专利名称：三维立体硬质电子宫腔镜系统及其使用方法
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种三维立体硬质电子宫腔镜，该三 维立体硬质电子宫腔镜能在手术过程中对宫腔进行立体三维重构，帮助医护人员了解宫腔 内病变状况，制定处理方案提供更好的图像依据。为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的本发明所述的三维立体硬质电子宫腔镜系统，包括硬质电子宫腔镜及与硬质电子 宫腔镜连接的冷光源主机、处理主机、工作站组件，所述硬质电子宫腔镜包括宫腔镜内镜部 分和镜鞘部分，所述宫腔镜内镜部分包括硬质工作端部、内镜主体部分，所述硬质工作端部 上设有能对宫腔进行三维立体扫描拍摄、显示其全景三维立体图像、并对宫腔进行三维立 体重构的多CXD阵列模块，所述多CXD阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端 面的端面CCD阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模 块。使用多CXD阵列对宫腔进行三维立体扫描拍摄，显示宫腔的全景三维立体图像。所述 具有多阵列模块能对宫腔进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像、并对宫腔进行 三维立体重构的硬质电子宫腔镜称之为三维立体硬质电子宫腔镜。本发明所述的三维立体硬质电子宫腔镜，所述镜鞘部分进入人体的工作端部的直 径小于等于15mm，端部长250 300mm，镜鞘部分的先端部设计为钝型，防止损伤人体组织， 镜鞘部分至少包括一个通道。本发明所述的三维立体硬质电子宫腔镜的内镜部分，按其是否带把手和通道，至 少可以分为以下四种形式第一种形式带把手，带通道的三维立体硬质电子宫腔镜，其具体包括硬质工作端 部、内镜主体部分、把手部分、一体化接口、器械通道。第二种形式不带把手，带通道的三维立体硬质电子宫腔镜，其具体包括硬质工作 端部、内镜主体部分、数据接头端、冷光源接头、器械通道。第三种形式带把手，不带通道的三维立体硬质电子宫腔镜，其具体包括硬质工作 端部、内镜主体部分、把手部分、一体化接口。第四种形式不带把手和通道的三维立体硬质电子宫腔镜，其具体包括硬质工作端 部、内镜主体部分、数据接头端、冷光源接头。本发明所述的三维立体硬质电子宫腔镜的内镜部分的硬质工作端部，其前端为先 端部，三维立体硬质电子宫腔镜的内镜部分与镜鞘部分配合后，其硬质工作端部伸出镜鞘 部分工作端部至少10mm，以利于多CCD阵列模块进行宫腔腔体的扫描拍摄。所述先端部设 计有多CXD阵列模块、光导纤维部分或者器械通道出口。本发明所述的端面CXD阵列模块，包括端面CXD阵列和端面测距器；且所述端面 (XD阵列，其内部最少包括2个CXD元件，且CXD元件线性排列，每个CXD对应一组光学镜 头，能同时对同一个宫腔内部分成像，每组光学镜头的视场角至少90°，CXD阵列至少具有 每秒拍摄5张的速度。所述的端面测距器利用激光或者声波等的反射原理，对宫腔的距离、 深度进行测定。端面测距器的工作频率与端面CCD阵列的工作频率一致，保证数据同步，利 于进行立体重建。所述圆周面CCD阵列模块包括置于先端部外圆表面的圆周面CCD阵列及圆周面测 距器。所述圆周面CXD阵列，至少包括一组CXD阵列，一组CXD阵列包括至少2个CXD元件及对应的光学镜头，能同时对同一个宫腔内部分成像，每组镜头的视场角至少90°，C⑶阵 列至少具有每秒拍摄5张的速度。一组CCD阵列的适当位置配置一个圆周面测距器，所述 圆周面测距器的工作频率与圆周面CCD阵列的工作频率一致，保证数据同步，以利于进行 立体重建。此外，在本发明中，所述圆周面CXD阵列安装在能以主轴做旋转运动的圆环载体 上，能对宫腔进行旋转的CCD影像拍摄，圆环载体旋转的速度与外部固定支架的运动速度 成比例，以保证宫腔内的影像能进行多角度的无缝结合，对三维立体重构有重要意义。本发明所述的光导纤维部分，是为三维立体硬质电子宫腔镜的工作提供足够光源 的传输光路，其出口至少分为两个部分，一个部分为先端部的前端提供光源，一个部分为先 端部圆周360°的范围提供光源。本发明所述的三维立体硬质电子宫腔镜的内镜部分，其器械通道内径小于等于 3. Omm0本发明所述的外部固定支架，其作用是配合三维立体硬质电子宫腔镜进行宫腔的 CCD阵列扫描，其移动速度与三维立体硬质电子宫腔镜先端部的多CCD阵列旋转扫描拍摄 速度成比例。其结构包括固定夹具、支架、移动装置。固定夹具用于紧密固定三维立体硬质 电子宫腔镜的内镜部分，支架连接固定夹具与移动装置，移动装置使用高性能的电机驱动， 电机的运动速度由处理主机统一控制。移动装置传动方式不限，可以采用丝杆传动或者导 轨传动，移动装置固定在刚性平台之上。本发明所述的处理主机，其核心部分采用高速的中央处理器和高性能显卡，用于 接收和处理三维立体硬质电子宫腔镜返回的图像信息和测距器的数据组成的数据包，通过 分析数据包的各种数据，对宫腔图像进行立体重构，还原宫腔的立体三维图像。内部的运动 控制卡用于精确控制外部固定支架运动。所述的工作站组件与处理主机通过数据线连接，工作站组件包括监视器、工作站 主机、控制部件(键盘鼠标等)和外部设备(外部储存器、打印机等)。工作站组件的功能 是显示处理主机输出的三维立体图像，分析、储存数据和打印相关资料等。所述的三维立体硬质电子宫腔镜系统，其临床使用方法及系统连接如下患者取 截石位，常规消毒外阴及阴道，使用扩阴器扩大阴道，探明宫腔深度和方向，用葡萄糖溶液 或生理盐水膨宫，三维立体硬质电子宫腔镜的镜鞘部分配合镜芯从阴道缓慢进入，配合适 当手法，进入宫腔后，取出镜芯，插入三维立体硬质电子宫腔镜的内镜部分，先作观察，需要 进行宫腔的全景立体重建时，则需要使用外部固定支架固定好三维立体硬质电子宫腔镜的 内镜部分，固定好支架，同时尽可能稳定病人，使得内镜和宫腔尽可能减少干扰，准备完毕 后，开启扫描功能，外部固定支架驱动内镜均勻速度往外移动。多CCD阵列模块对宫腔进行 直线和旋转的扫描拍摄的同时，外部固定支架做勻速的移动，其速度与CCD阵列的旋转成 比例，测距器将实时测量先端部的CCD阵列与宫腔内组织的精确距离，多CCD阵列模块和测 距器的数据包通过数据线传输至处理主机进行计算处理，传输至工作站组件的监视器进行 三维立体图像的显示。与现有技术相比，本发明的有益效果本发明所述的三维立体宫腔镜参考了嫦娥二号绕月卫星上的CXD立体相机的相 关概念和原理，首次使用多CXD阵列对人体腔体腔道进行立体扫描拍摄和立体重建，通过 处理主机的处理，获得宫腔的立体影像，宫腔的立体图像对于医生以多角度观察其内在的病变及研究病变成因，制定最合理有效的处理方案，具有重要的实际意义。因此，本发明所 述的三维立体宫腔镜方便医生通过在立体的影像的指导下可以进行手术处理，病症研究等 临床和科研的研究，将医生的手术习惯从平面引入到立体的层面，革新了手术手段，提高病 症的处理效率和准确率等。图1是本发明的三维立体硬质电子宫腔镜系统结构示意图。图加、图2b是本发明的带通道三维立体硬质电子宫腔镜的结构图(带把手和不带 把手两种形式)。图3a是本发明中带通道的三维立体硬质电子宫腔镜先端部结构示意图(对应于 上述图2a、图2b)。图2c、图2d是本发明的不带通道三维立体硬质电子宫腔镜的结构图。图北是本发明中不带通道的三维立体硬质电子宫腔镜先端部结构示意图(对应 于上述图2c、图2d)。图4是本发明的三维立体硬质电子宫腔镜的先端部多CCD阵列模块剖面示意图。图5是本发明的三维立体硬质电子宫腔镜系统的外部固定支架结构示意图。图6是本发明的三维立体硬质电子宫腔镜系统的临床应用示意图。本发明属于医用器械领域。具体公开一种三维立体硬质电子宫腔镜系统，硬质电子宫腔镜包括宫腔镜内镜部分和镜鞘部分，宫腔镜内镜部分包括硬质工作端部、内镜主体部分，硬质工作端部上设有能对宫腔进行三维立体扫描拍摄、显示其全景三维立体图像并对宫腔进行三维立体重构的的多CCD阵列模块，所述多CCD阵列模块包括至少一置于硬质工作端部先端部前端面的端面CCD阵列模块，及至少一置于硬质工作端部先端部外圆表面的圆周面CCD阵列模块。本发明通过至少两个部分的CCD阵列配合内窥镜的纵深运动，所得到的所有关于宫腔内的图像资料和和测距器测出的距离数据传输到处理主机进行集中处理重构，重现宫腔的立体环境。宫腔的立体图像对于医生以多角度观察其内在的病变及研究病变成因，制定最合理有效的处理方案，具有重要的实际意义。