[发明专利]微创手术机器人立体内窥镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及立体内窥镜视觉领域，配合微创外科手术机器人系统使用，特别涉及立体内窥镜装置的整体结构。

背景技术

目前，以腹腔镜为代表的微创外科手术已经应用于多种手术领域，是20世纪一个重要的医学科学进步。腹腔镜手术下，医生通过病人身体表面的微小切口将细长的手术工具和内窥镜探入到体内进行手术操作。与开口手术相比，腹腔镜手术操作具有出血少，手术切口小，感染概率低等优点，从而减少病人恢复时间。然后，在传统腹腔镜手术操作中，医生通过2D内窥镜只能获得平面的视觉反馈信息,丧失对操作空间内的三维感知。这一特点不仅限制了医生操作技能操作技能，增加医生上岗培训时间，而且增加手术操作时间增加时间，降低操作精确度，并且限制腹腔镜手术技术应用于复杂手术中。立体内窥镜视觉技术吸引了许多国内外研究人员和外科医生的关注。目前，日本Olympus公司、德国Schollly公司、美国Viking公司的3D腹腔镜已经面世，然后，昂贵的价格使得国内众多医院及患者不得不对其望而止步。我国在立体内窥镜系统方面的研究尚处于起步阶段，尚无应用于临床腹腔镜手术的系统。

近年来，市场上出现了多种立体视觉系统，包括快门式眼镜技术、红蓝3D立体显示技术、可穿戴式3D显示以及裸眼3D设备。目前这些技术在生活娱乐等方面已经有成熟的产品。而腹腔镜手术环境下的立体视觉系统需要具备：长时间观察舒适性，医生无负重感，小范围观察空间内高图像质量与清晰度，便于加工装配，双路镜头偏差小，易于消毒，便捷快速连接启动，安全操作等要求。现有的每种解决方案都不能满足上述的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种图像质量高、符合人体双目观察特点、与微创手术机器人配合使用的高清立体内窥镜装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的微创手术机器人立体内窥镜装置,包括立体内窥镜镜体、双路摄像组、摄像机处理单元和可调节式照明冷光源，所述的立体内窥镜镜体包括内窥镜后镜体，所述的内窥镜后镜体包括壳体，在所述的壳体后端和前端分别固定有后端盖和前端盖，在所述的壳体的左右两侧分别对称的开有左右凹槽，在所述的壳体的中间开有中间凹槽，在所述的中间凹槽中通过转轴安装有连接旋钮，所述的连接旋钮与一个螺纹连接在后端盖上的旋紧螺钉的前端固定相连，在所述的壳体的后端盖的左右两侧设置有两个尺寸不相等的大定位凸台和小定位凸台并在所述的壳体的后端盖的前侧、后侧开有传递光纤的前光纤孔和后光纤孔；所述的双路摄像组包括后端为敞口的前端支撑架，在所述的前端支撑架的后端敞口处固定有支撑架后端盖，所述的前端支撑架通过滑轨插在摄像组外壳内，在所述的前端支撑架的左侧和右侧分别开有大槽口和小槽口，在所述的前端支撑架的中间开有螺纹槽，在所述的支撑架的前后侧分别设置有前光纤凸台和后光纤凸台，所述的大定位凸台和小定位凸台分别插入大槽口和小槽口以定位，所述的旋紧螺钉穿过壳体后端盖与螺纹槽螺纹连接，所述的前光纤凸台和后光纤凸台分别插入前光纤孔和后光纤孔，在所述的支撑架后端盖上开有控制线穿过孔和两个光纤穿过孔，所述的前端支撑架前端的尺寸大于壳体的后端盖尺寸以使两者在连接处形成台阶结构，在所述的前端盖的前壁中间固定有内窥镜前镜体，所述的内窥镜前镜体包括外管，所述的外管采用医用不锈钢管，在所述的外管的前端部固定有前镜体挡片，在所述的外管的纵向对称轴的上下两侧分别非对称固定有前挡片和后挡片，在所述的外管的横向对称轴的左右两侧分别对称固定有左保护片和右保护片，在所述的左保护片和右保护片后方的立体内窥镜镜体内分别设置有结构相同的内窥镜左光路与内窥镜右光路，所述的内窥镜左光路和内窥镜右光路分别包括设置在所述的外管内前端的镜体头部，每一个所述的镜体头部包括固定在组合支撑架内的一组视向角镜头结构，所述的组合支撑架固定在外管内壁上，两组视向角镜头结构用于将从左保护片和右保护片射入的光线沿与外管的中心轴线平行的方向射出传递至转像结构的透镜组，在所述的组合支撑架的后端上分别与两组视向角镜头结构射出的光轴线同轴线固定有左套管和右套管，所述的左套管和右套管的后端和前端盖上的开孔胶合固定连接。所述的左套管和右套管中间分别通过前后间隔设置的前支撑架和后支撑架固定在外管内壁上，在所述的左套管和右套管的后部均设置有自物侧向像侧依次设置的后部透镜、弹簧补偿间隔圈和间隙调整弹簧，在所述的前挡片和后挡片后方的立体内窥镜前镜体内分别通过所述的组合支撑架安装有第一分支导光束和第二分支导光束；在所述的壳体内安装有主体支架，在所述的主体支架内的左右两侧对称安装有两组结构相同的转像结构的透镜组，每一组转像结构的透镜组包括自物侧向像侧依次安装有转折棱镜组、间隔圈、前透镜、微调弹簧、后透镜以及分别安装在大定位凸台和小定位凸台的开孔口处的保护片，所述的间隙调整弹簧安装在所述的弹簧补偿间隔圈和转折棱镜组之间，所述的转折棱镜组通过其反射面将沿内窥镜左光路与内窥镜右光路上的后部透镜射出的入射光线反射为与入射光线平行设置的左光轴线反射光线和右光轴线反射光线，所述的左光轴线反射光线和右光轴线反射光线之间的轴线距离大于左套管内的后部透镜射出的入射光线与右套管内的后部透镜射出的入射光线之间的轴线距离；在壳体的左右凹槽中分别设置有一个对焦旋钮，每一个所述的对焦旋钮分别通过轴线与外管平行设置的对焦旋钮轴与一个设置在主体支架内的上齿轮固定相连，所述的对焦旋钮轴通过轴承转动连接在所述的主体支架上，所述的上齿轮与一个下齿轮啮合配合，所述的下齿轮固定在一个微调丝杠的前端，所述的微调丝杠的中间部分与调整螺母螺纹配合连接并且后端通过轴承支撑设置在壳体的后端盖上，所述的调整螺母的下部两侧分别通过导轨滑块结构与主体支架滑动相连，所述的调整螺母能够在微调丝杠的带动下前后移动与后透镜的后端面接触以推动后透镜的轴向移动，在所述的前端支撑架内左右两侧分别安装有左摄像机、右摄像机，所述的左摄像机的感光面、右摄像机的感光面分别对准前端支撑架上的大槽口和小槽口设置并且左摄像机的感光面和右摄像机的感光面分别与经保护片射出的两路光线的光轴中心线重合，所述的左摄像机、右摄像机通过穿过控制线穿过孔的控制线与摄像机处理单元相连，所述的摄像机处理单元读取左摄像机、右摄像机输出的光学信号并进行处理后输出用于读取的图形文件，在所述的支撑架后端盖上连接有合流器，在所述的合流器中间设置有内腔，所述的内腔的前部为Y型斜孔并且后部为直孔，所述的第一分支导光束分别穿过外管、壳体内的空腔、前光纤凸台、前光纤孔以及所述的支撑架后端盖上的一个光纤穿过孔，所述的第二分支导光束分别穿过外管、壳体内的空腔、后光纤凸台、后光纤孔和所述的支撑架后端盖上的另一个光纤穿过孔，穿过两个光纤穿过孔设置的两个分支导光束通过弹性锁紧片固定在合流器的Y型斜孔内并在直孔内合并为一个总导光束，所述的总导光束与可调节式照明冷光源相连。