一种膀胱肾盂内窥镜以及3D膀胱肾盂内窥镜系统

摘要

本申请公开了一种膀胱肾盂内窥镜，膀胱肾盂内窥镜包括镜管，镜管内的一端设置有双电子摄像头组件和照明光源组件，双电子摄像头组件包括第一电子摄像头和第二电子摄像头，且第一电子摄像头的入射光面与第二电子摄像头入射光面之间形成的夹角θ满足90°≤θ≤190°。本申请还提供一种3D膀胱肾盂内窥镜系统。本申请提供的膀胱肾盂内窥镜，通过线缆与图像处理系统连接，可实现三维立体图像显示。在医生进行内窥镜操作过程中，双电子摄像头组件采集的两个重合平面图像，通过图像处理系统将两个图像编辑合成，产生立体图像，从而能够分辨出组织结构，增加了手术的准确性。

说明书

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种膀胱肾盂内窥镜以及3D膀胱肾盂内窥镜系统。

背景技术

随着科学技术的发展，医用内窥镜作为窥视、治疗人体内器官的工具被广泛应用于医疗领域中。医用内窥镜再起发展的过程中，先后经历了四次较大的改进，从最初的硬管式医用内窥镜、半曲式医用内窥镜到纤维医用内窥镜，又到如今的电子医用内窥镜，影像质量得到巨大的提升。引用医用内窥镜按其功能分类包括用于消化道的医用内窥镜、用于呼吸系统的医用内窥镜、用于腹膜腔的医用内窥镜、用于胆道的医用内窥镜、用于泌尿系统的医用内窥镜、用于关节的医用内窥镜。

目前在泌尿外科膀胱肾盂内窥镜检查项目，以及经尿道内窥镜检查治疗项目中，常规的图像采集为单镜头采集的二维平面图像，不能有效的对组织位置层次进行分辨。

实用新型内容

针对上述问题，本申请提出了一种可实现三维立体图像显示的膀胱肾盂内窥镜以及膀胱肾盂内窥镜系统。

本申请的技术方案如下：

本申请提供一种膀胱肾盂内窥镜，所述膀胱肾盂内窥镜包括镜管，所述镜管内的一端设置有双电子摄像头组件和照明光源组件，所述双电子摄像头组件包括第一电子摄像头和第二电子摄像头，且所述第一电子摄像头的入射光面与所述第二电子摄像头入射光面之间形成的夹角为θ，θ满足90≤θ≤190°。

进一步地，所述θ满足160°≤θ≤185°。

进一步地，所述θ满足175°≤θ≤185°。

进一步地，所述第一电子摄像头与所述第二电子摄像头沿所述镜管的中轴线对称设置。

进一步地，所述照明光源组件包括第一光源和第二光源，所述第一光源以及第二光源分别位于所述双电子摄像头组件的两侧。

进一步地，所述第一光源与所述第二光源的照度相等。

进一步地，当θ为180度时，所述第一光源以及第二光源位于同一平面，沿所述镜管的中轴线对称设置。

进一步地，所述膀胱肾盂内窥镜还包括适配器，且所述适配器套设置于所述镜管远离所述双电子摄像头组件的一端。

进一步地，所述镜管的外径为4-5mm，其内径为3.5-4.5mm。

进一步地，所述第一电子摄像头的入射光面与所述第二电子摄像头入射光面均有防雾层。

本申请还提供一种3D膀胱肾盂内窥镜系统，所述系统包括图像处理系统以及前述膀胱肾盂内窥镜，所述图像处理系统通过线缆与所述膀胱肾盂内窥镜连接。

本申请提供的膀胱肾盂内窥镜，通过所述膀胱肾盂内窥镜与图像处理系统连接，可实现三维立体图像显示。在医疗器械进行内窥镜下操作过程中，通过所述双电子摄像头组件采集的两个重合平面图像，通过图像处理系统将两个图像编辑合成，产生立体图像，从而能够分辨出组织结构，更有效的判断各组织之间位置关系，从而增加了手术的准确性，为手术安全带来保障。而且在进行膀胱肾盂内窥镜插管时，在3D立体图像上可以提高一次操作的准确性。

附图说明

附图用于更好地理解本申请，不构成对本申请的不当限定。其中：

图1为本申请提供的3D膀胱肾盂内窥镜系统的结构示意图。

图2为本申请提供的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图3为本申请提供的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图4为本申请提供的θ为180°的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图5为本申请提供的θ为140°的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图6为本申请提供的θ为90°的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图7为本申请提供的θ为190°的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图8为本申请提供的θ为200°的膀胱肾盂内窥镜的结构示意图。

图9为本申请提供的单摄像头内窥镜。

附图标记说明

1-图像处理器，2-膀胱肾盂内窥镜，21-插接件，22-线缆，23-连接座，24-适配器，25-镜管，26-双电子摄像头组件，27-第一电子摄像头，28-第二电子摄像头，29-第一光源，30-第二光源，31-相接线。

具体实施方式

以下对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本申请公开一种膀胱肾盂内窥镜2，所述膀胱肾盂内窥镜2包括镜管25，所述镜管25内的一端设置有双电子摄像头组件26和照明光源组件，所述双电子摄像头组件26包括第一电子摄像头27和第二电子摄像头28，所述第一电子摄像头27与所述第二电子摄像头28均具有入射光面，且所述第一电子摄像头27的入射光面与所述第二电子摄像头28的入射光面之间形成的夹角为θ，θ满足90°≤θ≤190°；所述第一电子摄像头的入射光面与所述第二电子摄像头入射光面均有防雾层。所述照明光源组件向所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28提供用于照明的光源。

所述防雾层可以是涂层也可以是镀层，其作用是防水以及防雾，所述防雾层可以避免所述第一电子摄像头的入射光面与所述第二电子摄像头入射光面上形成水雾，影响其性能。

所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28均包括镜头和CMOS或CCD图像传感器，所述镜头沿轴向远离所述CMOS或CCD图像传感器的一端为入射光面，所述入射光面与CMOS或CCD图像传感器的感光面平行。

所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28为同型号尺寸大小能够满足在外径4-5mm的镜管25内安装的两组电子摄像头，如OminVision的OTOFA型电子摄像头组件。

视场角是指内窥镜能同时观察到的最大范围，即以顶点位于内窥镜头端部的锥角值，单位是度。

具体地，第一电子摄像头以及第二电子摄像头，其感光面为平面，视向为与感光面垂直的方向，其视向角为0度。视场角是电子摄像头组件的固有参数。为了达到较大的视野，应选择视场角为90-120度的电子摄像头组件，如OminVision的OTOFA型电子摄像头组件，其视向角为0°，视场角为120°，分辨率为50万像素，景深2-55mm。

在本申请中，第一电子摄像头和第二电子摄像头可以使用本领域技术人员已知的能够使用的医学电子摄像头。

对于单摄像头内窥镜，内窥镜的视场角为单电子摄像头的视向与内窥镜镜管轴线的的夹角，视场角较小，如图9所示。

由于第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28的的视场角为90-120度，景深为2-55mm，例如可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、48mm、49mm、50mm、51mm、52mm、53mm、54mm、或55mm。因此本申请中的膀胱肾盂内窥镜的有效视场角为20°～120°±5°，景深为2.5-50mm。

当夹角θ满足90°≤θ≤190°时，图像采集区域视野(两个同型号电子摄像头同时可观察到的区域，即内窥镜的有效视场角)将随θ的变化而变化，即随着θ的增大，有效视场角先增大后减小，景深范围也是先增大后减小。θ为175～185度时，视野最大，视场角约为120度，安装空间要求最小，θ逐渐减小或增大时，需求安装空间都将逐步加大，所述膀胱肾盂内窥镜有效视场角都将逐渐减小，观察视野范围也逐渐减小，第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28的景深范围也将逐渐减小，将使得图像采集区域逐渐变小(只能看到很小的区域甚至无法看到进入膀胱内器械的位置和操作，就失去了内窥镜的意义)。

景深范围指能清晰观察的最近点和最远点之间的范围，在最近点与内窥镜的端面之间的距离很小在2-5mm之间。第一电子摄像头以及第二电子摄像头的景深为2-55mm，本申请所述内窥镜的景深是第一电子摄像头与第二电子摄像头共同能观测到的最近点和最远点之间的范围，所述内窥镜的景深为2-55mm。

在一个具体实施方式中，θ满足160°≤θ≤185°。

在另一个具体实施方式中，θ满足175°≤θ≤185°。

具体地，所述夹角θ可以为90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°、160°、165°、170°、175°、180°、185°或190°。

在本申请中，如图2和图3所示，所述第一电子摄像头27的入射光面所在的平面与所述第二电子摄像头28的入射光面所在的平面的相接处为相接线31，所述相接线31经过所述镜管25的中轴线。即所述第一电子摄像头27与所述第二电子摄像头28沿所述镜管的中轴线对称设置。

如图2-图3所示，所述照明光源组件包括第一光源29和第二光源30，所述第一光源29以及第二光源30分别位于所述双电子摄像头组件的两侧。在手术过程中，所述第一光源29以及第二光源30发出的光照射至手术位置，第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28用于拍摄手术位置的图像。

所述第一光源29以及第二光源30用于给整个手术部位照明，而且第一光源29以及第二光源30的设置，使得手术部位的光照均匀。

在本申请中，第一光源和第二光源可以使用本领域技术人员已知的能够使用的医学用光源。

所述第一光源29与所述第二光源30的照明参数(照度)相等。

照度指物体单位面积上所得到的光的量，用来表明物体被照亮的程度。单位是勒克司。

具体地，所述第一光源29与所述第一电子摄像头27的入射光面在同一平面上或平行设置，所述第二光源30与所述第二电子摄像头28的入射光面在同一平面上或平行设置。所述第一光源29与所述第二光源30的相等，即第一光源29给与第一电子摄像头27所拍摄处的手术部位的光线与第二光源30给与第二电子摄像头28所拍摄处的手术部位的光线亮度相同，光线均匀。

所述第一光源29以及第二光源30均可以为led灯或导光纤维等，包括但不仅限于此，只要能实现在本申请中的作用即可。

所述第一光源29以及第二光源30的数量均可以为一个或多个，具体可根据实际需要来确定。

具体地，当所述第一光源29以及第二光源30的数量为一个时，所述第一光源29与所述第二光源30的连线与所述相接线31重合。

进一步地，如图2以及图5所示，当所述第一电子摄像头27的入射光面与所述第二电子摄像头28入射光面之间的夹角θ为180°时，所述第一光源29与第二光源30以及第一电子摄像头27与第二电子摄像头28均以所述镜管25的中轴线与相接线31的交点为对称中心，中心对称设置。

具体地，当所述第一光源29以及第二光源30的数量为两个或两个以上时，所述第一光源29与所述第二光源30的对称地设置于所述相接线31的两侧，即所述第一光源29与所述第二光源30沿所述镜管25的中轴线对称设置。优选地，所述第一光源29以及第二光源30为偶数个，以使所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28所拍摄的部位的光线均匀。

进一步地，当所述第一光源29以及第二光源30的数量为多个时，所述第一电子摄像头27与第二电子摄像头28之间的夹角θ满足：90°≤θ≤190°，优选为160°≤θ≤185°。

在本申请中，所述膀胱肾盂内窥镜2还包括适配器24，且所述适配器24套设置于所述镜管25远离双电子摄像头组件26的一端。通过所述适配器24，所述膀胱肾盂内窥镜2可以实现与其他膀胱镜器械，如膀胱镜镜鞘、操作手件等的连接。

如图1所示，本申请还提供一种3D膀胱肾盂内窥镜系统，所述系统包括图像处理系统以及所述的膀胱肾盂内窥镜2，所述图像处理系统通过线缆22与所述膀胱肾盂内窥镜2连接。

具体地，所述图像处理系统包括图像处理器1和偏光镜，通过所述图像处理系统处理后的图像，需要佩戴偏光镜，才能看到3D立体图像。所述图像处理器1上设置有插接件21，所述镜管25在远离所述电子摄像头组件26的一端设置有连接座23，所述第一电子摄像头27、第二电子摄像头28、第一光源29以及第二光源30的线缆通过所述连接座与所述插接件21连接。

本申请所述的3D膀胱肾盂内窥镜系统在使用时，所述膀胱肾盂内窥镜伸入患者需要手术的部位，所述第一光源29以及第二光源30照明，所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28拍摄手术部位的图像，并将图像传送到所述图像处理器1中，所述图像处理器1对第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28拍摄的图像进行处理(两个图像编辑合成)显示在外接的显示器上，再利用偏光镜，从而观看到立体图像，进而医护人员能够分辨出组织结构，更有效的判断各组织之间位置关系。

实施例

下述实施例中所使用的实施方法如无特殊要求，均为常规方法。

下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施方式的3D膀胱肾盂内窥镜系统，包括图像处理器1、偏光镜以及膀胱肾盂内窥镜，所述膀胱肾盂内窥镜包括镜管25，所述镜管25内的一端设置有双电子摄像头组件26、第一光源29、第二光源30，所述第一光源29以及第二光源30分别设置于所述双电子摄像头组件的两侧，所述双电子摄像头组件包括第一电子摄像头27和第二电子摄像头28，且所述第一电子摄像头27的入射光面与所述第二电子摄像头28的入射光面之间的夹角为θ为180°。所述第一光源29与第一电子摄像头27位于同一平面，所述第二光源30与所述第二电子摄像头28位于同一平面。

所述镜管25外径为4-5mm，内径为3.5-4.5mm，所述第一光源29以及第二光源30为微型LED光源或导光纤维。

所述第一电子摄像头27以及第二电子摄像头28应满足：视向角为0°，视场角90-120°，分辨率≥50万像素，景深2-55mm。如OminVision的OTOFA型电子摄像头组件。

所述3D膀胱肾盂内窥镜系统的各项参数如表1以及图4。

实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2中的夹角θ为190°，其各项参数如表1以及图7。

实施例3与实施例1的不同之处在于，实施例3中的夹角θ为140°，其各项参数如表1以及图5。

实施例4与实施例1的不同之处在于，实施例4中的夹角θ为90°，其各项参数如表1以及图6。

对比例1与实施例1的不同之处在于，对比例1中的夹角θ为200°，其各项参数如表1以及图8。

表1为各实施例以及对比例的的性能参数

小结：由上表可知：两摄像头夹角θ以180度为中心，增加或减少度数，有效视场角都会逐渐减小，景深范围都将逐渐减小，由于计算和测量存在误差，但变化趋势清晰。

尽管以上结合对本申请的实施方案进行了描述，但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本申请保护之列。