[发明专利]一种用于腔镜手术的视觉随动显示系统

说明书

本发明专利公开了一种用于腔镜手术的视觉随动显示系统，包括头戴设备、控制模块、驱动机构、腔镜镜体、腔镜支架构成，头戴设备可以实时感知手术操作者头部运动，通过传感器将手术操作者头部位姿信息转化为电信号传输给控制模块，控制模块控制驱动机构驱动腔镜镜头运动，完成摄像头角度的跟随变化，并将摄像头所拍摄影像实时传送至头戴设备显示屏上，本发明可实现通过手术操作者头部运动控制腔镜摄像头实时跟随动作的功能，增加了镜头前端观察的灵活度及可视范围，方便手术操作者的观察，增强手术操作者对手术操作区域的快速感知及空间分辨力。

技术领域

本发明专利涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种腔镜手术的成像系统。

背景技术

随着微创手术的发展及成熟，腔镜技术越来越多的被应用于临床手术中。目前，腔镜手术使用的腔镜图像系统多采用硬质杆状摄像头，其活动度及观察角度有限，使用过程中需要专门一名手术人员来操作摄像头，且常常会遇到观察盲区，视角与手术操作者不一致的情况会使得手术操作困难，当有紧急情况出现时，这种被动的视觉获取方式就会产生极大的风险。主要表现在：控制的滞后性，即眼睛跟不上手、脑的速度，从而延误手术时机；控制的不稳定性，摄像系统对手术视野的获取受腔镜摄像头操作人员的影响较大，镜头的旋转及晃动不仅会干扰手术操作者的观察，还会产生“手眼分离”的错觉，手术操作者无法方便的按照自己的意愿及时的观察手术操作区域，降低了风险的预判能力。目前，国内暂无相关的腔镜手术显示系统。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，设计一种可以通过感知手术操作者头部运动并通过获得的位姿信号控制腔镜摄像头跟随动作的新型腔镜手术显示系统。

一种用于腔镜手术的视觉随动显示系统，包括：

头戴设备，集成有显示屏、传感器，所述头戴设备通过可调节的固定带固定于手术操作者头部；

控制模块，包括处理器、光源，所述控制模块通过无线连接或者数据线连接方式与所述头戴设备连接；

驱动机构，包括有驱动电机，所述驱动电机通过数据线连接于所述控制模块；

腔镜镜体，包括有腔镜摄像头、水平支架、腔镜镜体主干、腔镜镜体基座，所述腔镜镜体主干为中空结构，所述腔镜摄像头设置于腔镜镜体的前端；

腔镜支架，包括有球头关节、套筒固定器、滑轨、滑块，所述腔镜支架一端通过所述套筒固定器固定于手术台上，另一端与所述腔镜镜体基座通过滑轨连接。

在其中一个实施方式中，所述头戴设备内部设置有陀螺仪、加速度传感器、重力传感器，可以获取手术操作者头部的实时位姿信息，并将位姿信息转化为电信号传递给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述头戴设备包含一块微型的显示屏，所述微型显示屏被设置于所述头戴设备前方，所述头戴设备接收控制模块发送的实时图像，并将图像显示于显示屏上。

在其中一个实施方式中，所述驱动机构包含3部驱动电机，所述驱动电机2部被设置于所述腔镜镜体基座，1部被设置于所述腔镜支架滑轨的一端，所述驱动电机通过数据线连接于所述控制模块，受所诉控制模块调控，带动所述腔镜摄像头及所述腔镜支架滑块运动。

在其中一个实施方式中，腔镜镜体内部设置有光导纤维、第二数据线、传动线、传动件，所述光导纤维一端连接所述腔镜镜体主干上的光源窗，另一端由所述腔镜镜体基座引出，连接于所述控制模块光源上；所述第二数据线一端连接于所述腔镜摄像头，所述第二数据线另一端连接所述控制模块；所述传动线一端固接于驱动电机驱动轮上，另一端绕过所述引导滑轮及腔镜摄像头滑轮后固接于所述驱动电机驱动轮上；所述传动件一端可旋转连接于驱动电机偏心轴上，另一端可旋转连接于所述水平支架上。

在其中一个实施方式中，手术操作者头部做偏转运动时，所述腔镜摄像头可以实时的跟随手术操作者头部动作而偏转，且偏转方向相同。