[發明專利]一種宮腔手術監控系統

有效

• 申請號: 202011414661.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112568864B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王慧智;李巖;李術平;李宏;于清娜
• 申請（專利權）人: 牡丹江醫學院
• 主分類號: A61B1/303
• 分類號: A61B1/303;A61B1/00;A61B1/012;A61B1/04;A61B8/12
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 孫倩倩

1.一種宮腔手術監控系統，其特征在于：所述宮腔手術監控系統包括：監視模塊，主機/影像工作站，內窺鏡模塊，探測器導入模塊、檢查操作設備導入模塊和輔助設備模塊；

其中，內窺鏡模塊集成探測器和檢查操作設備；

主機/影像工作站與探測器導入模塊通過數據線連接，使得主機/影像工作站能夠將預設的探測器導入數據發送給探測器導入模塊，來實現對于探測器導入的控制；內窺鏡的探測器的圖像數據輸出端連接主機/影像工作站，主機/影像工作站的圖像輸出端連接監視模塊，主機/影像工作站根據內窺鏡的探測器圖像數據判斷是否存在宮內病灶，并根據上述圖像數據及其對應的探測器導入數據，確定宮內病灶位置，根據宮內病灶位置，確定檢查操作設備的導入數據，并發送給檢查操作設備導入模塊，用于執行相應的導入操作；

內窺鏡的檢查操作設備的圖像數據輸出端連接主機/影像工作站，主機/影像工作站的圖像輸出端連接監視模塊，以實時顯示檢查操作設備采集的病灶特寫圖像或者病灶治療處理情況；

探測器導入模塊、檢查操作設備導入模塊分別用于導入探測器和檢查操作設備，二者導入方式的不同，探測器導入模塊包括一旋轉電機導入設備，檢查操作設備導入模塊包括旋轉電機和直線電機的雙電機導入設備；

其中，監視模塊用于向使用者實時顯示內窺鏡采集的圖像信息；

探測器用于對宮腔環境進行整體完整的掃描檢查，從而確定宮內病灶位置；檢查操作設備用于對確定的病灶位置，通過針對該病灶位置的經導航的路徑，對該病灶進行檢查或治療操作；

探測器包括螺紋導管，螺紋導管的外徑為5mm，該導管的外側設置了螺紋，該螺紋通過微加工工藝形成，螺紋間距控制在0.5mm以下；螺紋導管外側套設了螺紋套管，該螺紋套管的頂部設置有圓筒狀探測元件，圓筒狀探測元件的底部固定連接了螺紋套管，該螺紋套管用于與螺紋導管螺紋嵌合，并且螺紋套管連接到探測器導入模塊；探測器導入模塊用于通過旋轉電機旋轉螺紋套管，沿著螺紋導管的螺紋旋轉向上或向下，實現圓筒狀探測元件的旋轉上升；

該圓筒狀探測元件包括石英形成的外筒壁，從而方便光線通過；內部過孔，其由內筒壁環繞形成，用于套設螺紋導管，該內部過孔的內筒壁還設置有內螺紋；位于內筒壁和外筒壁之間的筒狀空間，被隔板分割為多個空腔，空腔數量為2或4或6或8個；

該空腔被石英中隔板分割為上下兩個部分，上部傾斜設置了微型反射鏡，下部設置了微型透鏡、微LED光源和光收集器；微LED光源位于微型透鏡上部的中央，微LED光源位于微型透鏡上部的中央的凹部；光收集器位于微型透鏡的下方并固定于該微型透鏡的焦點上；

其中，微LED光源發射與螺紋導管軸線平行的光線，經由反射鏡反射后，光線轉換為與螺紋導管軸線垂直的方向向外射出，經宮腔表面反射后，光線漫反射回到反射鏡，并反向照射到微透鏡，經過微透鏡聚焦后，攝入光收集器；光收集器將采集到的包括光線的強度，光線發射接收時間差的參數，通過數據線發送給主機/影像工作站進行處理；

設n為空腔個數，主機/影像工作站還根據2π/n的角度差進行融合獲得最終圖像；

使用時，將探測器的螺紋導管深入到宮腔的最深處,在螺紋導管的頂端設置壓力傳感器,向宮腔內部導入螺紋導管時當螺紋導管導入過程中壓力傳感器的在預設時間段內的壓力平均增長率超過預設值時，則判定螺紋導管已經導入最深入位置；

圓筒狀探測元件和螺紋套管位于螺紋導管的最外側位置，當螺紋導管深入到宮腔的最深處后，探測器導入模塊通過旋轉電機旋轉螺紋套管，沿著螺紋導管的螺紋旋轉向內部運動，實現運動圓筒狀探測元件的具有自轉的沿著螺紋導管的線性運動；

探測器導管內部還預留數據線、電源線、或者其它設備的通道，以方便配套設備的安裝；

圓筒狀探測元件的自轉形成了層狀掃描圖像數據，而圓筒狀探測元件沿著螺紋導管的線性運動實現了在整個深度的多個層狀掃描圖像數據，主機/影像工作站根據整個深度的多個層狀掃描圖像數據擴展得到三維的宮腔內壁形狀輪廓和不同位置的反射光強度比；

主機/影像工作站在接受到上述光線發射接收時間差后，通過飛行時間法算法，計算得到探測器實時掃描的宮腔內壁的實時距離，并通過探測器在整個宮腔內的掃描以及時間的積累獲得宮腔內完整的宮腔內壁輪廓；并結合宮腔內壁輪廓形狀與反射光強度比確定疑似病灶位置，具體通過：

1)建立宮腔內部的相對坐標(l，θ，a)，其中l表示宮腔表面任意一點法線和螺紋導管的交點在螺紋導管延伸路徑上該交點與宮頸口的距離，θ表示該宮腔表面任意一點法線和水平面的夾角，a表示該宮腔表面任意一點沿法線方向到法線和螺紋導管的交點的距離；

2)通過如下條件判斷疑似病灶位置，(α_n+1-α_n)\(α_n-α_n-1)0時，宮腔表面此位置點的反射光強度比小于20％時，則判斷α_n對應的點為疑似病灶位置，其中α_n+1，α_n，α_n-1表示宮腔表面相鄰3點的斜率；

3)確定該疑似病灶位置的宮腔內部的相對坐標(l，θ，a)，并將其轉換為檢查操作設備的導入數據，導入數據包括導入長度、導入角度、以及偏移角度，將導入數據發送給檢查操作設備導入模塊進行導入導航；

4)檢查操作設備導入模塊根據導入長度、旋轉角度和偏移角度，利用直線和旋轉雙電機對檢查操作設備進行導入，依次使得該檢查操作設備達到疑似病灶位置進行檢查或治療；

檢查操作設備用于對確定位置的病灶進行通過準確定位的檢查或治療，該檢查操作設備的外層由外保護套和內軟套管組成，用于對鏡頭的保護作用；內層有照明通道、成像通道、器械通道組成，照明通道由照明鏡片和照明光纖組成，成像通道由鏡頭、CCD光電傳感器、CCD視頻線組成；機械通道用于插入治療操作器械；

內窺鏡模塊包括集成固定塊，該集成固定塊用于集成的探測器和檢查操作設備，并便于實現檢查操作設備的經導航的方向性調整；探測器和檢查操作設備通過集成固定塊分別向宮內導入；

集成固定塊包括本體，以及位于本體上的探測器孔和檢查操作設備孔；

其中，探測器孔用于允許探測器通過，該探測器孔相對探測器具有更大的直徑，從而方便探測器的螺紋套管和筒狀探測元件旋轉穿過；

檢查操作設備孔具有安裝在孔上部的半球狀槽體，該半球狀槽體容納球狀軸承引導件，該球狀軸承引導件具有球狀的軸承部，該球狀的軸承部穿過直徑的位置設置了貫通該球狀的軸承部的過孔，從而方便檢查操作設備通過，沿著該球狀的軸承部的過孔的延伸的方向，在貫通該球狀的軸承部面向宮腔的一側還設置了導引管，從而能夠引導檢查操作設備的方向；球狀軸承引導件的表面兩側具有兩個卡固凸塊，其卡固于半球狀槽體對應位置的長條卡槽中，使得球狀軸承引導件只能通過卡固凸塊在卡槽中的直線滑動，實現相對半球狀槽體的內表面進行的直線滑動，而不能進行轉動；卡固凸塊分別連接抬升/下降裝置，該抬升/下降裝置驅動卡固凸塊沿著卡槽上下滑動實現球狀軸承引導件的傾斜；半球狀槽體通過支架連接到旋轉平臺，該旋轉平臺通過旋轉帶動半球狀槽體和球狀軸承引導件實現沿軸向的旋轉；

根據包括導入長度，以及導入角度、偏移角度的導入數據，對應分別驅動檢查操作設備導入模塊，旋轉平臺和抬升/下降裝置實現對檢查操作設備的經導航的導入；該導入長度根據疑似病灶點坐標中表示宮腔表面疑似病灶點的法線和螺紋導管的交點在螺紋導管延伸路徑上該交點與宮頸口的距離的l來確定，導入角度根據疑似病灶點坐標中表示宮腔表面疑似病灶點的法線和水平面的夾角θ來確定，偏移角度根據疑似病灶點坐標中表示宮腔表面疑似病灶點的沿法線方向到法線和螺紋導管的交點的距離的a來確定；

主機/影響工作站用于收集探測器或者檢查操作設備的影像數據信號，計算獲得探測器或檢查操作設備導入的數據，并將導入數據分別發送給探測器導入模塊和檢查操作設備導入模塊；

輔助設備包括沖腔介質存儲或輸送裝置，吸液裝置。