CN112568864A - 一种宫腔手术监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及宫腔手术监控系统，该宫腔手术监控系统包括：监视模块，主机/影像工作站，内窥镜模块，探测器导入模块、检查操作设备导入模块和辅助设备模块；其中，内窥镜模块集成探测器和检查操作设备；探测器用于对宫腔环境进行整体完整的扫描检查，从而确定宫内疑似病灶位置；检查操作设备用于对探测器确定的疑似病灶位置，通过针对该疑似病灶位置的经导航的路径，对该病灶进行检查或治疗操作。

Description

一种宫腔手术监控系统
技术领域
本发明涉及一种宫腔镜领域，具体地涉及一种宫腔手术监控系统。
背景技术
随着半导体和计算机技术的迅猛发展，现代加工工艺微型化、高精密化，医用电子内窥镜融合了传统内窥镜、计算机及微电子等高新技术。目前在临床诊断和治疗子宫息肉方面，宫腔镜是常用的检测和治疗方法。宫腔镜系统是将光学成像系统和电荷耦合器件CCD设置在该内窥镜的前部，图像信号是通过电信号的方式传输到外部显示器，并结合位于引线导管顶部的电切刀，对定位的息肉进行切除。因此具有图像清晰、手术操作性强，并且因图像传输采用软管，降低患者痛苦等优点，在临床上得到了越来越广泛的应用。
但是，现有的宫腔镜手术监控系统的光学成像系统安装于引线导管的顶部，该引线导管为软管或者为硬管，而光学成像系统的视角往往在110-90度之间，而导引光学成像系统的引线导管是软管时，由于导管挠度较大，不能实现对于光学成像系统的精准控制，当引线导管为硬管时，由于导管的刚度较大，不能实现对于导管的任意弯折，从而造成光学成像系统的观察死角，也就是说，人工操作的宫腔镜容易存在观察死角，造成对于子宫息肉的情况的全方位检查。此外，由于人工操作存在较大的随机性，不能在操作时概览宫腔环境也容易造成子宫病情的遗漏。虽然目前已经出现了超声图像配合宫腔镜的治疗方法，但是超声图像配合宫腔镜还是存在下列问题：1)设备集成度低，超声设备的体积往往比较大，难以集成在宫腔镜设备内部，设备体积大造成患者检查体验感差，2)超声图像不够直观，且定位性较差，3)根据超声图像检查结果配合使用的宫腔镜，二者定位转换和设备自动控制，方面还存在改良的空间。
因此，需要提供一种宫腔手术监控系统，来改善现有技术中的上述问题，能够实现设备小型化，自动化，提高设备对宫内环境检查的全面性，提高对病灶位置的定位的精度和效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的宫腔手术监控设备：1)设备集成度低，超声设备的体积往往比较大，难以集成在宫腔镜设备内部，设备体积大造成患者检查体验感差，2)超声图像不够直观，且定位性较差，3)根据超声图像检查结果配合使用的宫腔镜，二者定位转换和设备自动控制，方面还存在改良的空间的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种宫腔手术监控系统，该宫腔手术监控系统包括：监视模块，主机/影像工作站，内窥镜模块，探测器导入模块、检查操作设备导入模块和辅助设备模块；其中，内窥镜模块集成探测器和检查操作设备；探测器用于对宫腔环境进行整体完整的扫描检查，从而确定宫内疑似病灶位置；检查操作设备用于对探测器确定的疑似病灶位置，通过针对该疑似病灶位置的经导航的路径，对该病灶进行检查或治疗操作。
具体的，主机/影像工作站与探测器导入模块通过数据线连接，使得主机/影像工作站能够将预设的探测器导入数据发送给探测器导入模块，来实现对于探测器导入的控制。
具体的，内窥镜的探测器的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，主机/影像工作站根据内窥镜的探测器图像数据判断是否存在宫内病灶，并根据上述图像数据及其对应的探测器导入数据，确定宫内病灶位置，根据宫内病灶位置，确定检查操作设备的导入数据，并发送给检查操作设备导入模块，用于执行相应的导入操作。
具体的，内窥镜的检查操作设备的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，以实时显示检查操作设备采集的病灶特写图像或者病灶治疗处理情况。
具体的，探测器导入模块、检查操作设备导入模块分别用于导入探测器和检查操作设备。
具体的，探测器导入模块包括一旋转电机导入设备。
具体的，检查操作设备导入模块包括旋转电机和直线电机的双电机导入设备。
本发明提供的宫腔手术监控系统，改善了现有技术中的上述问题，能够实现设备小型化，自动化，提高设备对宫内环境检查的全面性，提高对病灶位置的定位的精度和效率。
附图说明
图1为本发明提供的宫腔手术监控系统的结构示意图；
图2为本发明提供的宫腔手术监控系统探测器的结构示意图。
图3为本发明提供的宫腔手术监控系统的圆筒状探测元件的结构示意图。
图4为本发明提供的宫腔手术监控系统的检查操作设备的结构示意图。
图5为本发明提供的宫腔手术监控系统的用于集成探测器和检查操作设备的集成固定块的结构示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的一种宫腔手术监控系统作进一步的详细描述。
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本申请提供的宫腔手术监控系统包括：监视模块，主机/影像工作站，内窥镜模块，探测器导入模块、检查操作设备导入模块和辅助设备模块。
其中，内窥镜模块集成探测器和检查操作设备。探测器用于对宫腔环境进行整体完整的扫描检查，从而确定宫内病灶位置。检查操作设备用于对探测器确定的特定病灶位置，通过针对该特定病灶位置的经导航的路径，对该病灶进行检查或治疗操作。
主机/影像工作站与探测器导入模块通过数据线连接，使得主机/影像工作站能够将预设的探测器导入数据发送给探测器导入模块，来实现对于探测器导入的控制。内窥镜的探测器的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，主机/影像工作站根据内窥镜的探测器图像数据判断是否存在宫内病灶，并根据上述图像数据及其对应的探测器导入数据，确定宫内病灶位置，根据宫内病灶位置，确定检查操作设备的导入数据，并发送给检查操作设备导入模块，用于执行相应的导入操作。
内窥镜的检查操作设备的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，以实时显示检查操作设备采集的病灶特写图像或者病灶治疗处理情况。
探测器导入模块、检查操作设备导入模块分别用于导入探测器和检查操作设备，根据二者倒入方式的不同，探测器导入模块包括一旋转电机导入设备，检查操作设备导入模块包括旋转电机和直线电机的双电机导入设备。
其中，监视模块可以为显示器或者监视器，其用于向使用者实时显示内窥镜采集的图像信息。
内窥镜模块，包括集成的探测器和检查操作设备。探测器用于对宫腔环境进行整体完整的扫描检查，从而确定宫内病灶位置。检查操作设备用于对探测器确定的特定病灶位置，通过针对该特定病灶位置的经导航的路径，对该病灶进行检查或治疗操作。
如图2，探测器1包括螺纹导管1-1，该螺纹导管1-1为本领域常用的挠性导管，螺纹导管1-1的外径为5mm，该导管的外侧设置了螺纹，该螺纹通过微加工工艺形成，螺纹间距控制在0.5mm以下。螺纹导管1-1外侧套设了螺纹套管1-4，该螺纹套管1-4的顶部(即最深入的一端)设置有圆筒状探测元件1-3，圆筒状探测元件1-3的底部固定连接了螺纹套管1-4，该螺纹套管1-4用于与螺纹导管1-1螺纹嵌合，并且螺纹套管1-4连接到探测器导入模块。探测器导入模块用于通过旋转电机旋转螺纹套管1-4，沿着螺纹导管1-1的螺纹旋转向上或向下，实现运动圆筒状探测元件1-3的旋转上升。
如图2-3所示，该圆筒状探测元件1-3包括石英形成的外筒壁1-3-4，从而方便光线通过；内部过孔1-3-3，其由内筒壁环绕形成，用于套设螺纹导管1-1，该内部过孔1-3-3的内筒壁还设置有内螺纹。位于内筒壁和外筒壁1-3-4之间的筒状空间，被隔板1-3-2分割为多个空腔1-3-1，优选为4个，也可以为2或6或8个。
如图2所示，该空腔1-3-1被石英中隔板1-3-5分割为上下两个部分，上部倾斜设置了微型反射镜1-3-6，下部设置了微型透镜1-3-7、微LED光源1-3-8和光收集器1-3-9。微LED光源1-3-8位于微型透镜1-3-7上部的中央，优选的，微LED光源1-3-8位于微型透镜1-3-7上部的中央的凹部，由于反射光线经由漫反射后，往往不在光轴上，因此将微LED光源1-3-8位于微型透镜1-3-7上部的中央并不会影响光线收集。光收集器1-3-9位于微型透镜1-3-7的下方并固定于该微型透镜1-3-7的焦点上。
其中，微LED光源1-3-8发射与螺纹导管1-1轴线平行的光线，经由反射镜1-3-6反射后，光线转换为与螺纹导管1-1轴线垂直的方向向外射出，经宫腔表面反射后，光线漫反射回到反射镜，并反向照射到微透镜，经过微透镜聚焦后，摄入光收集器1-3-9。光收集器1-3-9将采集到的光线的强度，光线发射接收时间差等参数，通过数据线(未使出)发送给主机/影像工作站进行处理。
对于2或4或6或8个的空腔的探测器，主机/影像工作站还根据2π/n(n为空腔个数)的角度查进行融合获得最终图像，图像融合的方法可以为本领域公知的方法。
使用时，将探测器的螺纹导管1-1深入到宫腔的最深处,优选的在螺纹导管的顶端(即最深入的一端可以设置压力传感器),向宫腔内部导入螺纹导管时当螺纹导管导入过程中压力传感器的在预设时间段内的压力平均增长率超过预设值时，例如，预设时间可以为30s，压力平均增长率预设值可以为30％，则判定螺纹导管已经导入最深入位置。
圆筒状探测元件1-3和螺纹套管1-4位于螺纹导管1-1的最外侧位置，当螺纹导管1-1深入到宫腔的最深处后，探测器导入模块通过旋转电机旋转螺纹套管1-4，沿着螺纹导管1-1的螺纹旋转向内部运动，实现运动圆筒状探测元件1-3的具有自转的沿着螺纹导管的线性运动。
此外，探测器1导管内部还可以预留数据线、电源线、或者其它设备的通道(未示出)，以方便配套设备的安装。也可以在圆筒状探测元件1-3内部安装微型电池(未示出)以方便供电。
筒状探测元件1-3的自转形成了层状扫描图像数据，而筒状探测元件着螺纹导管的线性运动实现了在整个深度的多个层状扫描图像数据，主机/影像工作站根据整个深度的多个层状扫描图像数据扩展得到三维的宫腔内壁形状轮廓和不同位置的射光强度比。
主机/影像工作站用于执行，在接受到上述数据后，通过算法，例如飞行时间法，计算得到探测器实时扫描的宫腔内壁的实时距离，并通过探测器在整个宫腔内的扫描以及时间的积累获得宫腔内完整的宫腔内壁轮廓。并结合宫腔内壁轮廓形状与反射光强度比确定疑似病灶位置，具体可以通过：
1)建立宫腔内部的相对坐标，即建立(l，θ，a)坐标，其中l表示宫腔表面任意一点法线和螺纹导管的交点，在螺纹导管延伸路径该位置与宫颈口的距离，θ表示该宫腔表面任意一点法线和水平面的夹角，a表示该点沿法线方向到法线和螺纹导管的交点的距离。
2)通过如下条件判断疑似病灶位置，(αn+1-αn)\(αn-αn-1)<0时，和/或宫腔表面某点的反射光强度比小于20％时，这判断该点为似病灶位置，其中αn+1，αn，αn-1表示宫腔表面相邻3点的斜率。
3)确定该疑似病灶位置的宫腔内部的相对坐标，并将其转换为检查操作设备的导入数据，导入数据包括导入长度，以及导入角度、偏移角度发送给检查操作设备导入模块进行导入导航。
4)检查操作设备导入模块根据导入长度、旋转角度和偏移角度，利用直线和旋转双电机对检查操作设备进行导入，依次使得该检查操作设备达到疑似病灶位置进行检查或治疗。
如图4所示，检查操作设备用于对确定位置的病灶进行通过准确定位的检查或治疗，该检查操作设备的外层由外保护套和内软套管组成，用于对镜头的保护作用；内层有照明通道、成像通道、器械通道组成，照明通道由照明镜片和照明光纤组成，成像通道由镜头、CCD光电传感器、CCD视频线组成。机械通道用于插入例如电切刀等治疗操作器械。
如图5所示，内窥镜模块，还包括集成固定块1-5，该集成固定块1-5用于集成的探测器和检查操作设备，并便于实现检查操作设备的经导航的方向性调整。探测器和检查操作设备通过集成固定块5分别向宫内导入。
集成固定块5包括本体5-1，以及位于本体5-1上的两个贯穿孔——探测器孔5-2和检查操作设备孔5-3。
其中，探测器孔5-2用于允许探测器1通过，该探测器孔5-2相对探测器1具有较大的直径，从而方便探测器的螺纹套管1-4和筒状探测元件1-3旋转穿过。
检查操作设备孔5-3具有安装在孔上部的半球状槽体5-4，该半球状槽体5-4容纳球状轴承引导件5-5，该球状轴承引导件5-5具有球状的轴承部，该球状轴承部穿过直径的位置设置了贯通该球状轴承部的过孔，从而方便检查操作设备通过，沿着该过孔延伸的方向，在贯通该球状轴承部面向宫腔的一侧还设置了导引管，从而能够较好地引导检查操作设备的方向，该检查操作设备为具有一定刚度的半柔性材料，从而保证导向的保持。球状轴承引导件5-5的表面两侧具有连个卡固凸块5-9，其卡固于半球状槽体5-4对应位置的长条卡槽中，使得球状轴承引导件5-5只能通过卡固凸块5-9在卡槽中的直线滑动，实现相对半球状槽体5-4的内表面进行的直线滑动，而不能进行转动。卡固凸块5-9分别连接抬升/下降装置5-6，该抬升/下降装置可以驱动卡固凸块5-9沿着卡槽上下滑动实现球状轴承引导件5-5的倾斜。半球状槽体5-4通过支架5-8连接到旋转平台5-7，该旋转平台通过旋转带动半球状槽体5-4和球状轴承引导件5-5实现沿轴向的旋转。
根据包括导入长度，以及导入角度、偏移角度发的导入数据，对应分别驱动检查操作设备导入模块，旋转平台和抬升/下降装置实现对检查操作设备的经导航的导入。优选的，该导入长度根据疑似病灶点坐标l确定，导入角度根据疑似病灶点坐标θ确定，偏移角度根据疑似病灶点坐标a确定。
主机/影响工作站用于收集探测器或者检查操作设备的影像数据信号，计算获得探测器或检查操作设备导入的数据，并将导入数据分别发送给探测器导入模块和检查操作设备导入模块。
探测器导入模块，用于接受主机/影响工作站的导入数据，并根据上述导入数据控制探测器的导入。
检查操作设备导入模块，用于接受主机/影响工作站的导入数据，并根据上述导入数据控制检查操作设备的导入。
辅助设备包括内窥镜常用的辅助设备，如冲腔介质存储或输送装置，吸液装置等。
上述系统和设备中还预留了数据控制线，电源线等预留空白通道，本领域技术人员均能够知晓该种必要的设置方式，由于其不在本发明的创新范围内，因此不在赘述。
本发明提供的宫腔手术监控系统，改善了现有技术中的上述问题，能够实现设备小型化，自动化，提高设备对宫内环境检查的全面性，提高对病灶位置的定位的精度和效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，因此以上所述仅为本发明的实施例。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还包括各种等效变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (7)

1.一种宫腔手术监控系统，其特征在于：该宫腔手术监控系统包括：监视模块，主机/影像工作站，内窥镜模块，探测器导入模块、检查操作设备导入模块和辅助设备模块；其中，内窥镜模块集成探测器和检查操作设备；探测器用于对宫腔环境进行整体完整的扫描检查，从而确定宫内疑似病灶位置；检查操作设备用于对探测器确定的疑似病灶位置，通过针对该疑似病灶位置的经导航的路径，对该病灶进行检查或治疗操作。
2.根据权利要求1中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：主机/影像工作站与探测器导入模块通过数据线连接，使得主机/影像工作站能够将预设的探测器导入数据发送给探测器导入模块，来实现对于探测器导入的控制。
3.根据权利要求1中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：内窥镜的探测器的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，主机/影像工作站根据内窥镜的探测器图像数据判断是否存在宫内病灶，并根据上述图像数据及其对应的探测器导入数据，确定宫内病灶位置，根据宫内病灶位置，确定检查操作设备的导入数据，并发送给检查操作设备导入模块，用于执行相应的导入操作。
4.根据权利要求1中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：内窥镜的检查操作设备的图像数据输出端连接主机/影像工作站，主机/影像工作站的图像输出端连接监视模块，以实时显示检查操作设备采集的病灶特写图像或者病灶治疗处理情况。
5.根据权利要求1中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：探测器导入模块、检查操作设备导入模块分别用于导入探测器和检查操作设备。
6.根据权利要求5中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：探测器导入模块包括一旋转电机导入设备。
7.根据权利要求5中所述的宫腔手术监控系统，其特征在于：检查操作设备导入模块包括旋转电机和直线电机的双电机导入设备。
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