三维立体硬质电子喉镜系统技术方案

本实用新型专利技术属于医用器械领域，具体公开一种三维立体硬质电子喉镜系统，其包括硬质电子喉镜，所述硬质电子喉镜包括硬质工作端部、内镜主体部分，所述硬质工作端部上设有能对喉管进行三维立体扫描拍摄、显示其全景三维立体图像并对喉管进行三维立体重构的多CCD阵列模块，所述多CCD阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端面的端面CCD阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模块。本实用新型专利技术通过至少两个部分的CCD阵列模块配合内窥镜的纵深运动，所得到的所有关于喉内的图像资料和和测距器测出的距离数据传输到处理主机进行集中处理重构，重现喉的立体环境，帮助医护人员更为清楚地了解喉管内病变状况，为制定处理方案提供更好的图像依据，具有重要的实际意义。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于医用器械，具体涉及一种利用多CCD阵列进行立体影像重构的三维立体硬质电子喉镜系统。现有技术内窥镜按其所成像是平面的还是立体的图像，可将其分为平面内窥镜和立体内窥镜。目前所使用的内窥镜，按其所采用的目镜数量还可以分为单目和双目镜：第一、目前使用的平面内窥镜，主要是单目内窥镜，单目内窥镜是由一个光学系统成像，医生可以通过目镜端直接使用眼睛进行观察，但是由于是单目镜，只能获得物体一个角度的影像，就像使用单个眼睛看物体一样的效果，物体缺乏立体感和距离感。第二、目前使用的一些立体内窥镜，使用的是双目镜结构，其内窥镜前端可以是一个光学镜头或者两个光学镜头，物体的影像通过两个目镜输出，医生通过双目镜可以观察到与人眼类似的物体的立体影像，也可以通过连接特殊的处理主机和显示器，通过处理主机的处理，可以在显示器中显示立体的影像，但是这种影像也是单角度的，具有一定的局限性，目前已经出现使用这种结构的立体腹腔镜。但是在其他应用领域还没有出现。医生在使用单目内窥镜进行手术时，由于单目镜成平面的图像，缺乏立体的感知，所以依赖医生的技术水平。而双目镜式立体内窥镜虽然能得到类似人眼观察物体的立体感觉，但由于人体腔体的局限，也不能立体地反映出整个手术区域的立体全貌，所以医生在使用现行的内镜进行手术时，都要受到视觉上的制约，对于手术的开展和提高病症的治愈率有一定的限制。CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)是可用于立体相机的一种重要组成部分。它是一种光敏半导体器件，其上的感光单元将接收到的光线转换为电荷量，而且电荷量大小与入射光的强度成正比。CCD图像传感器的技术极为成熟，可以根据需要拼接成任何形状的阵列。1999年富士公司推出超级CCD技术，在与普通CCD相同面积和感光单元数目的情况下，其分辨率提高60％，动态范围提高130％，色彩再现能力提高40％，能耗下降40％，进一步提高了CCD的功能。CCD的感光单元尺寸不断在减少，目前已经有报道的感光单元尺寸仅为0.5μm，进入了亚微米时代，CCD将会围绕着高分辨率、高读出速度、低成本、微型化、结构优化、多光谱应用和3D照相等方面进一步发展。矩阵排列的感光单元构成的面阵CCD可传感图像。CCD现在被广泛应用于数码相机和数码摄像机中，同时也在天文望远镜、扫描仪和条形码读取器中有应用。“嫦娥二号”使用96条线CCD阵列对同一目标采样，最后把信号全都累加。很暗的目标、分辨率很高的目标，“嫦娥二号”都能照出来，其分辨率能达到1米。现有技术中，还没有将CCD阵列概念与喉镜结合起来一起应用，因此，为了得到喉管内清晰地三维立体影像，将多CCD阵列技术与喉镜结合的内镜技术迫在眉睫。-->
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术的不足，公开一种三维立体硬质电子喉镜，该三维立体硬质电子喉镜能在手术过程中对喉管进行立体三维重构，帮助医护人员了解喉管内病变状况，制定处理方案提供更好的图像依据。为了达到上述技术目的，本技术是通过以下技术方案实现的：本技术所述的三维立体硬质电子喉镜系统，包括硬质电子喉镜及与硬质电子喉镜连接的冷光源主机，所述硬质电子喉镜包括硬质工作端部、内镜主体部分，所述硬质工作端部上设有能对喉管进行三维立体扫描拍摄、显示其全景三维立体图像并对喉管进行三维重构的多CCD阵列模块，所述多CCD阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端面的端面CCD阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模块。所述具有多阵列模块能对喉管进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像的硬质电子喉镜称之为三维立体硬质电子喉镜。本技术所述的三维立体硬质电子喉镜，按照是否具有治疗的功能和是否带把手，可以分为带有通道带把手的三维立体硬质电子喉镜、有通道无把手的三维立体硬质电子喉镜，和不带通道带把手、不带通道无把手的三维立体硬质电子喉镜共四种结构形式，具体如下：第一种，带有通道无把手的三维立体硬质电子喉镜，其包括硬质工作端部、内镜主体部分、数据接头端、冷光源接头、器械通道、进水通道和出水通道等。第二种，带有通道带把手的三维立体硬质电子喉镜，其包括硬质工作端部、内镜主体部分、把手部分和一体化接口、和冷光源接头、器械通道、进水通道和出水通道第三种，不带通道无把手的三维立体硬质电子喉镜，其结构包括硬质工作端部、内镜主体部分、数据接头端和冷光源接头等。第四种，不带通道带把手的三维立体硬质电子喉镜，其结构包括硬质工作端部、内镜主体部分、把手部分和一体化接口或者数据接头端和冷光源接头等本技术中，上述带通道的三维立体硬质电子喉镜的硬质工作端部，其外径小于等于10mm，该硬质工作端部长小于等于200mm，其前端5～12mm为先端部，先端部设计有多CCD阵列模块、光导纤维部分、器械通道出口和进出水通道出口。本技术中，上述不带通道的三维立体硬质电子喉镜的硬质工作端部，其外径小于等于10mm，所述硬质工作端部长小于等于200mm，其前端5～12mm为先端部，先端部设计有多ccd阵列模块、光导纤维部分。本技术中，所述置于先端部端面的端面CCD阵列模块包括端面CCD阵列和端面测距器，所述端面CCD阵列的内部最少包括2个CCD元件，所述CCD元件线性排列，且每个CCD对应一组光学镜头，能同时对同一个腔内部分成像，每组光学镜头的视场角至少90°，CCD阵列至少具有每秒拍摄5张的速度。所述的端面测距器利用激光或者声波等的反射原理，对喉管距离、深度进行测定。端面测距器的工作频率与端面CCD阵列的工作频率一致，保证数据同步，利于进行立体重建。本技术中，所述置于先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模块包括圆周面CCD阵列和圆周面测距器，所述圆周面CCD阵列至少包括一组CCD阵列，一组CCD阵列包括至少2个CCD元件及对应的光学镜头，能同时对同一个腔内部分成像，每组光学镜头的视场角至-->少90°，CCD阵列至少具有每秒拍摄5张的速度。一组CCD阵列的适当位置配置一个测距器，其工作频率与CCD阵列的工作频率一致，保证数据同步，以利于进行立体重建。CCD阵列安装在能以主轴做旋转运动的圆环载体上，能对喉管进行旋转的CCD影像拍摄，圆环载体旋转的速度与外部固定支架的运动速度成比例，以保证喉管内的影像能进行多角度的无缝结合，对三维立体重构有重要意义。本技术所述的光导纤维部分，是为三维立体硬质电子喉镜的工作提供足够光源的传输光路，其出口至少分为两个部分，一个部分为先端部的前端提供光源，一个部分为先端部圆周360°的范围提供光源。本技术所述的带有通道的三维立体硬质电子喉镜，其器械通道内径小于等于3.0mm。本技术所述的外部固定支架，其作用是配合三维立体硬质电子喉镜进行喉管的CCD阵列扫描，其移动速度与三维立体硬质电子喉镜先端部的多CCD阵列旋转扫描拍摄速度成比例。其结构包括固定夹具、支架、移动装置。固定夹具用于紧密固定三维立体硬质电子喉镜的内镜主体部分，支架连接固定夹具与移动装置，移动装置使用高性能的电机驱动，电机的运动速度由处理主机统一控制。移动装置传动方式不限，可以采用丝杆传动或者导轨传动，移动装置固定在刚性平台之上。本技术所述的处理主机，其核心部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．三维立体硬质电子喉镜系统，包括硬质电子喉镜及与硬质电子喉镜连接的冷光源主机，所述硬质电子喉镜包括硬质工作端部、内镜主体部分，其特征在于：所述硬质工作端部上设有能对喉管进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像、并对喉管进行三维立体重构的多ＣＣＤ阵列模块，所述多ＣＣＤ阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端面的端面ＣＣＤ阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面ＣＣＤ阵列模块。

【技术特征摘要】
1.三维立体硬质电子喉镜系统，包括硬质电子喉镜及与硬质电子喉镜连接的冷光源主机，所述硬质电子喉镜包括硬质工作端部、内镜主体部分，其特征在于：所述硬质工作端部上设有能对喉管进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像、并对喉管进行三维立体重构的多CCD阵列模块，所述多CCD阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端面的端面CCD阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模块。2.根据权利要求1所述的三维立体硬质电子喉镜系统，其特征在于：所述硬质电子喉镜按照其是否带有通道和是否带把手，可以分为带有通道带把手的硬质电子喉镜、有通道无把手的硬质电子喉镜、不带通道带把手的硬质电子喉镜和不带通道无把手的硬质电子喉镜共四种结构形式。3.根据权利要求1所述的三维立体硬质电子喉镜系统，其特征在于：所述硬质电子喉镜的硬质工作端部，其外径小于等于10mm，该硬质工作端部长小于等于200mm，其前端5～12mm为先端部。4.根据权利要求1所述的三维立体硬质电子喉镜系统，其特征在于：所述端面CCD阵列模块包括硬质工作端部先端部的端面CCD阵列和端面测距器，所述端面CCD阵列其包括至少两个呈线性排列的CCD元件，且每个CCD元件对应一组光学光学镜头，每组光学光学镜头的视场角至少是90°。5.根据权利要求4所述的三维立体硬质电子喉镜系统，其特征在于：所述端面CCD阵列至少具有每秒拍摄5张的速度，所述端面测距器的工作频率与端面CCD阵列的工作频率一致。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：乔铁，谢景夏，何群芝，冼军健，郑旭君，
申请(专利权)人：广州宝胆医疗器械科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81