专利名称：一种新型三维立体电子膀胱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阵列概念与软质膀胱镜结合起来一起应用，因此，为了 得到膀胱腔内清晰的三维立体影像，设计一种将多CCD阵列技术与软质膀胱镜结合的内镜 技术迫在眉睫。
本发明克服了膀胱镜现有技术中的一些缺点，提供了一种新型三维立体电子膀胱 镜系统，其软质镜鞘与镜鞘型芯的配合，经由尿道进入膀胱腔内，通入膀胱镜主体通过其工作端部先端部的多CCD阵列对膀胱腔进行三维立体扫描，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膀胱镜系统，包括软质电子膀胱镜，以及与其连接的处理 主机、光源主机、工作站组件，该软质电子膀胱镜包括软质镜鞘、镜鞘型芯和膀胱镜主体，所 述软质镜鞘包括镜鞘软质工作端部，所述膀胱镜主体包括膀胱镜软质工作端部，所述膀胱 镜软质工作端部设有进行三维立体扫描拍摄、显示全景三维立体图像，并对膀胱腔进行立 体影像重构的多CXD阵列模块，所述多CXD阵列模块包括至少一设于该膀胱腔镜软质工作 端部先端部前端面的第一 CCD阵列，以及至少一设于膀胱腔镜软质工作端部先端部外圆表 面的第二 CCD阵列，所述先端部前端面和先端部外圆表面上对应设有测距器。进一步，所述软质镜鞘设有至少两条进水或者进气体的通道，该镜鞘软质工作端 部长度范围为250 350mm，其外径最大不超过10mm。进一步，该膀胱镜主体还包括数据接口和至少一条通道，所述膀胱镜软质工作端 部的长度大于镜鞘软质工作端部至少10mm。进一步，所述膀胱镜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端面和旋转圆环载体上。进一步，所述膀胱镜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、固定夹具和所述膀胱镜主体 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 收和处理软质电子膀胱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，新型三维立体电子膀胱镜系统的使用方法(1)将软质电子膀胱镜的软质镜鞘和镜鞘型芯作配合，利用镜鞘型芯的先端部钝 状，可以缓慢地导入患者尿管进入膀胱腔内；(2)然后取出其中的镜鞘型芯，由于软质镜鞘的工作端部为软性，可以减轻患者的 痛苦，医生通过软质镜鞘可以对膀胱注入生理盐水等操作，使得膀胱充盈，通入膀胱镜主体 并与软质镜鞘的连接结构有效连接，同时即对膀胱腔进行三维立体扫描拍摄、显示全景三 维立体图像、并对膀胱腔进行立体影像重构。 与现有技术相比，本发明的有益效果是 本发明对膀胱腔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，得到膀胱腔的三维立体影像，膀胱腔的立体图像对于医生以多角度观察其内在的病变 及研究其环境，制定最合理有效的处理方案，具有实际意义。软质镜鞘与柔性或者刚性的镜 鞘型芯进行紧密配合，以便于导入尿道进入膀胱腔内，软质镜鞘的长度以与软质镜鞘能尽 量达到无缝的效果为标准。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是本发明的软质镜鞘及镜鞘型芯配合示意图；图3是本发明的软质镜鞘及膀胱镜主体配合示意图；图4是本发明的软质电子膀胱镜的膀胱镜主体先端部示意图；图5是本发明的膀胱镜软质工作端部先端部多CCD阵列模块剖面示意图；图6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膀胱镜系统，其包括软质镜鞘、镜鞘型芯和膀胱镜主体三部分组成的软质电子膀胱镜，以及与其连接的处理主机、光源主机、工作站组件，软质电子膀胱镜通过软质镜鞘进入膀胱腔内，然后通过膀胱镜主体的膀胱镜工作端部先端部的多CCD阵列模块对膀胱腔进行精细扫描，得到膀胱腔的三维立体影像，医生根据三维立体影像对膀胱病变进行处理。
一种新型三维立体电子膀胱镜系统及其使用方法
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