專利名稱：三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)用器械，具體涉及一種利用多CXD陣列進(jìn)行立體影像重構(gòu)的三維立 體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)窺鏡按其所成像是平面的還是立體的圖像，可將其分為平面內(nèi)窺鏡和立體內(nèi)窺
^Mi ο目前所使用的內(nèi)窺鏡，按其使用的目鏡的數(shù)量還可以分為單目和雙目鏡第一、單目內(nèi)窺鏡是由一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)成像，醫(yī)生可以通過目鏡端直接使用眼睛進(jìn) 行觀察，但是由于是單目鏡，只能獲得物體一個(gè)角度的影像，就像使用單個(gè)眼睛看物體一樣 的效果，物體缺乏立體感和距離感。第二、對于立體內(nèi)窺鏡，使用的是雙目鏡結(jié)構(gòu)，其內(nèi)窺鏡前端可以是一個(gè)鏡頭或者 兩個(gè)鏡頭，物體的影像通過兩個(gè)目鏡輸出，醫(yī)生通過雙目鏡可以觀察到與人眼類似的物體 的立體影像，也可以通過連接特殊的處理主機(jī)和顯示器，通過處理主機(jī)的處理，可以在顯示 器中顯示立體的影像，但是這種影像也是單角度的，具有一定的局限性，目前已經(jīng)出現(xiàn)使用 這種結(jié)構(gòu)的立體腹腔鏡。但是其他應(yīng)用領(lǐng)域還沒有出現(xiàn)。醫(yī)生在使用單目內(nèi)窺鏡進(jìn)行手術(shù)時(shí)，由于單目鏡成平面的圖像，缺乏立體的感知， 所以依賴醫(yī)生的技術(shù)水平。而雙目鏡立體內(nèi)窺鏡雖然能得到類似人眼觀察物體的立體感 覺，但由于人體腔體的局限，也不能立體地反映出整個(gè)手術(shù)區(qū)域的立體全貌，所以醫(yī)生在使 用現(xiàn)行的內(nèi)鏡進(jìn)行手術(shù)時(shí)，都要受到視覺上的制約，對于手術(shù)的開展和提高病癥的治愈率 有一定的限制。CCD (Charge-Coupled Device，電荷耦合器件)是可用于立體相機(jī)的一種重要組成 部分。它是一種光敏半導(dǎo)體器件，其上的感光單元將接收到的光線轉(zhuǎn)換為電荷量，而且電荷 量大小與入射光的強(qiáng)度成正比。CCD圖像傳感器的技術(shù)極為成熟，可以根據(jù)需要拼接成任 何形狀的陣列。1999年富士公司推出超級CCD技術(shù)，在與普通CCD相同面積和感光單元數(shù) 目的情況下，其分辨率提高60 %，動(dòng)態(tài)范圍提高130 %，色彩再現(xiàn)能力提高40 %，能耗下降 40%，進(jìn)一步提高了 CXD的功能。CXD的感光單元尺寸不斷在減少，目前已經(jīng)有報(bào)道的感光 單元尺寸僅為0. 5μπι，進(jìn)入了亞微米時(shí)代，CCD將會(huì)圍繞著高分辨率、高讀出速度、低成本、 微型化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、多光譜應(yīng)用和3D照相等方面進(jìn)一步發(fā)展。矩陣排列的感光單元構(gòu)成的 面陣CXD可傳感圖像。C⑶現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)中，同時(shí)也在天文望遠(yuǎn) 鏡、掃描儀和條形碼讀取器中有應(yīng)用。“嫦娥二號”使用96條線CCD陣列對同一目標(biāo)采樣， 最后把信號全都累加。很暗的目標(biāo)、分辨率很高的目標(biāo)，“嫦娥二號”都能照出來，其分辨率 能達(dá)到1米。現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有將CCD陣列概念與宮腔鏡結(jié)合起來一起應(yīng)用，因此，為了得到 宮腔內(nèi)清晰地三維立體影像，將多CCD陣列技術(shù)與宮腔鏡結(jié)合的內(nèi)鏡技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，該三 維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡能在手術(shù)過程中對宮腔進(jìn)行立體三維重構(gòu)，幫助醫(yī)護(hù)人員了解宮腔 內(nèi)病變狀況，制定處理方案提供更好的圖像依據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，包括硬質(zhì)電子宮腔鏡及與硬質(zhì)電子 宮腔鏡連接的冷光源主機(jī)、處理主機(jī)、工作站組件，所述硬質(zhì)電子宮腔鏡包括宮腔鏡內(nèi)鏡部 分和鏡鞘部分，所述宮腔鏡內(nèi)鏡部分包括硬質(zhì)工作端部、內(nèi)鏡主體部分，所述硬質(zhì)工作端部 上設(shè)有能對宮腔進(jìn)行三維立體掃描拍攝、顯示其全景三維立體圖像、并對宮腔進(jìn)行三維立 體重構(gòu)的多CXD陣列模塊，所述多CXD陣列模塊包括至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部前端 面的端面CCD陣列模塊，及至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部外圓表面的圓周面CCD陣列模 塊。使用多CXD陣列對宮腔進(jìn)行三維立體掃描拍攝，顯示宮腔的全景三維立體圖像。所述 具有多陣列模塊能對宮腔進(jìn)行三維立體掃描拍攝、顯示全景三維立體圖像、并對宮腔進(jìn)行 三維立體重構(gòu)的硬質(zhì)電子宮腔鏡稱之為三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡。本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，所述鏡鞘部分進(jìn)入人體的工作端部的直 徑小于等于15mm，端部長250 300mm，鏡鞘部分的先端部設(shè)計(jì)為鈍型，防止損傷人體組織， 鏡鞘部分至少包括一個(gè)通道。本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分，按其是否帶把手和通道，至 少可以分為以下四種形式第一種形式帶把手，帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，其具體包括硬質(zhì)工作端 部、內(nèi)鏡主體部分、把手部分、一體化接口、器械通道。第二種形式不帶把手，帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，其具體包括硬質(zhì)工作 端部、內(nèi)鏡主體部分、數(shù)據(jù)接頭端、冷光源接頭、器械通道。第三種形式帶把手，不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，其具體包括硬質(zhì)工作 端部、內(nèi)鏡主體部分、把手部分、一體化接口。第四種形式不帶把手和通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，其具體包括硬質(zhì)工作端 部、內(nèi)鏡主體部分、數(shù)據(jù)接頭端、冷光源接頭。本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分的硬質(zhì)工作端部，其前端為先 端部，三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分與鏡鞘部分配合后，其硬質(zhì)工作端部伸出鏡鞘 部分工作端部至少10mm，以利于多CCD陣列模塊進(jìn)行宮腔腔體的掃描拍攝。所述先端部設(shè) 計(jì)有多CXD陣列模塊、光導(dǎo)纖維部分或者器械通道出口。本發(fā)明所述的端面CXD陣列模塊，包括端面CXD陣列和端面測距器；且所述端面 (XD陣列，其內(nèi)部最少包括2個(gè)CXD元件，且CXD元件線性排列，每個(gè)CXD對應(yīng)一組光學(xué)鏡 頭，能同時(shí)對同一個(gè)宮腔內(nèi)部分成像，每組光學(xué)鏡頭的視場角至少90°，CXD陣列至少具有 每秒拍攝5張的速度。所述的端面測距器利用激光或者聲波等的反射原理，對宮腔的距離、 深度進(jìn)行測定。端面測距器的工作頻率與端面CCD陣列的工作頻率一致，保證數(shù)據(jù)同步，利 于進(jìn)行立體重建。所述圓周面CCD陣列模塊包括置于先端部外圓表面的圓周面CCD陣列及圓周面測 距器。所述圓周面CXD陣列，至少包括一組CXD陣列，一組CXD陣列包括至少2個(gè)CXD元件及對應(yīng)的光學(xué)鏡頭，能同時(shí)對同一個(gè)宮腔內(nèi)部分成像，每組鏡頭的視場角至少90°，C⑶陣 列至少具有每秒拍攝5張的速度。一組CCD陣列的適當(dāng)位置配置一個(gè)圓周面測距器，所述 圓周面測距器的工作頻率與圓周面CCD陣列的工作頻率一致，保證數(shù)據(jù)同步，以利于進(jìn)行 立體重建。此外，在本發(fā)明中，所述圓周面CXD陣列安裝在能以主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓環(huán)載體 上，能對宮腔進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的CCD影像拍攝，圓環(huán)載體旋轉(zhuǎn)的速度與外部固定支架的運(yùn)動(dòng)速度 成比例，以保證宮腔內(nèi)的影像能進(jìn)行多角度的無縫結(jié)合，對三維立體重構(gòu)有重要意義。本發(fā)明所述的光導(dǎo)纖維部分，是為三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的工作提供足夠光源 的傳輸光路，其出口至少分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分為先端部的前端提供光源，一個(gè)部分為先 端部圓周360°的范圍提供光源。本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分，其器械通道內(nèi)徑小于等于 3. Omm0本發(fā)明所述的外部固定支架，其作用是配合三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡進(jìn)行宮腔的 CCD陣列掃描，其移動(dòng)速度與三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡先端部的多CCD陣列旋轉(zhuǎn)掃描拍攝 速度成比例。其結(jié)構(gòu)包括固定夾具、支架、移動(dòng)裝置。固定夾具用于緊密固定三維立體硬質(zhì) 電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分，支架連接固定夾具與移動(dòng)裝置，移動(dòng)裝置使用高性能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度由處理主機(jī)統(tǒng)一控制。移動(dòng)裝置傳動(dòng)方式不限，可以采用絲桿傳動(dòng)或者導(dǎo) 軌傳動(dòng)，移動(dòng)裝置固定在剛性平臺之上。本發(fā)明所述的處理主機(jī)，其核心部分采用高速的中央處理器和高性能顯卡，用于 接收和處理三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡返回的圖像信息和測距器的數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)包，通過 分析數(shù)據(jù)包的各種數(shù)據(jù)，對宮腔圖像進(jìn)行立體重構(gòu)，還原宮腔的立體三維圖像。內(nèi)部的運(yùn)動(dòng) 控制卡用于精確控制外部固定支架運(yùn)動(dòng)。所述的工作站組件與處理主機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接，工作站組件包括監(jiān)視器、工作站 主機(jī)、控制部件(鍵盤鼠標(biāo)等)和外部設(shè)備(外部儲(chǔ)存器、打印機(jī)等)。工作站組件的功能 是顯示處理主機(jī)輸出的三維立體圖像，分析、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和打印相關(guān)資料等。所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其臨床使用方法及系統(tǒng)連接如下患者取 截石位，常規(guī)消毒外陰及陰道，使用擴(kuò)陰器擴(kuò)大陰道，探明宮腔深度和方向，用葡萄糖溶液 或生理鹽水膨?qū)m，三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的鏡鞘部分配合鏡芯從陰道緩慢進(jìn)入，配合適 當(dāng)手法，進(jìn)入宮腔后，取出鏡芯，插入三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分，先作觀察，需要 進(jìn)行宮腔的全景立體重建時(shí)，則需要使用外部固定支架固定好三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的 內(nèi)鏡部分，固定好支架，同時(shí)盡可能穩(wěn)定病人，使得內(nèi)鏡和宮腔盡可能減少干擾，準(zhǔn)備完畢 后，開啟掃描功能，外部固定支架驅(qū)動(dòng)內(nèi)鏡均勻速度往外移動(dòng)。多CCD陣列模塊對宮腔進(jìn)行 直線和旋轉(zhuǎn)的掃描拍攝的同時(shí)，外部固定支架做勻速的移動(dòng)，其速度與CCD陣列的旋轉(zhuǎn)成 比例，測距器將實(shí)時(shí)測量先端部的CCD陣列與宮腔內(nèi)組織的精確距離，多CCD陣列模塊和測 距器的數(shù)據(jù)包通過數(shù)據(jù)線傳輸至處理主機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，傳輸至工作站組件的監(jiān)視器進(jìn)行 三維立體圖像的顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述的三維立體宮腔鏡參考了嫦娥二號繞月衛(wèi)星上的CXD立體相機(jī)的相 關(guān)概念和原理，首次使用多CXD陣列對人體腔體腔道進(jìn)行立體掃描拍攝和立體重建，通過 處理主機(jī)的處理，獲得宮腔的立體影像，宮腔的立體圖像對于醫(yī)生以多角度觀察其內(nèi)在的病變及研究病變成因，制定最合理有效的處理方案，具有重要的實(shí)際意義。因此，本發(fā)明所 述的三維立體宮腔鏡方便醫(yī)生通過在立體的影像的指導(dǎo)下可以進(jìn)行手術(shù)處理，病癥研究等 臨床和科研的研究，將醫(yī)生的手術(shù)習(xí)慣從平面引入到立體的層面，革新了手術(shù)手段，提高病 癥的處理效率和準(zhǔn)確率等。


圖1是本發(fā)明的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖加、圖2b是本發(fā)明的帶通道三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的結(jié)構(gòu)圖(帶把手和不帶 把手兩種形式)。圖3a是本發(fā)明中帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡先端部結(jié)構(gòu)示意圖(對應(yīng)于 上述圖2a、圖2b)。圖2c、圖2d是本發(fā)明的不帶通道三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的結(jié)構(gòu)圖。圖北是本發(fā)明中不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡先端部結(jié)構(gòu)示意圖(對應(yīng) 于上述圖2c、圖2d)。圖4是本發(fā)明的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡的先端部多CCD陣列模塊剖面示意圖。圖5是本發(fā)明的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)的外部固定支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)的臨床應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述如圖1，本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)包括三維立體硬質(zhì)電子宮 腔鏡1、外部固定支架2、處理主機(jī)3、光源主機(jī)5、工作站組件等，工作站組件包括工作站主 機(jī)4，控制部件6，監(jiān)視器7和外部設(shè)備8等。圖2a、圖2b為本發(fā)明中帶有通道的第一和第二種形式的三維立體硬質(zhì)電子宮腔 鏡1的結(jié)構(gòu)圖。由圖可知，所述三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的結(jié)構(gòu)分為鏡鞘部分11和內(nèi)鏡部分 12，鏡鞘部分11的結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)工作端部111、至少一條通道112和連接卡口 113，連接卡 口 13與內(nèi)鏡部分12緊密配合連接，其鏡鞘部分11的工作端部111的外徑小于等于15mm， 工作端部長250 300mm。所述帶有通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1按照其是否帶有把 手也可以分成以下兩種形式第一種形式是帶把手的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1，如圖加所示，該三維立體硬 質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12包括硬質(zhì)工作端部121、內(nèi)鏡主體部分122、把手部分123、一 體化接口 124、器械通道125等，所述一體化接口 IM集成有冷光源接頭和數(shù)據(jù)接頭端的作 用，且設(shè)計(jì)在把手部分123內(nèi)部。第二種形式是不帶把手的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，如圖2b所示，該三維立體硬 質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12包括硬質(zhì)工作端部11、主體部分122、數(shù)據(jù)接頭端127、冷光 源接頭126、器械通道125等上述兩種形式的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的硬質(zhì)工作端部121，如圖3a所示，所 述硬質(zhì)工作端部121的先端部1211設(shè)計(jì)有多CCD陣列模塊(包括端面CCD陣列模塊和圓周面C⑶陣列模塊)、光導(dǎo)纖維部分1243、器械通道出口 1251，光導(dǎo)纖維部分1243提供立體 三維電子宮腔鏡1前端和圓形端面觀察必要的亮度。如圖2c、2d為本發(fā)明中不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的結(jié)構(gòu)圖。三維立 體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的結(jié)構(gòu)分為鏡鞘部分11和內(nèi)鏡部分12，鏡鞘部分11的結(jié)構(gòu)包括工作 端部111、至少一條通道112和連接卡口 113，連接卡口 13與內(nèi)鏡部分12緊密配合連接，其 鏡鞘部分11的工作端部111的外徑小于等于15mm，工作端部長250 300mm。所述不帶通道的三維立體宮腔鏡1按其是否帶有把手，也可分為以下兩種形式， 具體是第一種形式，帶把手的不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，如圖2c所示，其內(nèi) 鏡部分12包括硬質(zhì)工作端部121、主體部分122、把手部分123、一體化接口 IM等，一體化 接口 IM集成有冷光源接頭和數(shù)據(jù)接頭端的作用，設(shè)計(jì)在把手部分123內(nèi)部。第二種形式，不帶把手的不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡，如圖2d所示，其 內(nèi)鏡部分12，包括硬質(zhì)工作端部121、主體部分122、數(shù)據(jù)接頭端127、冷光源接頭1 等。上述兩種不帶通道的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的硬質(zhì)工作端部121，如圖北所 示，其先端部1211設(shè)計(jì)有多CCD陣列模塊(包括端面CCD陣列模塊和圓周面CCD陣列模 塊)、光導(dǎo)纖維部分1M3，光導(dǎo)纖維部分1243提供立體三維電子宮腔鏡1前端和圓形端面 觀察必要的亮度。如圖3a、!3b所示，所述端面CXD陣列模塊，包括端面CXD陣列1241和端面測距器 1242，所述端面CCD陣列1241，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)最少包括2個(gè)CCD元件，CCD元件線性排列，每個(gè) CXD對應(yīng)一組鏡頭，能同時(shí)對同一個(gè)宮腔壁的部分成像，每組鏡頭的視場角至少90°，CXD 陣列至少具有每秒拍攝5張的速度。所述端面測距器1242利用激光或者聲波等的反射原 理，對宮腔距離、深度進(jìn)行距離的測定。且該端面測距器1242的工作頻率與端面IMlCXD 陣列的工作頻率一致，保證數(shù)據(jù)同步，利于進(jìn)行立體重建。在本發(fā)明中，設(shè)置先端部外圓表面的圓周面CCD陣列模塊包括圓周面CCD陣列 1244及圓周面測距器1245，所述圓周面CXD陣列1M4，至少包括一組CXD陣列，一組CXD陣 列包括至少2個(gè)CXD元件及對應(yīng)的鏡頭，能同時(shí)對同一個(gè)宮腔內(nèi)部分成像，每組鏡頭的視場 角至少90°，該圓周面C⑶陣列1244至少具有每秒拍攝5張的速度。且每一組圓周面CXD 陣列1244的適當(dāng)位置配置一個(gè)圓周面測距器1M5，該圓周面測距器1245的工作頻率與所 述圓周面CXD陣列1244的工作頻率一致，保證數(shù)據(jù)同步，以利于進(jìn)行立體重建。圖4是本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的先端部多CCD陣列模塊剖面示 意圖。內(nèi)鏡部分12的先端部1211的端面CCD陣列1241和端面測距器1242直接固定在 先端部1211的端面，端面CCD陣列1241的視場角最少90°，其作用主要是用于拍攝內(nèi)鏡 前端的三維圖像；所述先端部1211外圓表面的圓周面CXD陣列1244和圓周面測距器1245 安裝在內(nèi)鏡先端部1211的可以繞內(nèi)鏡工作端部121主軸旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)載體1246上，能對宮 腔進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的CCD影像拍攝，圓環(huán)載體1246旋轉(zhuǎn)的速度與外部固定支架2的運(yùn)動(dòng)速度成比 例，以保證宮腔內(nèi)的影像能進(jìn)行多角度的無縫結(jié)合。所述圓環(huán)載體1246通過配合固定在內(nèi) 鏡內(nèi)部的固定機(jī)構(gòu)1M9，可以與固定機(jī)構(gòu)1249進(jìn)行平滑的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓周面CCD陣列 1244和圓周面測距器1245的數(shù)據(jù)也通過適當(dāng)傳輸方式經(jīng)數(shù)據(jù)線1247傳輸至處理主機(jī)3， 圓環(huán)載體1246的動(dòng)力來自于內(nèi)鏡先端部1211的微型馬達(dá)1248，通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)提供圓環(huán)載體繞固定機(jī)構(gòu)1249旋轉(zhuǎn)的能量。如圖5所示為本發(fā)明所述的外部固定支架2的結(jié)構(gòu)簡圖。外部固定支架2的作用 是配合三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1進(jìn)行宮腔的CCD陣列掃描，其移動(dòng)速度與三維立體硬質(zhì) 電子宮腔鏡1先端部的多CXD陣列(包括端面CXD陣列1M1、圓周面CXD陣列1M4)旋轉(zhuǎn) 掃描拍攝速度成比例。所述外不固定支架包括固定夾具23、支架22、移動(dòng)裝置21。固定夾 具23用于緊密固定三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12的主體部分122，支架22連 接固定夾具23與移動(dòng)裝置21，移動(dòng)裝置21使用高性能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度由主機(jī) 4統(tǒng)一控制。移動(dòng)裝置21傳動(dòng)方式不限，可以采用絲桿傳動(dòng)或者導(dǎo)軌傳動(dòng)，移動(dòng)裝置21固 定在剛性平臺之上。如圖6所示為本發(fā)明所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)的臨床應(yīng)用示意圖。三 維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1連接冷光源主機(jī)5及處理主機(jī)3，工作站組件(包括工作站主機(jī)4， 控制部件6，監(jiān)視器7和外部設(shè)備8)處于正常工作狀態(tài)，患者取截石位，常規(guī)消毒外陰及陰 道，使用擴(kuò)陰器91擴(kuò)大陰道92，探明宮腔9深度和方向，用葡萄糖溶液或生理鹽水膨?qū)m，三 維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的鏡鞘部分11配合鏡芯從陰道92緩慢進(jìn)入，配合適當(dāng)手法，進(jìn)入 宮腔9后，取出鏡芯，插入三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12，先作觀察，需要進(jìn)行宮 腔9的全景立體重建時(shí)，三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12固定在外部固定支架2 之上，兩者狀態(tài)穩(wěn)定，盡量減少外接對宮腔道9和三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的干擾，通過 工作站組件(包括工作站主機(jī)4，控制部件6，監(jiān)視器7和外部設(shè)備8)啟動(dòng)三維立體硬質(zhì)電 子宮腔鏡1的多CCD陣列的掃描拍攝功能，同時(shí)啟動(dòng)外部固定支架2的移動(dòng)裝置21，其移動(dòng) 速度與三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1的內(nèi)鏡部分12先端部1211的環(huán)形載體1246的旋轉(zhuǎn)速 度成比例，以保證成像質(zhì)量和有利于處理主機(jī)3進(jìn)行三維立體重建，所有數(shù)據(jù)通過處理主 機(jī)3處理后傳輸至工作站組件的主機(jī)4進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算合成，重建成三維立體影像，顯示在 監(jiān)視器7。三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡1對整個(gè)宮腔9進(jìn)行掃描后，可以清晰地顯示出宮腔9 的全景三維圖，為醫(yī)生了解宮腔9的深層情況提供更為詳細(xì)的依據(jù)。宮腔9的三維立體影 像重建后，醫(yī)生可以根據(jù)三維圖像，制定最佳的手術(shù)方案進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，包括硬質(zhì)電子宮腔鏡及與硬質(zhì)電子宮腔鏡連接的 冷光源主機(jī)，所述硬質(zhì)電子宮腔鏡包括宮腔鏡內(nèi)鏡部分和鏡鞘部分，所述宮腔鏡內(nèi)鏡部分 包括硬質(zhì)工作端部、內(nèi)鏡主體部分，其特征在于所述硬質(zhì)工作端部上設(shè)有能對宮腔進(jìn)行三 維立體掃描拍攝、顯示其全景三維立體圖像并對宮腔進(jìn)行三維立體重構(gòu)的的多CXD陣列模 塊，所述多CCD陣列模塊包括至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部前端面的端面CCD陣列模塊， 及至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部外圓表面的圓周面CXD陣列模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述硬質(zhì)電子 宮腔鏡按照其是否帶有通道和是否帶把手，可以分為帶有通道帶把手的硬質(zhì)電子宮腔鏡、 有通道無把手的硬質(zhì)電子宮腔鏡、不帶通道帶把手的硬質(zhì)電子宮腔鏡和不帶通道無把手的 硬質(zhì)電子宮腔鏡共四種結(jié)構(gòu)形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述硬質(zhì)電子 宮腔鏡的鏡鞘部分進(jìn)入人體的工作端部即鏡鞘工作端部的直徑小于等于15mm，鏡鞘工作端 部長250 300mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述端面CCD 陣列模塊包括硬質(zhì)工作端部先端部的端面CCD陣列和端面測距器，所述端面CCD陣列其包 括至少兩個(gè)呈線性排列的CXD元件，且每個(gè)CXD元件對應(yīng)一組光學(xué)鏡頭，每組光學(xué)鏡頭的視 場角至少是90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述端面CCD 陣列至少具有每秒拍攝5張的速度，所述端面測距器的工作頻率與端面CCD陣列的工作頻率一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述圓周面CCD 陣列模塊包括硬質(zhì)工作端部先端部的圓周面CCD陣列和圓周面測距器，所述圓周面CCD陣 列其包括至少兩個(gè)呈線性排列的CXD元件，且每個(gè)CXD元件對應(yīng)一組光學(xué)鏡頭，每組光學(xué)鏡 頭的視場角至少是90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述圓周面CCD 陣列至少具有每秒拍攝5張的速度，所述圓周面測距器的工作頻率與圓周面CCD陣列的工 作頻率一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述硬質(zhì)工作 端部的先端部安裝有一能以內(nèi)鏡主體部分的主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓環(huán)載體，所述圓周面CCD 陣列和圓周面測距器設(shè)于該圓環(huán)載體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述宮腔鏡內(nèi) 鏡部分的內(nèi)鏡主體部分上還固定連接有外部固定支架，該外部固定支架包括依次連接固定 夾具、支架和移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置固定在剛性平臺上且由驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，其特征在于所述硬質(zhì)電子 宮腔鏡還連接有處理數(shù)據(jù)用的處理主機(jī)，以及工作站組件，所述工作站組件與處理主機(jī)通 過數(shù)據(jù)線連接，工作站組件包括監(jiān)視器、工作站主機(jī)、控制部件和外部設(shè)備；所述處理主機(jī)， 其核心部分采用高速的中央處理器和高性能顯卡，用于接收和處理三維立體硬質(zhì)電子宮腔 鏡返回的圖像信息和測距器的數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)包，通過分析數(shù)據(jù)包的各種數(shù)據(jù)，對宮腔圖 像進(jìn)行立體重構(gòu)，還原宮腔的立體三維圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)的使用方法，其特征在于 (1)將硬質(zhì)電子宮腔鏡的鏡鞘部分配合鏡芯從尿道口緩慢進(jìn)入進(jìn)入宮腔后，取出鏡芯；(2)插入硬質(zhì)電子宮腔鏡的內(nèi)鏡部分；(3)通過多CCD陣列模塊對宮腔進(jìn)行直線和旋轉(zhuǎn)的掃描拍攝的同時(shí)即對宮腔進(jìn)行三維 立體掃描拍攝、顯示全景三維立體圖像、并對宮腔進(jìn)行立體影像重構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)用器械領(lǐng)域。具體公開一種三維立體硬質(zhì)電子宮腔鏡系統(tǒng)，硬質(zhì)電子宮腔鏡包括宮腔鏡內(nèi)鏡部分和鏡鞘部分，宮腔鏡內(nèi)鏡部分包括硬質(zhì)工作端部、內(nèi)鏡主體部分，硬質(zhì)工作端部上設(shè)有能對宮腔進(jìn)行三維立體掃描拍攝、顯示其全景三維立體圖像并對宮腔進(jìn)行三維立體重構(gòu)的的多CCD陣列模塊，所述多CCD陣列模塊包括至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部前端面的端面CCD陣列模塊，及至少一置于硬質(zhì)工作端部先端部外圓表面的圓周面CCD陣列模塊。本發(fā)明通過至少兩個(gè)部分的CCD陣列配合內(nèi)窺鏡的縱深運(yùn)動(dòng)，所得到的所有關(guān)于宮腔內(nèi)的圖像資料和和測距器測出的距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇鳈C(jī)進(jìn)行集中處理重構(gòu)，重現(xiàn)宮腔的立體環(huán)境。宮腔的立體圖像對于醫(yī)生以多角度觀察其內(nèi)在的病變及研究病變成因，制定最合理有效的處理方案，具有重要的實(shí)際意義。
文檔編號A61B1/00GK102058375SQ20111003330
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者喬鐵 申請人:廣州寶膽醫(yī)療器械科技有限公司