本發(fā)明涉及一種手術(shù)用影像捕獲設(shè)備及其影像擷取方法，特別是指可進(jìn)行影像校正的手術(shù)用影像捕獲設(shè)備及其影像校正方法。

背景技術(shù)：

由于光學(xué)影像擷取技術(shù)的進(jìn)步，顯微手術(shù)能夠在醫(yī)院中被大量操作。當(dāng)醫(yī)生在進(jìn)行顯微手術(shù)時，時常需要處理非常微小而肉眼不易觀察的硬或軟組織，例如血管、神經(jīng)等直徑小于1毫米的組織，因此精準(zhǔn)的光學(xué)影像放大設(shè)備對于顯微手術(shù)而言是非常重要的。

如圖1及圖2所示分別為兩種常用的光學(xué)影像設(shè)備，包括醫(yī)療用光學(xué)放大鏡(binoculars surgical loupes)及醫(yī)療用光學(xué)顯微鏡(binoculars surgical microscope)。下表為二者的比較：

然而，上述兩種光學(xué)影像設(shè)備仍存在以下不足：

1.在整個手術(shù)過程中，需要使用者(通常是外科醫(yī)生)維持固定的工作距離和姿勢，因此通常會導(dǎo)致骨骼肌肉疼痛。

2.持續(xù)的注視放大鏡或顯微鏡的鏡片引起的眼睛的疲勞。

3.在高的放大倍率下，放大的畫面會隨著使用者的生理因素所造成的頭部無意識顫動而產(chǎn)生不穩(wěn)定的抖動及偏移，此種動作會造成對焦的困難并影響畫面的清晰度。

上述不足不僅會傷害使用者的健康，也會影響手術(shù)執(zhí)行的效果和質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種手術(shù)用影像捕獲設(shè)備，包括：

一穿戴架；一對旋轉(zhuǎn)模塊，分別設(shè)置在該穿戴架兩側(cè)，且水平高度相同；一對光學(xué)影像模塊，分別設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)模塊上；一對顯視器，連接該穿戴架并位于該穿戴架前方；一控制單元，電連接前述旋轉(zhuǎn)模塊、光學(xué)影像模塊及顯視器。

該對光學(xué)影像模塊首先擷取一基準(zhǔn)影像，其中，該穿戴架兩側(cè)的光學(xué)影像模塊分別擷取一畫面，該基準(zhǔn)影像為該兩個畫面重迭的部位，當(dāng)該穿戴架產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)位移時，該對光學(xué)影像模塊會擷取到一偏移影像，該控制單元會根據(jù)坐標(biāo)位置比對該基準(zhǔn)影像與該偏移影像，從而計算該偏移影像的位移量及方向，并根據(jù)該位移量及方向控制該對旋轉(zhuǎn)模塊移動，或者該控制單元輸出該位移量及方向以供控制該對旋轉(zhuǎn)模塊移動，進(jìn)而反向調(diào)整該光學(xué)影像模塊的方向，使該對光學(xué)影像模塊擷取符合該基準(zhǔn)影像的一校正 影像，該對顯視器用以顯示各影像。

進(jìn)一步，該穿戴架呈眼鏡型態(tài)。

進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)模塊包括一第一旋轉(zhuǎn)模塊以及一第二旋轉(zhuǎn)模塊，第一旋轉(zhuǎn)模塊用以垂直旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)模塊用以水平旋轉(zhuǎn)。更進(jìn)一步，該第一旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)置一電性連接該控制單元的第一微型馬達(dá)，該第二旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)置一電性連接該控制單元的第二微型馬達(dá)。

進(jìn)一步，所述光學(xué)影像模塊包括一照明元件、一影像擷取元件及一傳感器，該傳感器用以接收一定位指令以確認(rèn)該基準(zhǔn)影像。

進(jìn)一步，所述顯視器為虛擬視網(wǎng)膜顯示器(VRD)、LCD顯視器、LED顯示器、LCOS顯示器或玻璃顯視器(data glass)。

進(jìn)一步，所述顯視器通過一伸縮式的連接件連接在該穿戴架上。

進(jìn)一步，該控制單元為外接式或者整合于該對光學(xué)影像模塊或整合于該穿戴架上。

本發(fā)明再提出一種使用上述手術(shù)用影像捕獲設(shè)備執(zhí)行的手術(shù)用影像擷取方法，包括下列步驟：

A.將該穿戴架穿戴于使用者頭部，并通過該對光學(xué)影像模塊擷取一患部的一影像，該控制單元將該影像顯示于該對顯視器，用戶選定基準(zhǔn)位置后，設(shè)定該基準(zhǔn)位置的影像為一基準(zhǔn)影像，其中，該穿戴架兩側(cè)的光學(xué)影像模塊分別擷取一畫面，該基準(zhǔn)影像為該兩個畫面重迭的部位；B.當(dāng)使用者頭部顫動或移動進(jìn)而導(dǎo)致該穿戴架所對應(yīng)的目標(biāo)影像偏轉(zhuǎn)位移時，該對光學(xué)影像模塊會擷取到一偏移影像；C.該控制單元會根據(jù)坐標(biāo)位置比對該基準(zhǔn)影像與該偏移影像并計算該偏移影像的位移量及方向；D.該控制單元根據(jù)該位移量及方向控制該對旋轉(zhuǎn)模塊移動，或者用戶根據(jù)該位移量及方向手動控制該對旋轉(zhuǎn)模塊移動，進(jìn)而反向調(diào)整該光學(xué)影像模塊的方向，使 該對光學(xué)影像模塊擷取符合該基準(zhǔn)影像的一校正影像。

進(jìn)一步，用戶在該控制單元設(shè)定一調(diào)整門坎，步驟D中，當(dāng)該偏移影像的位移量及方向超過該調(diào)整門坎時，該控制單元控制該對旋轉(zhuǎn)模塊移動。

進(jìn)一步，步驟A中，該穿戴架兩側(cè)的光學(xué)影像模塊分別擷取一畫面，該基準(zhǔn)影像為該兩個畫面重迭的部位。

進(jìn)一步，該控制單元實(shí)時更新該基準(zhǔn)影像。

進(jìn)一步，用戶在該控制單元設(shè)定一預(yù)設(shè)光強(qiáng)度，當(dāng)照射該患部的光強(qiáng)度與該預(yù)設(shè)光強(qiáng)度不相等時，該控制單元控制該光學(xué)影像模塊發(fā)出的光強(qiáng)度，直到該患部的光強(qiáng)度與該預(yù)設(shè)光強(qiáng)度相等。

進(jìn)一步，所述顯視器位于使用者下眼瞼處。

進(jìn)一步，步驟A中，使用者通過聲控、振動控制、壓力控制或光學(xué)控制之一輸入指令至該控制單元，以設(shè)定該基準(zhǔn)影像。

本發(fā)明的功效在于：

能夠?qū)崟r校正影像的位置，確保影像隨時對焦在患部，使醫(yī)師能夠持續(xù)獲得清晰的患部影像。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的醫(yī)療用光學(xué)放大鏡的示意圖；

圖2為現(xiàn)有的醫(yī)療用光學(xué)顯微鏡的示意圖；

圖3為本發(fā)明裝置的前視圖；

圖4為本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；

圖5為本發(fā)明裝置的上視圖；

圖6為本發(fā)明方法的流程圖。

附圖標(biāo)記說明：1-穿戴架；2-第一旋轉(zhuǎn)模塊；21-第一微型馬達(dá)；3-第 二旋轉(zhuǎn)模塊；31-第二微型馬達(dá)；4-光學(xué)影像模塊；41-照明元件；42-影像擷取元件；43-傳感器；5-顯示器；6-連接件；7-控制單元。

具體實(shí)施方式

綜合上述技術(shù)特征，本發(fā)明提供的手術(shù)用影像捕獲設(shè)備及其影像擷取方法的主要功效將可于下述實(shí)施例清楚呈現(xiàn)。

如圖3至圖5所示，本發(fā)明裝置包括：

一穿戴架1，較佳呈眼鏡型態(tài)，以方便用戶穿脫；一對旋轉(zhuǎn)模塊，分別設(shè)置在該穿戴架1兩側(cè)，且水平高度相同，本實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)模塊包括一第一旋轉(zhuǎn)模塊2，用以垂直旋轉(zhuǎn)，以及一第二旋轉(zhuǎn)模塊3，用以水平旋轉(zhuǎn)，并且，該第一旋轉(zhuǎn)模塊2設(shè)置一第一微型馬達(dá)21，該第二旋轉(zhuǎn)模塊3設(shè)置一第二微型馬達(dá)31；一對光學(xué)影像模塊4，分別設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)模塊上，所述光學(xué)影像模塊4包括一照明元件41、一影像擷取元件42及一傳感器43；一對顯視器5，連接該穿戴架1并位于該穿戴架1前方，本實(shí)施例中，所述顯視器5通過一伸縮式的連接件6連接在該穿戴架1上，以調(diào)整該顯視器5在眼球前方視線可觀測的最佳位置，所述顯視器5可為虛擬視網(wǎng)膜顯示器(VRD)、LCD顯視器、LED顯示器、LCOS顯示器或玻璃顯視器(data glass)之一；一控制單元7，電連接前述旋轉(zhuǎn)模塊中的第一微型馬達(dá)21與第二微型馬達(dá)31、以及該光學(xué)影像模塊4與該顯視器5，其中，該控制單元7可為外接式或者整合于該對光學(xué)影像模塊4或整合于該穿戴架1上，本實(shí)施例以該控制單元7整合于該對光學(xué)影像模塊4其中之一為例。

如圖6所示(各元件請參閱圖3至圖5)，該裝置的影像擷取方法的步驟如下：

A.將該穿戴架1穿戴于使用者頭部，此時，所述顯視器5恰可位于使用者下眼瞼處，方便使用者觀示，并通過該對光學(xué)影像模塊4的影像擷取元件42擷取一病患的患部的影像，該控制單元7將該影像顯示于該對顯視 器5，用戶選定基準(zhǔn)位置后，通過聲控、振動控制、壓力控制或光學(xué)控制之一下達(dá)一定位指令，通過該傳感器43接收該定位指令并輸入至該控制單元7，以設(shè)定該基準(zhǔn)位置的影像為一基準(zhǔn)影像，并通過該傳感器43在該控制單元7設(shè)定一調(diào)整門坎。其中要說明的是，該基準(zhǔn)影像的選擇方式為該穿戴架1兩側(cè)的光學(xué)影像模塊4的影像擷取元件42分別擷取一畫面，該基準(zhǔn)影像為該兩個畫面重迭的部位。同時，使用者根據(jù)清楚看清患部所需要的光強(qiáng)度(即清晰目標(biāo)影像所需光強(qiáng)度)，通過該傳感器43在該控制單元7設(shè)定一預(yù)設(shè)光強(qiáng)度。除此之外，使用者亦可通過該傳感器43輸入顯微手術(shù)過程中需要該控制單元7配合處理的控制指令。

B.顯微手術(shù)進(jìn)行時，當(dāng)使用者因生理因素造成頭部無意識偏轉(zhuǎn)位移，使該穿戴架1產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)位移時，會使得該對光學(xué)影像模塊4的影像擷取元件42擷取到一偏移影像。

C.該控制單元7會根據(jù)預(yù)設(shè)好的坐標(biāo)系統(tǒng)，比對該基準(zhǔn)影像與該偏移影像的坐標(biāo)位置，從而計算該偏移影像的位移量及方向。

D.當(dāng)該偏移影像的旋轉(zhuǎn)角度超過該調(diào)整門坎時，該控制單元7根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度而啟動該第一微型馬達(dá)21與第二微型馬達(dá)31移動，使該第一旋轉(zhuǎn)模塊2與該第二旋轉(zhuǎn)模塊3反向調(diào)整該光學(xué)影像模塊4的方向，以由該對光學(xué)影像模塊4的影像擷取元件42擷取符合該基準(zhǔn)影像的一校正影像，避免影像偏離患部過多，以利于顯微手術(shù)順利進(jìn)行。另外，當(dāng)清晰目標(biāo)影像的光強(qiáng)度與該預(yù)設(shè)光強(qiáng)度不相等時，該控制單元7控制該光學(xué)影像模塊4的照明元件41直到清晰目標(biāo)影像的光強(qiáng)度與該預(yù)設(shè)光強(qiáng)度相等。而除了自動控制的方式之外，亦可由該控制單元7輸出該位移量及方向，供使用者手動操作該第一旋轉(zhuǎn)模塊2與該第二旋轉(zhuǎn)模塊3作動。

進(jìn)一步要說明的是，由于在顯微手術(shù)過程中，患部形態(tài)可能會變化造成影像改變，因此該控制單元7在顯微手術(shù)過程中會隨時更新該基準(zhǔn)影像， 以利于影像比對。

通過本發(fā)明裝置及使用方法，可隨時校正顯微手術(shù)進(jìn)行時的影像的位置，確保影像隨時對焦在患部，并可使醫(yī)師能夠持續(xù)獲得清晰的患部影像。

綜合上述實(shí)施例的說明，當(dāng)可充分了解本發(fā)明的操作、使用及本發(fā)明產(chǎn)生的功效，以上所述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明權(quán)利要求范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。