[发明专利]单孔腹腔镜微创手术成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及医用器械技术领域，具体涉及一种腹腔镜微创手术成像系统。

背景技术

现代医疗领域中微创手术已经成功地降低了病人的术后疼痛、并发症、住院时间，并改善了术后的疤痕状况。虽然经人体自然腔道内窥镜手术（natural orifice trans-luminal endoscopic surgery,NOTES）方法不需要任何切口，但技术难度较高，手术器械需要通过一个狭长且复杂的人体腔道之后进行夹持缝合等手术动作。大部分现有NOTES手术机构均存在体积过大，操作精度不够等诸多缺陷，很难满足内窥镜缝合手术的技术要求，导致这一类器械并未在临床上被广泛应用。故由于微创手术独特的优点，更多的病人开始选择微创手术。在微创手术中，腹腔镜手术为一大类。在多数腹腔镜手术过程中，往往需要两个或两个以上用于手术器械、腹腔镜及气腹针的小切口。但是，随着人们对微创手术的效果的要求越来越高，手术切口的数量被更进一步的控制，最后有学者提出了单孔腹腔镜手术，其可由一个1.5cm～4cm的小切口置入多个穿刺器或一个带有多个操作孔道的穿刺器，通过操作孔道置入手术器械完成手术操作，通常取脐部小切口，但不完全限于脐部。它能将手术所需要的切口减少到一个，单孔腹腔镜手术将成为微创手术的一个重要发展方向，故而针对单孔腹腔镜手术机器人中的成像系统研究具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种单孔腹腔镜微创手术成像系统，该系统主要应用于单切口的腹腔镜手术，可在腹腔镜手术中提供优秀的立体成像，同时该系统可以通过手术套管伸入整个手术系统，在单切口的条件下进行完整的腹腔镜手术。该系统能在一种闭合姿态下从套管通过直径为15mm的切口进入腹腔到达理想的成像位置。

为实现上述目的，本发明提供了一种腹腔镜微创手术成像系统，该系统能以一种闭合的姿态从手术套管通过直径为15mm的切口进入腹腔，通过驱动端到达理想的成像位置，之后其成像端可展开到工作姿态以进行立体成像。该系统的成像端集成有照明用的LED灯、补偿灯，成像用的平面镜、摄像头以及旋转机构，驱动端的柔性连续体机构拥有两个自由度，可实现分别绕两点的弯转运动，进而可精确控制成像端到达理想的成像位置。

本发明单孔腹腔镜微创手术成像系统可包括成像端和驱动端。成像端包括成像端头部、成像端颈部以及旋转机构，成像端头部能够通过所述旋转机构相对于成像端颈部旋转，成像端颈部设有主照明模块，成像端头部设有摄像模块。驱动端包括柔性连续体机构以及驱动端套管。驱动端用于控制旋转机构运动与柔性连续体机构的弯转运动，使得成像端头部与成像端颈部相对旋转一定角度同时调整成像端拍摄角度，从而成像端展开并调整为工作姿态。

优选地，摄像模块包括两个平面镜及两个摄像头，两个平面镜之间存在一定夹角，两个摄像头相对放置在同一轴线上。

优选地，两个平面镜的夹角为93°，在两个平面镜的反射下，两个摄像头等效为以6°的中心轴夹角并排放置。

优选地，照明模块还包括补偿照明，主照明包括多个LED灯及外伸灯座，补偿照明置于成像端头部两个摄像头的中间位置。

优选地，旋转机构包括旋转底座、滑块、连接板以及旋转销钉，其中，旋转底座上设有旋转孔和滑槽，旋转销钉置于旋转孔中，且连接板通过旋转销钉与成像端头部形成固定连接，滑块置于滑槽中并能够在驱动端的驱动下在滑槽中滑动，滑块的下端设有凹槽，连接板中插入有拨动销钉，拨动销钉能够在凹槽中滑动，从而使整个成像端头部相对于成像端颈部旋转至一定角度。

优选地，柔性连续体机构包括锁紧机构、支撑机构、合金丝以及合金板，其中：支撑机构由间距相等的钢片组成，合金板与多根合金丝穿过钢片；锁紧机构通过连续多个钢片上通孔位置的错位来锁紧合金丝与合金板；

优选地，驱动端设有两个锁紧机构。

优选地，合金丝共有3根，其中两根合金丝用于控制成像端的视角及位置，另一根用于控制成像端的展开或收缩姿态，合金板起到弯曲支撑的作用。

优选地，合金丝是镍钛合金丝。

优选地，成像端颈部设置有柔性电路板，成像端头部相对成像端颈部旋转至一定角度同时连续体机构通过弯转运动调整所述成像端至最佳拍摄角度时，通过柔性电路板传输电压与信号，打开照明模块，并随后打开摄像模块开始立体成像。

优选地，在LED灯背后均涂有散热胶，以防止照明模块的温度影响摄像头以及电路板。