[發(fā)明專利]三維立體電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110033419.3
• 申請日: 2011-01-31
• 公開（公告）號: CN102078179A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬鐵
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州寶膽醫(yī)療器械科技有限公司
• 主分類號: A61B1/31
• 分類號: A61B1/31;A61B1/05;A61B1/005
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍;曹愛紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用器械，具體涉及一種利用多CCD陣列進(jìn)行立體影像重構(gòu)的三維立體電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

CCD(Charge-Coupled?Device，電荷耦合器件)是可用于立體相機的一種重要組成部分。它是一種光敏半導(dǎo)體器件，其上的感光單元將接收到的光線轉(zhuǎn)換為電荷量，而且電荷量大小與入射光的強度成正比。CCD圖像傳感器的技術(shù)極為成熟，可以根據(jù)需要拼接成任何形狀的陣列。1999年富士公司推出超級CCD技術(shù)，在與普通CCD相同面積和感光單元數(shù)目的情況下，其分辨率提高60％，動態(tài)范圍提高130％，色彩再現(xiàn)能力提高40％，能耗下降40％，進(jìn)一步提高了CCD的功能。CCD的感光單元尺寸不斷在減少，目前已經(jīng)有報道的感光單元尺寸僅為0.5μm，進(jìn)入了亞微米時代，CCD將會圍繞著高分辨率、高讀出速度、低成本、微型化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、多光譜應(yīng)用和3D照相等方面進(jìn)一步發(fā)展。矩陣排列的感光單元構(gòu)成的面陣CCD可傳感圖像。CCD現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機和數(shù)碼攝像機中，同時也在天文望遠(yuǎn)鏡、掃描儀和條形碼讀取器中有應(yīng)用。“嫦娥二號”使用96條線CCD陣列對同一目標(biāo)采樣，最后把信號全都累加。很暗的目標(biāo)、分辨率很高的目標(biāo)，“嫦娥二號”都能照出來，其分辨率能達(dá)到1米。

目前所使用的內(nèi)窺鏡，可以分為單目和雙目鏡，單目內(nèi)窺鏡是由一個光學(xué)系統(tǒng)成像，醫(yī)生可以通過目鏡端直接使用眼睛進(jìn)行觀察，但是由于是單目鏡，只能獲得物體一個角度的影像，就像使用單個眼睛看物體一樣的效果，物體缺乏立體感和距離感。醫(yī)生使用單目內(nèi)窺鏡進(jìn)行手術(shù)，由于單目鏡成平面的圖像，缺乏立體的感知，所以需依賴醫(yī)生的技術(shù)水平。

一些體視內(nèi)窺鏡，使用的是雙目鏡結(jié)構(gòu)，其內(nèi)窺鏡前端可以是一個鏡頭或者兩個鏡頭，物體的影像通過兩個目鏡輸出，醫(yī)生通過雙目鏡可以觀察到與人眼類似物體的立體影像，也可以通過連接特殊的處理主機和顯示器，通過處理主機的處理，可以在顯示器中顯示立體的影像，但是這種影像也是單角度的，具有一定的局限性。雙目鏡立體內(nèi)窺鏡雖然能得到類似人眼觀察物體的立體感覺，但由于人體腔體的局限，也不能立體地反映出整個手術(shù)區(qū)域的立體全貌，所以醫(yī)生在使用現(xiàn)行的內(nèi)鏡進(jìn)行手術(shù)時，都要受到視覺上的制約，對于手術(shù)的開展和提高病癥的治愈率有一定的限制。

現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有將CCD陣列概念與結(jié)腸鏡結(jié)合起來一起應(yīng)用，因此，為了得到結(jié)腸內(nèi)清晰的三維立體影像，設(shè)計一種將多CCD陣列技術(shù)與結(jié)腸鏡結(jié)合的內(nèi)鏡技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提出一種三維立體電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，能在手術(shù)過程中對結(jié)腸道進(jìn)行立體三維重構(gòu)，幫助醫(yī)護(hù)人員了解腔內(nèi)病變狀況，為制定處理方案，提供更好的圖像依據(jù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種三維立體電子結(jié)腸鏡系統(tǒng)，包括軟質(zhì)電子結(jié)腸鏡，該軟質(zhì)電子結(jié)腸鏡包括軟質(zhì)工作端部，該軟質(zhì)工作端部設(shè)有進(jìn)行三維立體掃描拍攝、顯示其全景三維立體圖像，并對結(jié)腸進(jìn)行立體影像重構(gòu)的多CCD陣列模塊，所述多CCD陣列模塊包括至少一設(shè)于該軟質(zhì)工作端部先端部前端面的第一CCD陣列，以及至少一設(shè)于軟質(zhì)工作端部先端部外圓表面的第二CCD陣列。

進(jìn)一步，所述軟質(zhì)工作端部的先端部外圓周面套設(shè)有旋轉(zhuǎn)圓環(huán)載體，所述第二CCD陣列設(shè)于該旋轉(zhuǎn)圓環(huán)載體上，所述先端部的前端面和旋轉(zhuǎn)圓環(huán)載體上設(shè)有測距器。

進(jìn)一步，所述第一CCD陣列至少包括2個CCD元件，每個CCD元件對應(yīng)一組鏡頭。

進(jìn)一步，所述CCD元件線性排列，每組鏡頭的視場角至少90°。

進(jìn)一步，所述第二CCD陣列至少包括一組CCD陣列，一組CCD陣列包括至少2個CCD元件及對應(yīng)的鏡頭。

進(jìn)一步，所述軟質(zhì)工作端部的外徑小于等于15mm，其先端部長度為8-12mm。

進(jìn)一步，所述軟質(zhì)工作端部設(shè)有氣囊，所述氣囊充氣后的最大直徑小于等于200mm。

進(jìn)一步，還包括外部固定支架，該外部固定支架包括精密移動裝置、支架和固定夾具，該精密移動裝置通過電機驅(qū)動，該精密移動裝置通過支架、固定夾具和所述軟質(zhì)工作端部固接。

進(jìn)一步，所述軟質(zhì)電子結(jié)腸鏡還連接有處理數(shù)據(jù)用的處理主機，以及工作站組件，所述工作站組件與處理主機通過數(shù)據(jù)線連接，工作站組件包括監(jiān)視器，工作站主機以及控制部件。

進(jìn)一步，所述處理主機的核心部分采用高速的中央處理器和高性能顯卡，用于接收和處理三維立體電子結(jié)腸鏡返回的圖像信息和測距器的數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)包，通過分析數(shù)據(jù)包的各種數(shù)據(jù)，對腔體圖像進(jìn)行立體重構(gòu)，還原腔體的立體三維圖像。