专利名称：一种新型三维立体电子胆道镜系统及其使用方法CCD (Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)是可用于立体相机的一种重要组成 部分。它是一种光敏半导体器件，其上的感光单元将接收到的光线转换为电荷量，而且电荷 量大小与入射光的强度成正比。CCD图像传感器的技术极为成熟，可以根据需要拼接成任 何形状的阵列。1999年富士公司推出超级CCD技术，在与普通CCD相同面积和感光单元数 目的情况下，其分辨率提高60%，动态范围提高130%，色彩再现能力提高40 %，能耗下降 40%，进一步提高了 CXD的功能。CXD的感光单元尺寸不断在减少，目前已经有报道的感光 单元尺寸仅为0. 5 μ m，进入了亚微米时代，CCD将会围绕着高分辨率、高读出速度、低成本、 微型化、结构优化、多光谱应用和3D照相等方面进一步发展。矩阵排列的感光单元构成的 面阵CXD可传感图像。C⑶现在被广泛应用于数码相机和数码摄像机中，同时也在天文望远 镜、扫描仪和条形码读取器中有应用。“嫦娥二号”使用96条线CCD阵列对同一目标采样， 最后把信号全都累加。很暗的目标、分辨率很高的目标，“嫦娥二号”都能照出来，其分辨率 能达到1米。目前所使用的内窥镜，可以分为单目和双目镜，单目内窥镜是由一个光学系统成 像，医生可以通过目镜端直接使用眼睛进行观察，但是由于是单目镜，只能获得物体一个角 度的影像，就像使用单个眼睛看物体一样的效果，物体缺乏立体感和距离感。医生使用单 目内窥镜进行手术，由于单目镜成平面的图像，缺乏立体的感知，所以需依赖医生的技术水 平。一些体视内窥镜，使用的是双目镜结构，其内窥镜前端可以是一个镜头或者两个 镜头，物体的影像通过两个目镜输出，医生通过双目镜可以观察到与人眼类似物体的立体 影像，也可以通过连接特殊的处理主机和显示器，通过处理主机的处理，可以在显示器中显 示立体的影像，但是这种影像也是单角度的，具有一定的局限性。双目镜立体内窥镜虽然能 得到类似人眼观察物体的立体感觉，但由于人体腔体的局限，也不能立体地反映出整个手 术区域的立体全貌，所以医生在使用现行的内镜进行手术时，都要受到视觉上的制约，对于 手术的开展和提高病症的治愈率有一定的限制。现有技术中，还没有将CCD阵列概念与软质胆道镜结合起来一起应用，因此，为了 得到胆管内清晰的三维立体影像，设计一种将多CCD阵列技术与纤维胆道镜结合的内镜技 术迫在眉睫。
本发明克服了现有胆道镜现有技术中的一些缺点，提供了一种新型三维立体电子 胆道镜系统，使得软质胆道镜能进入胆囊管、胆总管甚至肝内胆管，利用其工作端部先端部的多CCD阵列模块对胆管进行三维立体扫描，得到立体的影像。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种新型三维立体电子胆道镜系统，包括软质电子胆道镜，以及与其连接的处理 主机、光源主机、工作站组件，所述软质电子胆道镜包括软质工作端部，操作部及与外部连 接的数据端口，该软质工作端部包括可控弯曲的先端部，该先端部与所述操作部连接，所述 先端部设有进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像，并对胆道腔进行立体影像重 构的多CCD阵列模块，所述多CCD阵列模块包括至少一设于该先端部前端面的第一 CCD阵 列，以及至少一设于先端部外圆表面的第二 CCD阵列，所述先端部的前端面和先端部外圆 表面上对应设有测距器。进一步，所述软质工作端部的直径小于等于6. Omm,长度小于等于500mm，所述先 端部长度为至少20mm。进一步，所述软质工作端部先端部外圆表面设有旋转圆环载体，所述第二 CCD阵 列设于该旋转圆环载体上，所述测距器设于先端部的前端面和旋转圆环载体上。进一步，所述操作部设有控制上述先端部弯曲的控制轮，控制影像微调的按钮和 器械通道。进一步，所述软质工作端部内设有驱动旋转圆环载体旋转的微型马达。进一步，所述第一 CXD阵列至少包括2个CXD元件，每个CXD元件对应一组镜头。进一步，所述C⑶元件线性排列，每组镜头的视场角至少90°。进一步，所述第二 CXD阵列包括至少一组CXD阵列，一组CXD阵列包括至少2个 CXD元件及对应的镜头。进一步，还包括外部固定支架，该外部固定支架包括精密移动装置、支架和固定夹 具，该精密移动装置通过电机驱动，该精密移动装置通过支架、固定夹具和所述软质工作端 部固接。进一步，所述处理主机的核心部分采用高速的中央处理器和高性能显卡，用于接 收和处理软质电子胆道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，对腔体图像进行立体重构，还原腔体的立体三维图像。进一步，三维立体胆道镜系统的使用方法(1)将软质电子胆道镜经由胆囊底部的微小切口进入胆囊腔内，通过软质电子胆 道镜工作端部先端部的主动受控弯曲的导引作用，可以方便找到胆囊管并通过适当的操作 手法进入胆囊管，进而进入胆总管；(2)通过先端部设置的多CXD阵列模块即对胆总管、胆囊管进行三维立体扫描拍 摄、显示全景三维立体图像、并对胆总管、胆囊管进行立体影像重构。 与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明对胆管进行环形和线性的影像拍摄，得到的数据经处理主机的综合处理， 得到胆囊管、胆总管或者肝内胆管的三维立体影像，胆管的立体图像对于医生以多角度观 察其内在的病变及研究其环境，制定最合理有效的处理方案，具有实际意义。下面结合附图和对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的系统及临床手术示意图；图2是本发明的软质电子胆道镜的结构示意图；图3是本发明的软质电子胆道镜的先端部示意图；图4是本发明的软质电子胆道镜的先端部多CCD阵列模块剖面示意图；图5是本发明的外部固定支架结构示意图。



本发明属于医用器械，具体涉及一种利用多CCD阵列进行立体影像重构的新型三维立体电子胆道镜系统，其包括软质电子胆道镜，以及与其连接的处理主机、光源主机、工作站组件，三维立体软质电子胆道镜可以经由胆囊底部小切口进入胆囊腔内，也可以在术中通过胆管壁上的小切口进入胆道，然后通过良好的柔软性和操控性拐入胆囊管，进而进入胆总管，对胆总管的情况进行探查，其软质工作端部先端部的多CCD阵列模块对胆总管，甚至肝内胆管进行精细扫描，得到胆管等的三维立体影像，医生根据三维立体影像对胆管病变进行处理。