[发明专利]一种视野智能配置的3D腔镜显示系统

说明书

一种视野智能配置的3D腔镜显示系统，涉及医疗器械技术领域，所采用的技术方案包括腔镜、多个头戴式显示设备、定位系统和数据处理系统。本发明采用多个视场角度不同且相交的图像采集单元，能同时采集多个手术操作面的视野，并且通过定位系统和数据处理系统，给每位主刀的头戴式显示设备智能分配其面向的操作面的手术视野，更加适应现代腔镜微创手术复杂多变的视野需求。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种视野智能配置的3D腔镜显示系统。

背景技术

在传统的开腹手术模式中，医生面对手术操作面进行手术，基本采用单主刀模式，即由一名医生在手术中全程主导，进行决策并完成几乎全部的关键步骤和主要操作。但腔镜微创手术一般围绕手术区域作4~5个操作孔，操作孔一旦建立，操作的角度就已经固定，且腹腔镜器械不能像手一样灵活弯曲和变换角度。一些复杂腔镜手术整个手术操作区域跨度很大，一位操作者从一个固定的操作孔难以获得最佳操作角度，在单主刀模式下，主刀不得不通过改变站位和操作孔，或者使用非优势手来完成不同的手术操作和步骤，无法做到全方位自由操作。在此背景下，在复杂腔镜手术中已经开始实行双主刀模式，很好解决了单主刀模式所遭遇的困难和窘况。

但现有的腔镜系统，特别是手术视野显示系统存在明显局限，目前常用的单镜头或者双镜头均是将视野限定在单一方向上，还不能适应双主刀模式下需要的同一时间不同操作面上的手术视野，只能轮换采集图像并显示，造成手术效率降低，手术时间延长；而且需要设置一名专门的腔镜操作者，即扶镜手，扶镜手的操作失误容易出现视野偏向等问题，导致主刀的操作面和腔镜视场方向不一，进一步降低了手术效率；手术中腔镜的镜头表面易被体内组织液等液体污染，极为影响成像效果和手术操作，当场进行清洗并消毒或者更换整只腔镜都需要耗费大量的时间。

发明内容

针对现有技术方案中现有腔镜显示系统不能适应复杂腔镜手术特别是双主刀模式的视野需求、扶镜手和主刀配合失误及镜头被污染后的复杂处理导致的手术效率降低的问题，本发明提供了一种视野智能配置的3D腔镜显示系统。

本发明提供如下的技术方案：一种视野智能配置的3D腔镜显示系统，包括腔镜、多个头戴式显示设备、定位系统和数据处理系统；所述腔镜包括中空的镜鞘，所述镜鞘一端为探测端，所述探测端内设置有至少3个图像采集单元，所述镜鞘另一端设置有底座，所述底座连接有中空的握把；所述握把内部设置有第一陀螺仪；所述头戴式显示设备包括显示器、支架和固定带，所述显示器的两侧分别与所述支架的两端连接，所述固定带连接在所述显示器的顶部和所述支架中部之间；所述支架上还设置有中空的连接件，所述连接件内部设置有第二陀螺仪；所述定位系统包括设置在手术室内不共线的位置上的至少3个信号接收器，设置在所述腔镜的握把上的第一信号发射器和设置在所述头戴式显示设备的固定带顶部的第二信号发射器；所述信号接收器信号连接有无线发射模块；所述数据处理系统包括无线接收模块、影像模块、定位模块和视野分配模块，所述无线接收模块和所述无线发射模块信号连接，所述定位模块和所述无线接收模块信号连接，所述影像模块和所述腔镜信号连接，所述视野分配模块分别和所述影像模块、定位模块、显示器及第一、第二陀螺仪信号连接。

优选地，相邻的两个图像采集单元的视野相交，且多个图像采集单元能覆盖的视野范围总和至少为一个以探测端为球心的背离镜鞘的半球形区域。

作为一种具体实施方式，所述探测端为正三棱锥状，所述探测端向外的三个侧面均设置有图像采集单元。

作为一种具体实施方式，所述图像采集单元包括光学镜头，所述光学镜头设置在所述探测端的侧面内部，所述光学镜头四周均匀设置有多根导光光纤，所述光学镜头末端连接有感光元件。

优选地，所述镜鞘靠近所述底座的一端还连接有三棱形的接头座，所述接头座设置有安装槽，所述安装槽底部设置有数据接头和多个导光接头，所述导光接头连接有所述导光光纤，所述数据接头信号连接有所述感光元件；所述接头座三个侧壁上均设置有卡口。