[发明专利]基于主从一体智能扶镜机器人的3D胸腹腔镜系统

说明书

本发明涉及一种基于主从一体智能扶镜机器人的3D胸腹腔镜系统，包括扶镜机器人、3D胸腹腔镜、体外图像处理器以及裸眼3D显示器；3D胸腹腔镜夹持于智能扶镜机器人之上并通过信号传输线与体外图像处理器相连，体外图像处理器3通过视频输出线连接至裸眼3D显示器；可通过智能扶镜机器人对3D胸腹腔镜的位姿进行调节，3D胸腹腔镜采集获取的信号将传输至体外图像处理器，信号经由处理后将通过视频输出线继续传输至裸眼3D显示器，以为术中使用者提供裸眼3D立体视觉。本发明将主操作手和从操作手集成在同一机械构型中，使得整个系统的体积、重量减轻，同时减少了连线和控制系统的操作复杂程度，结构整体清洗、消毒、拆卸极为方便，且易更换、维修成本低。

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体地，涉及一种基于主从一体智能扶镜机器人的3D胸腹腔镜系统。

背景技术

胸腹腔镜自上世纪90年代出现以来，已在临床中得到了广泛的应用。由胸腹腔镜提供画面引导的微创手术，因创口小、失血量少、术后疼痛感轻以及住院恢复期短等优点，使其在胃胰、肝胆、结直肠等普外科疾病的日常诊断与手术治疗中，展现出了越来越多的优势。而传统胸腹腔镜提供的引导画面为二维影像，丢失了图像的深度信息。在使用的过程中，还需外科医生在二维画面的基础上，依据以往的临床经验进一步判断组织器官间的实际空间位置。导致使用时易发生由误操作引起的组织损伤以及意外出血，且难以进行复杂的操作，因此3D腔镜技术应运而生。3D胸腹腔镜一般需在腔镜前端安装两个摄像头，对同一物体在同一时刻拍摄角度不同的两个图像，通过对两幅图像进行拼接与排列，并利用3D眼镜的偏振滤过作用，从而让使用者在观看时产生深度感知。3D胸腹腔镜成像技术可提供良好的手眼协调性，使用具备空间深度信息的三维立体图像进行手术，大大减小了手术中发生误操作的概率，也降低了术后并发症与术中转开腹的风险。但现有3D胸腹腔镜成像系统往往结构组成复杂，组件间的连接过程繁琐，对使用、维护以及保养都造成了极大的不便。同时现有3D胸腹腔镜成像系统，几乎都采用了3D监视器配合3D眼镜的成像方案。上述显像方式虽然简单易实现，但也限定了产生最佳3D效果的视觉范围。而影响3D立体视感的因素，如人眼瞳距、深度感知能力以及观看习惯等，在不同的使用者中存在着一定差异。因此，相对固定的观看视角与模式并不能适用于每一位使用者。同时，长时间佩戴3D眼镜也会让使用者产生身体上的疲劳。最后，在现有胸腹腔镜手术中还需配备额外的操作人员，对胸腹腔镜进行位置及角度的调整，位姿调整合适后还需进一步对镜体进行固定。长时间地握持腔镜镜体，人手将会出现颤抖，进而使得画面产生摇晃与模糊，极大地影响手术的正常进行。而在对精准度要求较高的手术中，通过手动的方式对胸腹腔镜镜体进行位姿调节，其精度与准确性也较难达到理想要求。

因此，设计一款结构简单、安全实用、操作便捷、具备多视角裸眼3D视觉且可由机械臂控制的一体式3D胸腹腔镜成像系统，不仅能为临床医生提供便利，还可进一步缩减胸腹腔镜手术时间、降低误操作与手术意外发生的概率，进而可减少病人痛苦并提高腔镜手术的安全性。此外，还可有望进一步提升高难度手术操作的成功率以及准确性，对于解决临床中的疑难杂症有着重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，解决现行3D胸腹腔镜系统结构复杂、3D视觉效果不佳、操作困难、无一体化解决方案等问题，本发明提出一种基于主从一体智能扶镜机器人的3D胸腹腔镜系统，通过主从一体式智能持镜臂、搭配3D胸腹腔镜以及裸眼3D显示解决方案有效解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于主从一体智能扶镜机器人的3D胸腹腔镜系统，包括扶镜机器人、3D胸腹腔镜、体外图像处理器以及裸眼3D显示器；其中：3D胸腹腔镜夹持于智能扶镜机器人之上，并通过信号传输线与体外图像处理器相连，体外图像处理器3通过视频输出线连接至裸眼3D显示器；术中可通过智能扶镜机器人对3D胸腹腔镜的位姿进行调节，3D胸腹腔镜采集获取的信号将传输至体外图像处理器，信号经由处理后将通过视频输出线继续传输至裸眼3D显示器，以为术中使用者提供裸眼3D立体视觉。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：