CN111419157A - 防眩晕3d内窥镜、基于内窥镜的影像控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防眩晕3D内窥镜，包括采集段，采集段的前端设置有摄像单元，摄像单元包括N组摄像组件，各组摄像组件均包括两个对称分布的摄像元件；采集段还设置有用于检测采集段的位姿信息的位姿检测单元以及用于接收位姿检测单元的位姿信息的第一控制单元，第一控制单元根据位姿信息控制其中一组摄像组件处于开启状态，以捕获组织水平的或竖直的图像。本申请公开了一种基于内窥镜的影像控制系统，包括显示单元及如上所述的内窥镜。本申请还公开了一种基于内窥镜的影像控制方法，该方法采用如上所述的内窥镜实施手术。本申请在不调整内窥镜姿态的情况下实现了图像采集的调整，降低了手术医生的疲劳度，有助于手术的顺利进行。

Description

防眩晕3D内窥镜、基于内窥镜的影像控制系统及控制方法

技术领域

本申请属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种防眩晕3D内窥镜、基于内窥镜的影像控制系统及控制方法。

背景技术

腹腔镜手术是在腹部做切口，通过切口利用内窥镜及其它相关器械进行的手术，与传统手术相比，腹腔镜手术因具有创伤小、术后瘢痕小、患者术后恢复周期短等优点而受到越来越多患者的青睐。腹腔镜手术过程中，使用冷光源提供照明，将插入腹腔内的内窥镜镜头所拍摄的腹腔内各种脏器的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统，并将其实时显示在专用显示器上，医生通过显示器观察图像，以对患者的病情进行分析判断，并且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。

现有的3D内窥镜均采用在内窥镜的前端设置两个摄像头以实现图像采集的技术手段，在手术过程中，内窥镜通常是由医生或医生助手手动扶持，而部分手术耗时较长，手持内窥镜难免发生抖动或翻转，从而造成显示在显示器上的图像发生抖动或翻转，造成医生的眩晕感，影响手术的进行。

为解决该技术问题，可以通过三种方式来实现：

方式一：将对内窥镜的夹持由手持换成通过外部器械实现自动夹持，以通过自动化、智能化的操作减少人为干预，以达到降低因人为疲劳所带来的图像抖动或翻转的目的，但此方式带来了器械成本的增加以及手术室内器械的增多，从而导致了手术成本的上升，高成本的医疗负担会让患者及其家庭望而却步，降低了患者的就医体验，影响了腹腔镜的广泛应用。而且手术环境因患者个体的差异而有所不同，从而为器械操作者操作的精准度、熟练度以及器械自身的精确度带来了更多的要求，且为手术器械的硬件端还是内部处理系统等软件端的配置带来很大的挑战。

方式二：当手持内窥镜发生抖动或翻转时，为获得最佳的图像视角，可以通过操作内窥镜以改变其前端摄像头的实时位置的方式实现，该方式虽然能在短时间内获得医生期望获得的视角，但是内窥镜前端的移动和翻转必然会对手术对象体内的组织造成干扰，同时有可能会与腹腔内正在运行过程中的其它手术器械产生干涉，而给手术操作带来不便。

方式三：通过后级信号处理系统对内窥镜采集到的图像进行后端处理，使其显示到专用显示器上的图像的显示视角是方便医生观察的视角，这种软件处理的方式对软件的程序设计、软硬件的配置均提出了很高的要求，一方面增加了成本，另一方面即便其能够解决图像旋转的问题，也无法解决内窥镜抖动所带来的显示器上图像抖动而给医生带来的眩晕感的问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

本申请提供了一种防眩晕3D内窥镜、基于内窥镜的影像控制系统及控制方法，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

一种防眩晕3D内窥镜，包括采集段，所述采集段的前端设置有摄像单元，所述采集段用于伸入手术对象体内并通过所述摄像单元采集手术对象体内的组织图像；所述摄像单元包括N组摄像组件，N为大于或者等于2的偶数，各组所述摄像组件均包括两个沿所述采集段前端中央位置对称分布的摄像元件；所述采集段还设置有位姿检测单元，所述位姿检测单元用于检测所述采集段的位姿信息；所述内窥镜还包括第一控制单元，所述第一控制单元用于接收所述位姿检测单元检测到的位姿信息，且所述第一控制单元根据所述位姿信息控制其中一组所述摄像组件处于开启状态，以捕获手术对象体内组织水平的或竖直的图像。

本申请中的所述一种防眩晕3D内窥镜还具有下述附加技术特征：

所述摄像元件绕所述采集段的前端呈环形布置。

各所述摄像元件与所述采集段的前端的中心之间的距离相等。

所述位姿检测单元包括多轴加速度计和/或陀螺仪，所述多轴加速度计和/或陀螺仪与所述第一控制单元相连，所述多轴加速度计和/或陀螺仪用于采集所述采集段在不同方向上的加速度参数和/或角度变化参数，并将采集到的加速度参数和/或角度变化参数传送至所述第一控制单元。

所述位姿检测单元还包括震动传感器或惯性传感器，所述震动传感器或所述惯性传感器与所述第一控制单元相连，所述震动传感器或所述惯性传感器用于采集所述采集段的振动参数，并将采集到的振动参数传送至所述第一控制单元。

所述内窥镜还包括手持部，以及在所述手持部和所述采集段之间延伸设置的插入管，所述插入管和所述采集段之间设置有弯曲段，通过操作所述手持部能够调节所述弯曲段的弯曲状态，以实现所述采集段的姿态调整。

本申请公开了一种基于内窥镜的影像控制系统，包括：如上所述的防眩晕3D内窥镜；以及显示单元，所述显示单元与所述摄像元件相连，以显示组织图像。

所述控制系统还包括下述附加技术特征：

所述控制系统还包括第二控制单元，所述第二控制单元与所述位姿检测单元相连，且所述第二控制单元根据所述位姿信息调整所述显示单元的刷新频率。

本申请还公开了一种基于内窥镜的影像控制方法，该方法包括：采用如上所述的防眩晕3D内窥镜实施手术；根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段是否发生旋转；若所述采集段发生旋转，则切换所述摄像组件的启闭，以在与所述摄像元件相连的显示单元获得手术对象体内组织水平的或竖直的图像。

所述控制方法还包括下述附加技术特征：

所述控制方法还包括：根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段是否发生旋转或振动；若所述采集段发生旋转或振动，则调整所述显示单元的刷新频率。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：

1.本申请中所述内窥镜的采集段设置有若干个摄像组件，各组所述摄像组件均包括两个沿所述采集段前端中央位置对称分布的摄像元件，且所述内窥镜的采集段设置有用于检测采集段位姿信息的位姿检测单元，所述位姿检测单元能够将检测到的位姿信息实时传输至所述第一控制单元，所述第一控制单元能够根据所述位姿信息调整其中一组所述摄像组件处于开启状态，如此配置，即便是手术过程中内窥镜发生了旋转，也可以通过切换摄像组件捕获到手术对象体内组织水平的或竖直的图像，以方便医生通过观看图像判断组织状况和手术状况，减少了医生需要通过歪头等自身姿势的调整以适应图像查看的弊端，减少了医生的疲劳强度，有助于手术操作的顺利进行。

此外，本申请中对于采集图像的调整无需通过调整内窥镜的姿态即可实现，从而避免了因调整内窥镜而对患者体内组织造成的干扰，且减少了内窥镜与其它术中器械相互干涉的可能性，保障了手术的顺畅进行。而且相较于通过软件、算法等图像后处理的方式而言，本申请减少了对软控方面的依赖性，在一定程度上可以降低手术器械的成本，从而降低了患者的医疗成本。

2.作为本申请的一种优选实施方式，所述摄像元件绕所述采集段的前端呈环形布置，一方面，在内窥镜体积一定的情况下，可以尽可能多的布置摄像元件，以提升获得水平图像或竖直图像的概率，另一方面，可以保证摄像元件的有序性，方便所述第一控制单元的控制。更进一步地，各所述摄像元件与所述采集段的前端的中心之间的距离相等，从而保证了即便是手术过程中发生了摄像组件的切换，所述摄像元件能够采集到的组织范围也不会发生变化，从而保证了后端图像数据的完整性和平稳性，方便了医生在变化的手术环境中依然能够收获的平稳地手术图像数据，减少了判断障碍，提升了医生的手术体验，也保证了手术过程的顺利进行。

3.作为本申请的一种优选实施方式，所述插入管和所述采集段之间设置有弯曲段，所述弯曲段被配置为能够在相互垂直的第一方向和第二方向上偏转，通过操作所述内窥镜的手持部能够调节所述弯曲段的弯曲状态，以实现所述采集段的姿态调整，从而扩大了摄像元件的对于待检部位的图像采集范围提升了检测的准确性，减小了内窥镜整体移动的范围和幅度，从而减少了因器械移动对人体组织造成的干扰。

4.本申请中的影像控制系统基于本申请中的内窥镜进行设置，该控制系统具有与内窥镜的摄像元件相连以显示组织图像的显示单元，通过所述第一控制单元的控制可以实现在内窥镜采集段发生旋转的情况下，依然能够采集到手术对象组织的水平图像或垂直的图像，并在所述显示单元予以显示，方便了医生的术中观察，为医生对患者的病情进行分析判断提供了有利保障。

5.作为本申请中所述影像控制系统的一种优选实施方式，所述控制系统还具有与所述位姿检测单元相连的第二控制单元，所述第二控制单元根据所述位姿信息调整所述显示单元的刷新频率，尤其是当所述位姿检测单元检测到内窥镜未发生大幅度的旋转而是发生了抖动时，可以通过调整所述显示单元的刷新频率而保证图像显示的稳定性，从而大幅降低了因图像抖动而给手术医生带来的不适感，降低了医生视神经的疲劳速度，不仅保证了手术的顺利进行，而且提升了医生的手术体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中所述内窥镜的应用示意图。

图2为本申请中所述内窥镜一种实施方式下的立体图。

图3为本申请中一种实施方式下的所述内窥镜的采集段和弯曲段(且弯曲段去除防护套管)的立体图。

图4为本申请中一种实施方式下的所述采集段的一种应用状态下的侧视图。

图5为本申请中一种实施方式下的所述采集段的另一种应用状态下的侧视图。

其中，

1内窥镜、11采集段、111摄像元件、112照明元件、12弯曲段、121、防护套管、122连接件、1221连接工件、1222连接母件、1223牵引绳限位槽、113插入管、14手持部、15牵引绳；

2组织；

3术中器械；

4显示单元。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图5所示，一种防眩晕3D内窥镜，包括采集段11，所述采集段11的前端设置有摄像单元，所述采集段11用于伸入手术对象体内并通过所述摄像单元采集手术对象体内的组织图像。所述摄像单元包括N组摄像组件，N为大于或者等于2的偶数，各组所述摄像组件均包括两个沿所述采集段11前端中央位置对称分布的摄像元件111。所述采集段11还设置有位姿检测单元，所述位姿检测单元用于检测所述采集段11的位姿信息。所述内窥镜1还包括第一控制单元，所述第一控制单元用于接收所述位姿检测单元检测到的位姿信息，且所述第一控制单元根据所述位姿信息控制其中一组所述摄像组件处于开启状态，以捕获手术对象体内组织2水平的或竖直的图像。

手术过程中，若内窥镜1发生偏转，设置在采集段11前端的摄像元件111也随之偏转，从而造成采集到的组织2的图像会发生偏转，最终导致医生的视觉障碍。本申请中的所述内窥镜1具有多组摄像组件，当所述位姿检测单元检测到所述采集段11的位姿发生变化时，可以将位姿变化信息实时传输至所述第一控制单元，所述第一控制单元根据接收到的位姿信息实时切换所述摄像组件，即所述第一控制单元能够控制仅有一组摄像组件处于开启状态用于3D成像，其余摄像组件处于关闭状态，且该开启的摄像组件能够采集到组织2的水平的图像或竖直的图像，从而实现了即便所述内窥镜1发生了偏转，也依然能够保持显示到后端显示器的图像是水平状态或竖直的状态，为手术医生观察组织图像提供了便利，避免了手术医生需要扭转身体和头部以适应图像翻转的现象，方便了医生的手术操作，降低了疲劳强度。

相较于通过将手动扶持内窥镜1更换为通过器械实现对内窥镜1的自动夹持，以避免内窥镜1偏转的技术方案而言，本申请可以在很大程度上降低器械的成本以及对智能化器械的高精度要求，降低了手术成本，从而降低了患者的医疗负担，愉悦了患者的就医体验，而且有助于内窥镜手术的推广应用。

相较于通过调整内窥镜1的姿态以达到调整摄像元件111的拍摄角度的技术方案而言，本申请通过所述第一控制单元切换摄像组件即可获得所需要的图像数据，避免了因调整内窥镜1而带给医生的多余操作，以及因调整内窥镜1而对患者体内组织2造成的干扰，且减少了内窥镜1与其它术中器械3相互干涉的可能性，保障了手术的顺畅进行。

相较于通过软件、算法等图像后处理的方式，本申请减少了对软控方面的依赖性，在一定程度上可以降低手术器械的成本，从而降低了患者的医疗成本，提升了患者的就医体验。

下面结合附图对本申请的原理作进一步的详细说明：

如图4和图5所示，其给出了所述采集段11的前端设置有6组摄像组件的具体示例，各组摄像组件包括两个对称布置的摄像元件111，如其中一组摄像组件包括图中所示的两个对称布置的摄像元件C1，另一组摄像组件包括图中所示的两个对称布置的摄像元件C2，另一组摄像组件包括图中所述的两个对称布置的摄像元件C6等等，摄像元件111两两一组以用于3D成像。

例如，在某一手术时间段内，如图4所示，两个所述摄像元件C1处于开启状态且能够采集到手术对象组织2的水平状态的图像，但因手术过程中，所述采集段11发生了旋转，如图5所示，两个所述摄像元件C1随所述采集段11同步旋转而导致其无法采集到组织2的水平状态的图像，若不做调整，回传至下述显示单元4的图像将发生偏转，给手术医生造成看图障碍，为避免该现象的发生，当所述位姿检测单元检测到所述采集段11发生旋转时，所述位姿检测单元会将检测到的位姿信息实时传输至所述第一控制单元，所述第一控制单元控制两个所述摄像元件C1的关闭，同时控制此时可以采集到组织2的水平状态的图像的两个摄像元件C2开启，以保证回传至所述显示单元4的图像仍处于水平状态，方便了手术医生查看组织2状态，降低了医生的眩晕感，提升了医生的手术体验，有助于手术操作的顺利进行。

对于竖直图像的采集同理，在某一手术时间段内，如图4所示，两个所述摄像元件C4处于开启状态且能够采集到手术对象组织2的竖直状态的图像，但因手术过程中，所述采集段11发生了旋转，如图5所示，两个所述摄像元件C4随所述采集段11同步旋转而导致其无法采集到组织2的竖直状态的图像，若不做调整，回传至下述显示单元4的图像将发生偏转，给手术医生造成看图障碍，为避免该现象的发生，当所述位姿检测单元检测到所述采集段11发生旋转时，所述位姿检测单元会将检测到的位姿信息实时传输至所述第一控制单元，所述第一控制单元控制两个所述摄像元件C4的关闭，同时控制此时可以采集到组织2的竖直状态的图像的两个摄像元件C5的开启，以保证回传至所述显示单元4的图像仍处于竖直状态，方便了手术医生查看组织2状态，降低了医生的眩晕感。即本申请中的所述第一控制单元能够根据所述位姿信息实时切换所述摄像组件的开闭状态，以使得对于组织图像的采集视角能够保持稳定，方便了医生观察术中组织2的状态。

需要说明的是，本申请中所述采集段11前端摄像组件的数量并不局限于上述的举例，其可以是2组、4组或8组甚至更多，在此不做限定。而且，本申请对于所述采集段11的形状不做具体限定，如图4和图5所示，其给出了所述采集段11呈圆柱状的结构，但所述采集段11的形状并不局限于此，其横截面(即沿所述采集段11径向的断面)还可以是方形、椭圆形等。

作为本申请的一种优选实施方式，所述摄像元件111绕所述采集段11的前端呈环形布置，一方面有助于属于同一组摄像组件的两个摄像元件111进行对称布置，另一方面可以在有限的空间内布置更多的摄像元件111，从而提升获得水平图像或竖直图像的概率，再者，可以保证摄像元件111的有序性，方便所述第一控制单元的控制。更进一步地，各所述摄像元件111与所述采集段11的前端的中心之间的距离相等，从而保证了即便是手术过程中发生了摄像组件的切换，所述摄像元件111能够采集到的组织的范围也不会发生变化，从而保证了后端图像数据的完整性和平稳性，方便了医生在变化的手术环境中依然能够收获的平稳地手术图像数据，减少了判断障碍，提升了医生的手术体验，也保证了手术过程的顺利进行。

需要进一步的说明的是，利用本申请中的所述内窥镜进行水平图像或竖直图像采集的方式同时为通过所述内窥镜进行组织图像的多角度的采集提供了借鉴意义，即通过相应指令的输入(如图像旋转角度、图像视角等指令信息)，可以获得手术医生期望获得的不同角度的图像，以辅助手术医生在医生希望的看图角度上查看组织状态。

本申请中的所述位姿检测单元包括多轴加速度计和/或陀螺仪，所述多轴加速度计和/或陀螺仪与所述第一控制单元相连，所述多轴加速度计和/或陀螺仪用于采集所述采集段11在不同方向上的加速度参数和/或角度变化参数，并将采集到的加速度参数和/或角度变化参数传送至所述第一控制单元，所述第一控制单元能够根据所述加速度参数和/或角度变化参数的变化调整所述摄像组件的启闭。所述多轴加速度计可以是三自由度角速度传感器或者三自由度角加速度传感器等。所述陀螺仪可以是六轴电子陀螺仪等。

作为本申请的一种优选实施方式，所述位姿检测单元还可以包括震动传感器或惯性传感器，所述震动传感器或所述惯性传感器与所述第一控制单元相连，所述震动传感器或所述惯性传感器用于采集所述采集段11的振动参数，并将采集到的振动参数传送至所述第一控制单元。通过所述震动传感器或惯性传感器的设置可以检测所述采集段11的震动信息，以进一步增加震动检测的灵敏度。

本申请中的所述采集段11还设置有照明元件112，作为优选，所述照明元件112位于所述采集段11前端的中间部位，以方便所述摄像元件111采集组织2的图像数据。所述照明元件112通过光纤与冷光源连接，以在手术期间将冷光源中的光照传递至手术部位，方便组织图像的采集。所述内窥镜1内还设有分别与各所述摄像元件111电连接的信号线，所述摄像元件111通过所述信号线与所述第一控制单元及所述显示单元4电连接。所述内窥镜1内还设有与所述位姿检测单元电连接的信号线，所述位姿检测单元通过该信号线与所述第一控制单元电连接。

作为本申请的一个优选实施方式，所述位姿检测单元设置于所述采集段11的中间，以采集所述采集段11的位姿变化，为保持图像的稳定提供相应的位姿信息；所述位姿检测单元的周边安装有一圈所述照明元件112，所述摄像元件111成对地安装在所述照明元件112的外侧，在进行手术的过程中，属于同一组摄像组件的摄像元件111开启，用来采集病灶图像。当所述采集段11有旋转或抖动时，所述位姿检测单元会采集相应的位姿信息并将采集到的位姿信息实时传输至所述第一控制单元，所述第一控制单元控制切换所述摄像元件111，以保证所述显示单元4显示的图像的稳定性，减少手术医生观察组织图像时的眩晕感。

更进一步地，所述采集段11的外壳采用生物相容性较好的高分子材质，以保持和固定设置于所述采集段11的摄像元件111、照明元件112及位姿检测单元。所述采集段11的前端采用透光性较好的钢化玻璃材质，以提高图像采集的清晰度。

如图2所示，本申请中的所述内窥镜1还包括手持部14，以及在所述手持部14和所述采集段11之间延伸设置的插入管13，所述插入管13和所述采集段11之间设置有弯曲段12，通过操作所述手持部14能够调节所述弯曲段12的弯曲状态，以实现所述采集段11的姿态调整。通过调整所述弯曲段12的弯曲状态，可以实现所述采集段11姿态的调整，从而扩大了所述摄像元件111的图像采集范围，避免了术中所述内窥镜1整体的频繁移位，而对患者的开孔部位造成过多的干扰，以及因内窥镜1的移位而与术中其它的手术器械3发生干涉。

作为本实施方式下的一个优选实施例，如图3所示，所述弯曲段12包括多个依次排布的连接件122，所述连接件122被配置为能够使得所述弯曲段12在第一方向和第二方向上偏转，所述第一方向和所述第二方向垂直。在一个具体的示例中，所述第一方向为左右方向，所述第二方向为上下方向，通过操作所述手持部14，可以实现对所述弯曲段12的俯仰运动和左右偏转两个自由度的控制，以在所述内窥镜1位置一定的情况下，扩大所述采集段11的活动范围，从而增大了图像采集范围，提升了检测的准确性，减小了内窥镜1整体移动的范围和幅度。所述弯曲段12外侧设置有防护套管121，以实现所述弯曲段12与外部的隔离，避免各所述连接件122运动的过程中对患者的组织2产生干涉。作为优选，所述防护套管121的外径与所述插入管13的外径大致相等。

作为本申请的一种优选实施方式，各所述连接件122内部中空，且各所述连接件122相互连通以配合形成供所述光纤和所述信号线穿过的通道。本实施方式通过各所述连接件122的配合以为所述光纤和所述信号线在所述弯曲段12的内部延伸提供条件：一方面，可以对所述光纤和所述信号线形成防护；另一方面，可以避免所述光纤和所述信号线与设置在所述弯曲段12外围的保护套管121发生摩擦，而对弯曲段12的偏转造成阻力，将所述光纤和所述信号线配置为行经弯曲段12内侧，可以保证所述弯曲段12偏转的灵活性，便于医生的操作控制；再者，所述光纤和所述信号线沿所述弯曲段12的内部延伸设置，可以充分利用所述连接件122的内部空间，减小所述弯曲段12的径向尺寸，有助于所述内窥镜1整体径向尺寸的缩减，从而有助于减小在人体的开孔尺寸，方便了患者伤口的愈合，愉悦了患者的体验。

本申请中，所述内窥镜1还包括牵引单元，所述牵引单元包括四根牵引绳15，作为优选，所述牵引绳15为钢丝，各所述牵引绳15的一端锁定于所述手持部14，另一端穿过各所述连接件122并固定于所述采集段11或位于最前端的连接件122，所述牵引绳15和与其相邻的其中一根牵引绳15沿第一方向相对布置，并和与其相邻的另一个牵引绳15沿第二方向相对布置，操作的过程中，通过对位置相对的两条牵引绳15进行一松一紧的调控，从而可使所述弯曲段12朝向拉紧的一侧偏转，以实现所述弯曲段12姿态的调整，进而实现所述采集段11姿态的调整。

下面以一个优选的实施例为例，对本申请中所述弯曲段12的结构作进一步的详细说明，且为了方便描述，沿所述内窥镜1的轴线方向，将所述采集段11所在的方位定义为前，将所述手持部14所在的方位定义为后：

在该优选实施例中，各所述牵引绳15位于所述连接件122的外侧，以避免在通过所述牵引绳15调节所述采集段11姿态的过程中，所述牵引绳15与位于所述连接件122内侧的所述光纤和所述信号线发生干涉，保证了所述内窥镜1的各个元器件的稳定运行。如图3所示，所述弯曲段12包括多个从前至后依次排布的连接件122，所述连接件122呈薄壁环状结构，且所述连接件122包括连接件本体，所述连接件本体的外侧四周分别设置有四个牵引绳限位槽1223，所述牵引绳15自各所述连接件122本体的牵引绳限位槽1223内穿过。更进一步地，所述连接件122包括连接件公件1221和连接件母件1222，所述连接件公件1221是采用金属材料制成的结构，所述连接件母件1222由弹性材料制成，以提升连接件122的柔性，增加所述弯曲段12的灵活度，方便操作人员的控制。

本申请公开了一种基于内窥镜的影像控制系统，包括：如上所述的防眩晕3D内窥镜1；以及显示单元4，所述显示单元4与所述摄像元件111相连，以显示组织图像。通过所述第一控制单元的控制可以实现在内窥镜1的采集段11发生旋转的情况下，依然能够采集到手术对象组织2的水平图像或垂直图像，并在所述显示单元4予以显示，方便了医生的术中观察，为医生对患者的病情进行分析判断提供了有利保障。

作为本申请的一种优选实施方式，所述控制系统还包括第二控制单元，所述第二控制单元与所述位姿检测单元相连，且所述第二控制单元根据所述位姿信息调整所述显示单元4的刷新频率。不论是在所述位姿检测单元检测到内窥镜1未发生大幅度的旋转，还是发生了抖动时，可以通过调整所述显示单元4的刷新频率以保证图像显示的稳定性，从而大幅降低了因图像旋转或抖动而给手术医生带来的不适感，降低了医生视神经的疲劳速度，避免了因图像闪动给医生带来的眩晕感，不仅保证了手术的顺利进行，而且提升了医生的手术体验。

本申请还公开了一种基于内窥镜的影像控制方法，该方法包括：采用如上所述的防眩晕3D内窥镜实施手术；根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段11是否发生旋转；若所述采集段11发生旋转，则切换所述摄像组件的启闭，以在与所述摄像元件111相连的显示单元4获得手术对象体内组织水平的或竖直的图像，为医生观察组织图像提供便利。

所述控制方法还包括：根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段11是否发生旋转或振动；若所述采集段11发生旋转或振动，则调整所述显示单元4的刷新频率，以降低因图像抖动给手术医生带来的不适感。

需要说明的是，本申请中的所述内窥镜1、影像控制系统以及影像控制方法并不局限于腹腔镜手术，其还可以应用于其它类型的能够用到内窥镜1的手术，如胸腔手术、脑腔手术、血管内窥镜1手术等等。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种防眩晕3D内窥镜，包括采集段，所述采集段的前端设置有摄像单元，所述采集段用于伸入手术对象体内并通过所述摄像单元采集手术对象体内的组织图像；其特征在于，

所述摄像单元包括N组摄像组件，N为大于或者等于2的偶数，各组所述摄像组件均包括两个沿所述采集段前端中央位置对称分布的摄像元件；

所述采集段还设置有位姿检测单元，所述位姿检测单元用于检测所述采集段的位姿信息；

所述内窥镜还包括第一控制单元，所述第一控制单元用于接收所述位姿检测单元检测到的位姿信息，且所述第一控制单元根据所述位姿信息控制其中一组所述摄像组件处于开启状态，以捕获手术对象体内组织水平的或竖直的图像。

2.根据权利要求1所述的一种防眩晕3D内窥镜，其特征在于，

所述摄像元件绕所述采集段的前端呈环形布置。

3.根据权利要求2所述的一种防眩晕3D内窥镜，其特征在于，

各所述摄像元件与所述采集段的前端的中心之间的距离相等。

4.根据权利要求1所述的一种防眩晕3D内窥镜，其特征在于，

所述位姿检测单元包括多轴加速度计和/或陀螺仪，所述多轴加速度计和/或陀螺仪与所述第一控制单元相连，所述多轴加速度计和/或陀螺仪用于采集所述采集段在不同方向上的加速度参数和/或角度变化参数，并将采集到的加速度参数和/或角度变化参数传送至所述第一控制单元。

5.根据权利要求4所述的一种防眩晕3D内窥镜，其特征在于，

所述位姿检测单元还包括震动传感器或惯性传感器，所述震动传感器或所述惯性传感器与所述第一控制单元相连，所述震动传感器或所述惯性传感器用于采集所述采集段的振动参数，并将采集到的振动参数传送至所述第一控制单元。

6.根据权利要求1所述的一种防眩晕3D内窥镜，其特征在于，

所述内窥镜还包括手持部，以及在所述手持部和所述采集段之间延伸设置的插入管，所述插入管和所述采集段之间设置有弯曲段，通过操作所述手持部能够调节所述弯曲段的弯曲状态，以实现所述采集段的姿态调整。

7.一种基于内窥镜的影像控制系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项权利要求所述的防眩晕3D内窥镜；以及

显示单元，所述显示单元与所述摄像元件相连，以显示组织图像。

8.根据权利要求7所述的一种基于内窥镜的影像控制系统，其特征在于，

所述控制系统还包括第二控制单元，所述第二控制单元与所述位姿检测单元相连，且所述第二控制单元根据所述位姿信息调整所述显示单元的刷新频率。

9.一种基于内窥镜的影像控制方法，其特征在于，所述方法包括：

采用权利要求1至6任一项权利要求所述的防眩晕3D内窥镜实施手术；

根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段是否发生旋转；

若所述采集段发生旋转，则切换所述摄像组件的启闭，以在与所述摄像元件相连的显示单元获得手术对象体内组织水平的或竖直的图像。

10.根据权利要求9所述的一种基于内窥镜的影像控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据所述位姿检测单元检测到的所述位姿信息判断所述采集段是否发生旋转或振动；

若所述采集段发生旋转或振动，则调整所述显示单元的刷新频率。

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