投射形狀信息和標準投射位置信息將未形變的等距的環形或直線條紋投射到角膜表面。手術者在縫合角膜時通過控制縫線力度使形變的條紋儘可能接近標準輔助信息所示的未形變的條紋，從而達到使角膜切口受力均勻的目的。下面以手術顯微鏡輔助裝置向患者眼睛表面投射定位信息為例對上述手術顯微鏡輔助裝置的各實施例進行詳細說明。手術者根據顯微手術過程向計算機信息處理裝置發出指令，需要打開或關閉某一輔助信息。例如在眼科手術中，在植入散光矯正人工晶體時需要按照患者坐位時所測量的散光軸角度，將人工晶體特定軸線旋轉至該角度上。手術中，手術者要求打開角膜邊緣的角度標尺，圖像採集裝置通過分光鏡和CCD圖像傳感器採集到當前手術視野中的圖像信息並將該圖像信息輸出至計算機信息處理裝置；計算機信息處理裝置利用圖像處理方法，如現有技術中常用的邊緣檢測等算法，識別出角膜緣的實時位置和大小等信息，然後依據識別出的實時位置和大小等信息計算出角膜中心的位置以及角膜緣的位置，生成環形角膜定位刻度標尺，並將環形角膜定位刻度標尺輸出至投影裝置。其中，環形角膜定位刻度標尺水平的0度起點，根據事先採集的患者坐位時眼表圖像所計算，以消除臥位時眼球旋轉造成的誤差，並通過圖像失真校正算法計算出由於投影裝置與物鏡非同軸造成的形變。最後，投影系統將矯正後的環形角膜定位刻度標尺投射到手術視野中患者眼睛的角膜緣之上顯示出來，使手術者可以在手術顯微鏡下直接觀察到該環形角膜定位刻度標尺。當完成散光矯正人工晶體植入操作之後，手術者再向計算機信息處理裝置發出指令，關閉投射在角膜緣的環形角膜定位刻度標尺，以免其影響眼內其他手術操作。本發明上述各實施例提供的手術顯微鏡輔助裝置可用於各種顯微手術中，顯微手術包括但不限於眼科顯微手術、整形外科顯微手術、婦產科顯微手術、耳鼻喉科顯微手術、 神經科顯微手術或者腦外科顯微手術。本發明實施例七提供了一種手術顯微系統，包括手術顯微鏡和手術顯微輔助裝置，該手術顯微鏡輔助裝置可採用上述實施例一至實施例六中任一實施例中的手術顯微輔助裝置，此處不再贅述。其中，手術顯微鏡包括但不限於眼科手術顯微鏡、裂隙燈手術顯微鏡、耳鼻喉科手術顯微鏡、整形外科手術顯微鏡、婦產科手術顯微鏡或者神經科手術顯微
^Mi ο可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，包括圖像採集裝置、與所述圖像採集裝置連接的計算機信息處理裝置和與所述計算機信息處理裝置連接的投影裝置；所述圖像採集裝置，用於採集手術視野的圖像信息，並將所述圖像信息輸出至所述計算機信息處理裝置；所述計算機信息處理裝置，用於對所述圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將所述輔助信息、所述投射形狀信息和所述投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投射形狀信息用於控制所述輔助信息的投射形狀，所述投射位置信息用於指示所述輔助信息投射到手術視野的投射位置；所述投影裝置，用於根據所述投射形狀信息和所述投射位置信息將所述輔助信息投射到手術視野的投射位置。
2.根據權利要求1所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述投影裝置具體用於直接將所述輔助信息投射到所述投射位置；或者所述投影裝置具體用於通過設置於所述手術顯微鏡內部的分光鏡將所述輔助信息投射到所述投射位置。
3.根據權利要求1所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述計算機信息處理裝置還與患者監控儀連接；所述計算機信息處理裝置還用於接收所述患者監控儀發送的患者體徵信息，並對所述患者體徵信息進行分析處理，當所述患者體徵信息異常時生成患者預警信息，並將所述患者預警信息輸出至所述投影裝置；所述投影裝置還用於將所述患者預警信息投影到所述手術視野；和/或所述計算機信息處理裝置還與手術儀器連接；所述計算機信息處理裝置還用於接收所述手術儀器發送的儀器工作狀態信息，並對所述儀器工作狀態信息進行分析處理，當所述儀器工作狀態信息異常時生成儀器預警信息，並將所述儀器預警信息輸出至所述投影裝置；所述投影裝置還用於將所述儀器預警信息投影到所述手術視野。
4.根據權利要求1所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述投影裝置的數量為多個，多個所述投影裝置圍繞所述手術顯微鏡設置，多個所述投影裝置投射的輔助信息在投射位置上重合。
5.根據權利要求4所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述計算機信息處理裝置還用於根據所述圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷所述輔助信息是否失真以及判斷所述輔助信息是否投射到所述投射位置，若判斷出所述輔助信息未失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述投射位置；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息，並將所述新的投射形狀信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射位置信息和所述新的投射形狀信息將所述輔助信息投射到所述投射位置；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述投射位置。
6.根據權利要求1所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，還包括分光鏡和與所述分光鏡對應設置的反射鏡；所述投影裝置具體用於根據所述投射形狀信息和所述投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡上；所述分光鏡用於對所述輔助信息進行分光處理，以將所述輔助信息分別投射到所述投射位置和所述反射鏡上；所述反射鏡用於將所述輔助信息投射到所述投射位置，所述分光鏡投射的輔助信息和所述反射鏡投射的輔助信息在所述投射位置上重合。
7.根據權利要求6所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述計算機信息處理裝置還用於根據所述圖像採集裝置採集的手術視野的新的圖像信息判斷所述輔助信息是否失真以及判斷所述輔助信息是否投射到所述投射位置，若判斷出所述輔助信息未失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射位置信息，並將所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射形狀和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息，並將所述新的投射形狀信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述投射位置信息和所述新的投射形狀信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡；若判斷出所述輔助信息失真且所述輔助信息未投射到所述投射位置時對所述新的圖像信息進行處理生成新的投射形狀信息和新的投射位置信息，並將所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息輸出至所述投影裝置，所述投影裝置用於根據所述新的投射形狀信息和所述新的投射位置信息將所述輔助信息投射到所述分光鏡。
8.根據權利要求1所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述計算機信息處理裝置還用於將標準輔助信息、標準投射形狀信息和標準投射位置信息輸出至所述投射裝置， 所述標準投射形狀信息用於控制所述標準輔助信息的標準投射形狀，所述標準投射位置信息用於指示所述標準輔助信息投射到手術視野的標準投射位置；所述投影裝置還用於根據所述標準投射形狀信息和所述標準投射位置信息將所述標準輔助信息投射到所述標準投射位置。
9.根據權利要求1至8任一所述的手術顯微鏡輔助裝置，其特徵在於，所述投影裝置的光源包括雷射或者LED。
10.一種手術顯微系統，包括手術顯微鏡，其特徵在於，還包括如權利要求1至9任一所述的手術顯微鏡輔助裝置。
全文摘要
本發明公開了一種手術顯微鏡輔助裝置和手術顯微系統。該手術顯微鏡輔助裝置包括圖像採集裝置、與圖像採集裝置連接的計算機信息處理裝置和與計算機信息處理裝置連接的投影裝置；圖像採集裝置，用於採集手術視野的圖像信息，並將圖像信息輸出至計算機信息處理裝置；計算機信息處理裝置，用於對圖像信息進行處理生成輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息，並將輔助信息、投射形狀信息和投射位置信息輸出至投影裝置，投射形狀信息用於控制輔助信息的投射形狀，投射位置信息用於指示輔助信息投射到手術視野的投射位置；投影裝置，用於根據投射形狀信息和投射位置信息將輔助信息投射到手術視野的投射位置。本發明實現了實時、精確以及安全的定量測量。
文檔編號A61B1/00GK102440749SQ201110267909
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者肖真 申請人:肖真