[发明专利]一种可编程孔径的手术显微镜

说明书

本发明公开了一种可编程孔径的手术显微镜，涉及手术显微镜领域，所述手术显微镜包括沿光路设置的：物镜、可编程孔径光阑、望远变倍补偿系统及合成口径相机阵列，其中，物面位于所述物镜的焦平面上，物面的反射光束经物镜后以平行光出射；所述平行光经可编程孔径光阑调制，变成多束具有一定间隔的具有特殊形状的平行光出射；所述具有特殊形状的平行光经望远变倍补偿系统扩束或者缩束后出射；经望远变倍补偿系统出射的光束被合成口径相机阵列接收，相机阵列采集图像经计算融合、交织后投射至3D显示屏上，获得物体的3D图像。本发明能够解决现有屏前一体化手术显微镜景深及分辨率低以及3D视图与实物有偏差的问题。

技术领域

本发明实施例涉及手术显微镜领域，具体涉及一种可编程孔径的手术显微镜。

背景技术

显微镜在外科手术中的引入和发展，使得与外科手术相关的临床及科研水平从宏观迈入微观，显著地提升了整体手术技术水平。外科手术能够通过显微镜将手术视野放大，改善术野的照明和视觉效果，使病灶显示清晰，操作更精细、准确，再辅以各种显微手术器械，能够在最大程度切除病灶，将医源性手术创伤降到最低限度。外科手术显微镜的出现使许多以往不能进行的外科手术变为可能，是目前重大疾病的最主要治疗手段。虽然近年来对手术显微镜的研究非常活跃，并且也取得了一系列突破性的进展，但是还有很多问题亟需解决。

比如这几年非常火的屏前一体化手术显微镜，它基于双目立体成像和三维显示技术，可将术野三维图像实时投影至显示屏上，相比于传统目视显微镜，它更有利于显微外科手术操作，但现有产品依旧存在一系列问题，例如：一、3D视频长时间观测会给人带来强烈的不适感；二、3D成像与真实物体不一致，物体深度方向有被拉长或者压缩之感；三、景深及分辨率低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种可编程孔径的手术显微镜，用以解决现有屏前一体化手术显微镜景深及分辨率低以及3D视图与实物有偏差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种可编程孔径的手术显微镜，

所述手术显微镜包括沿光路设置的：物镜、可编程孔径光阑、望远变倍补偿系统及合成口径相机阵列，其中，物面位于所述物镜的焦平面上，物面的反射光束经物镜后以平行光出射；所述平行光经可编程孔径光阑调制，变成两束具有一定间隔的具有特殊形状的平行光出射；所述具有特殊形状的平行光经望远变倍补偿系统扩束或者缩束后出射；经望远变倍补偿系统出射的光束被合成口径相机阵列接收，相机阵列采集图像经计算融合、交织后投射至3D显示屏上，获得物体的3D图像。

优选地，所述可编程孔径光阑由若干个子单元组成，每个子单元具备独自控制其透光、拦光或吸收光的能力，所述子单元的体积和数量与其精度成正比。

优选地，所述望远变倍补偿系统依次设置的第一固定镜组、变倍镜组、补偿镜组和第二固定镜组。

优选地，所述可编程孔径光阑包括透射式可编程孔径光阑和反射式可编程孔径光阑，所述透射式可编程孔径光阑通过透射式空间光调制器实现，所述反射式可编程孔径光阑通过反射式空间光调制器实现。

优选地，所述望远变倍补偿系统和相机阵列之间设置有分光器。

优选地，所述分光器与相机阵列之间添加有偏振片或滤光片。

优选地，所述相机阵列是由多个规则排布的子相机组成，子相机包括成像透镜和探测器，探测器位于成像透镜的焦平面上，其中，子相机的数量大于或等于可编程孔径光阑分束的数量，子相机的入瞳大于经望远变倍补偿系统后的光束的口径。

优选地，所述显微镜还包括照明系统和探测系统，所述照明系统包括同轴照明系统或离轴照明系统，照明系统用于在手术显微镜的使用过程中提供光源；所述探测系统包括3D显示系统或目视系统，所述3D显示系统用于获得3D图像，所述目视系统通过控制可变编程孔径光阑，使输出的光束只有两路，以实现目视探测。