CN114732334A - 内窥镜及其使用方法、手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内窥镜，内窥镜包括镜管和镜体头端，镜体头端包括摄像部、姿态调整关节和视角调整关节；摄像部包括至少一个镜头，镜头朝向摄像部的侧方向，摄像部的近端通过视角调整关节定轴转动地装配在姿态调整关节的远端，视角调整关节的转动轴线与镜头的光轴相互垂直，姿态调整关节的近端装配在镜管的远端，姿态调整关节被配置为用于至少调整镜头的光轴和镜管的轴线之间的姿态夹角。镜体头端可通过姿态调整关节调整镜体头端姿态，使摄像部上镜头的光轴与镜管的轴线之间的姿态夹角形成可控的调整，使镜头的朝向由朝向侧方向转换为朝向远端方向，此时再利用视角调整关节以定轴转动地方式调整镜头的俯仰角度，能够更为稳定的对视角进行调整。

Description

内窥镜及其使用方法、手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及内窥镜及其使用方法、手术机器人。

背景技术

近年来随着微创手术的大范围普及，微创手术配套设备愈发受人关注，而作为必不可少的视觉图像系统，内窥镜无疑是重中之重，无论是常规微创手术、还是微创机器人手术，都离不开内窥镜，其重要性可见一斑。内窥镜通常可分为硬镜和软镜两类，软镜主要通过人体的自然腔道来完成检查、诊断和治疗，硬镜主要用于进入人体无菌组织、器官或者经外科切口进入人体无菌腔室。

现有硬镜又通常分为光学镜与电子镜两种，光学镜与电子镜在结构上具有较大的差异，但无论是光学镜还是电子镜，现有产品多为固定视角内窥镜，如0°镜、12°镜、30°镜、75°镜等，不同固定视角的内窥镜通常用于不同的科室、以及不同的手术，这就需要针对具体的手术需求提前规划术中内窥镜的选择，甚至一场手术中需要更换不同的内窥镜，给手术增加诸多不确定性和风险。

为了解决这个问题，少数内窥镜产品的镜体头端增加了俯仰转动关节，但是因为俯仰转动关节在调整视角时摆动幅度过大，视野变化剧烈，导致医生晕眩，体验较差，使得该类内窥镜产品不被市场接受。

发明内容

基于此，有必要针对内窥镜头端进行俯仰转动时摆动幅度过大，视野变化剧烈的问题，提供一种内窥镜及其使用方法、手术机器人。

本发明提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括：

镜管；

镜体头端，包括摄像部、姿态调整关节和视角调整关节；所述摄像部包括至少一个镜头，所述镜头朝向所述摄像部的侧方向，所述摄像部的近端通过所述视角调整关节定轴转动地装配在所述姿态调整关节的远端，所述视角调整关节的转动轴线与所述镜头的光轴相互垂直，所述姿态调整关节的近端装配在所述镜管的远端，所述姿态调整关节被配置为用于至少调整所述镜头的光轴和所述镜管的轴线之间的姿态夹角。

在其中一个实施例中，所述姿态夹角的范围为0°至90°。

在其中一个实施例中，所述摄像部自近端至远端的方向为所述摄像部的延伸方向，所述镜头的光轴垂直于所述延伸方向，所述视角调整关节的转动轴线平行于所述延伸方向。

在其中一个实施例中，所述姿态调整关节包括第一姿态调整段和第二姿态调整段，所述摄像部的近端通过所述视角调整关节定轴转动地装配在所述第一姿态调整段的远端，所述第一姿态调整段被配置为用于调整所述姿态夹角，所述第一姿态调整段的近端通过所述第二姿态调整段定轴转动地装配在所述镜管的远端，所述第二姿态调整段的转动轴线与所述镜管的轴线重合。

在其中一个实施例中，所述第一姿态调整段被配置为能够在所述姿态夹角为0°时调整所述视角调整关节的转动轴线和所述第二姿态调整段的转动轴线处于重合，在所述姿态夹角为90°时调整所述视角调整关节的转动轴线和所述第二姿态调整段的转动轴线处于交叉垂直。

在其中一个实施例中，所述第一姿态调整段包括至少三个依次连接的转动节段，所述转动节段的转动轴线垂直于所述镜管的轴线。

在其中一个实施例中，所述转动节段包括近端件和远端件，所述近端件和所述远端件之间通过转轴转动连接；

或者，所述转动节段为软体件，所述软体件具有用于填充充盈物质的空腔以及位于相对侧的直壁侧和折叠侧，所述软体件可通过所述充盈物质的填充和排放呈扩张状态或收缩状态，所述折叠侧被配置为能够通过在所述收缩状态下的折叠和在所述扩张状态下的展开驱动所述转动节段转动；

或者，所述转动节段为转向连杆，相邻所述转向连杆之间转动连接；

或者，所述转动节段为转向齿轮，相邻所述转向齿轮之间转动啮合；

或者，所述转动节段为转向凸轮，相邻所述转向凸轮之间转动配合。

在其中一个实施例中，所述摄像部还包括至少一个照明件。

在其中一个实施例中，所述照明件包括光源和导光件，所述导光件被配置为用于传导所述光源发出的光线。

在其中一个实施例中，所述镜头设置在所述摄像部的侧部；和/或，所述照明件设置在所述摄像部的侧部。

在其中一个实施例中，所述镜头为两个，两个所述镜头被配置为能够在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管的轴线对称；

和/或，所述照明件为四个，四个所述照明件被配置为在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管的中心轴线对称。

在其中一个实施例中，所述摄像部包括图像传感器，所述镜头与所述图像传感器光路适配，所述图像传感器感光面的中心线和所述摄像部的中心线重合。

在其中一个实施例中，所述摄像部和所述镜管内均设置至少一个姿态传感器，所述姿态传感器被配置为用于获取所述姿态夹角。

在其中一个实施例中，所述镜管上设置有位置识别部，所述位置识别部被配置为用于获取所述内窥镜装配在戳卡上的位置信息。

在其中一个实施例中，所述镜管上具有第一识别位置和第二识别位置，所述第一识别位置位于所述第二识别位置的近端方向，所述位置识别部被配置为用于识别所述第一识别位置和所述第二识别位置处于所述戳卡内的第一内置信息和第二内置信息，以及处于所述戳卡外的第一外置信息和第二外置信息。

在其中一个实施例中，所述位置识别部包括位于所述第一识别位置的第一位置识别传感器和位于所述第二识别位置的第二位置识别传感器，所述第一位置识别传感器被配置为用于获取所述第一内置信息和所述第一外置信息，所述第二位置识别传感器被配置为用于获取所述第二内置信息和所述第二外置信息。

本发明还提供了一种手术机器人，包括所述内窥镜。

本发明还提供了一种基于所述内窥镜的使用方法，包括如下步骤：

通过所述姿态调整关节将所述内窥镜的姿态夹角调整至0°，将所述内窥镜从戳卡的近端装入，并沿着所述戳卡的轴向移动所述内窥镜，直至所述镜体头端完全从所述戳卡的远端伸出；

通过所述姿态调整关节将所述内窥镜的姿态夹角调整至90°。

上述内窥镜及其使用方法、手术机器人，在镜体头端通过戳卡进入到患者体内后，可通过姿态调整关节调整镜体头端姿态，将初始状态转换为应用状态，即主要控制摄像部相对于镜管的转动，使摄像部上镜头的光轴与镜管的轴线之间的姿态夹角形成可控的调整，使镜头的朝向由朝向侧方向转换为朝向远端方向，在应用状态下，利用视角调整关节以定轴转动地方式调整镜头的俯仰角度，能够更为稳定的对视角进行调整，相比于利用蛇骨关节类的转动结构调整俯仰角度而言，显然能够大大提高俯仰角度的调节稳定性，利用该内窥镜作为腔镜手术机器人的视觉系统，能够在手术过程中提供实时、真实、稳定、可靠的视觉图像。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的内窥镜的镜管和镜体头端的局部结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的内窥镜的姿态调整关节的使用状态示意图；

图3为本发明一个实施例提供的转动节段为软体件的结构示意图；

图4为如图3所示的软体件的转动状态结构示意图；

图5为本发明一个实施例提供的摄像部的局部结构示意图；

图6为本发明一个实施例提供的摄像部的爆炸图；

图7为本发明一个实施例提供的摄像部的立体剖视图；

图8为本发明一个实施例提供的手术机器人的局部结构示意图；

图9为本发明一个实施例提供的内窥镜装配在机械臂和戳卡上的局部结构示意图；

图10为本发明一个实施例提供的内窥镜装配在戳卡上的局部结构示意图。

附图标号：

0001、戳卡；0002、机械臂；0003、手柄；

1000、镜管；2000、镜体头端；

1100、第一识别位置；1200、第二识别位置；

2100、摄像部；2200、姿态调整关节；2300、视角调整关节；

2110、镜头；2120、光源；2130、导光件；2140、图像传感器；2150、姿态传感器；2160、电路板；2170、保护罩；

2210、第一姿态调整段；2220、第二姿态调整段；

2211、转动节段；2212、软体件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

为了更加清楚地描述内窥镜的结构，此处限定术语“远端”表示手术操作过程中远离操作人员的一端，“近端”表示手术操作过程中靠近操作人员的一端。除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1和图2所示，本发明一实施例提供了本发明提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括镜管1000和镜体头端2000，镜体头端2000包括摄像部2100、姿态调整关节2200和视角调整关节2300；所述摄像部2100包括至少一个镜头2110，所述镜头2110朝向所述摄像部2100的侧方向，所述摄像部2100的近端通过所述视角调整关节2300定轴转动地装配在所述姿态调整关节2200的远端，所述视角调整关节2300的转动轴线与所述镜头2110的光轴相互垂直，所述姿态调整关节2200的近端装配在所述镜管1000的远端，所述姿态调整关节2200被配置为用于至少调整所述镜头2110的光轴和所述镜管1000的轴线之间的姿态夹角。

该内窥镜中镜体头端2000的摄像部2100上具有可以用于采集图像信息的镜头2110，但镜头2110的朝向并非沿着镜体头端2000的轴向，而是被配置为朝向摄像部2100的侧方向，其中，镜头2110的轴线被配置为朝向摄像部2100的侧方向并不代表镜头2110也一定位于摄像部2100的侧方向，例如镜头2110可以位于摄像部2100的侧部或远端头部等任意位置，只要保证镜头2110的轴线朝向摄像部2100的侧方向即可，因此镜头2110可以采用合适的装配位置和装配结构装配在摄像部2100上，实现其图像信息采集功能。

内窥镜的镜体头端2000通过姿态调整关节2200能够形成相对于镜管1000的转动，在初始状态下(非应用状态)，姿态调整关节2200会将摄像部2100的延伸方向(摄像部2100自近端至远端的方向或自远端至近端的方向)调整为平行于镜管1000的方向，使内窥镜的镜管1000和镜体头端2000呈大致的笔直状态，该笔直状态适配于能够装配于戳卡0001中。

在镜体头端2000通过戳卡0001进入到患者体内后，可通过姿态调整关节2200调整镜体头端2000姿态，将初始状态转换为应用状态，即主要控制摄像部2100相对于镜管1000的转动，使摄像部2100上镜头2110的光轴与镜管1000的轴线之间的姿态夹角形成可控的调整，使镜头2110的朝向由朝向侧方向转换为朝向远端方向，在应用状态下，利用视角调整关节2300以定轴转动地方式调整镜头2110的俯仰角度，能够更为稳定的对视角进行调整，相比于利用蛇骨关节类的转动结构调整俯仰角度而言，显然能够大大提高俯仰角度的调节稳定性，利用该内窥镜作为腔镜手术机器人的视觉系统，能够在手术过程中提供实时、真实、稳定、可靠的视觉图像。

视角调整关节2300上可以采用例如电机等转动类驱动部件实现摄像部2100的定轴转动，根据视角调整关节2300上采用的驱动部件的不同特性，还可以进一步选择转动稳定性较高的驱动部件，提高摄像部2100的俯仰角度调节的稳定性，为操作者提供更加稳定的视野调整，助力手术的进行。

摄像部2100上镜头2110的朝向朝向侧方向表示镜头2110的光轴可以与摄像部2100本身的延伸方向形成一定的角度，该角度可以不限于90°，也可以在45°至135°的范围之间按需调整，例如镜头2110的光轴可以与摄像部2100的延伸方向形成45°、55°、75°、105°、125°、135°等，在此不做具体限定，镜头2110的光轴与摄像部2100的延伸方向形成预定的角度后，姿态调整关节2200还可以继续通过对摄像部2100的转动角度调整，综合调整镜头2110的光轴镜管1000的轴线之间的姿态夹角。

为了能够准确获取镜头2110的光轴镜管1000的轴线之间实时调节的姿态夹角，还可以通过相应的姿态传感器2150等传感器件对镜头2110的光轴镜管1000的轴线之间的姿态夹角进行实时检测，在其中一个实施例中，所述摄像部2100和所述镜管1000内均设置至少一个姿态传感器2150，例如可以在摄像部2100和镜管1000上均设置一个姿态传感器2150，两个姿态传感器2150构成一对，用于判断摄像部2100与镜管1000的相对位置关系，如能够配合用于获取所述姿态夹角，确保镜体头端2000在初始状态及调整完成后的应用状态时的姿态准确性，并可在应用状态下提供当前视角的角度信息，操作者利用该获取的姿态夹角便可以在患者体外准确调整伸入至患者体内的摄像部2100的转动状态。

在其中一个实施例中，所述摄像部2100自近端至远端的方向为所述摄像部2100的延伸方向，所述镜头2110的光轴垂直于所述延伸方向，即表示镜头2110的光轴与摄像部2100本身的延伸方向形成90°，其中，所述姿态夹角的范围可以为0°至90°，当姿态夹角为0°时即表示内窥镜的镜管1000和镜体头端2000呈适配于能够装配于戳卡0001中的笔直状态，除此之外，所述视角调整关节2300的转动轴线也被配置为平行于所述延伸方向，进而构成所述内窥镜的初始状态，此时视角调整关节2300的定轴转动便能够实现对镜头2110的俯仰角度的调节，视角调整关节2300实现至少-90°至+90°俯仰视角调节，可为操作者提供灵活的俯仰角度调节功能。

姿态调整关节2200不仅可以被配置为用于调整所述镜头2110的光轴和所述镜管1000的轴线之间的姿态夹角，也可以被配置为用于调整镜头2110的光轴的轴向转动方向，在其中一个实施例中，所述姿态调整关节2200包括第一姿态调整段2210和第二姿态调整段2220，所述摄像部2100的近端通过所述视角调整关节2300定轴转动地装配在所述第一姿态调整段2210的远端，所述第一姿态调整段2210被配置为用于调整所述姿态夹角，所述第一姿态调整段2210的近端通过所述第二姿态调整段2220定轴转动地装配在所述镜管1000的远端，所述第二姿态调整段2220的转动轴线与所述镜管1000的轴线重合。

当第二姿态调整段2220的转动轴线与所述镜管1000的轴线重合时，第一姿态调整段2210和第二姿态调整段2220便具备能够使镜体头端2000和镜管1000调整为同轴的笔直状态的基础，在其中一个实施例中，所述第一姿态调整段2210被配置为能够在所述姿态夹角为0°时调整所述视角调整关节2300的转动轴线和所述第二姿态调整段2220的转动轴线处于重合，此时镜体头端2000和镜管1000便可以被调整为同轴的笔直状态，与此同时，在所述姿态夹角为90°时也可以调整所述视角调整关节2300的转动轴线和所述第二姿态调整段2220的转动轴线处于交叉垂直，经过第一姿态调整段2210对镜体头端2000进行转动调整后，仍旧能够保持摄像部2100不偏离镜管1000的轴线，这进一步地提高了与戳卡0001进行装配的适配性。

第一姿态调整段2210作为调整摄像部2100转动的关节结构，可以采用任意可转动的结构形式，在其中一个实施例中，所述第一姿态调整段2210包括至少三个依次连接的转动节段2211，所述转动节段2211的转动轴线垂直于所述镜管1000的轴线，此时每个转动节段2211可以形成相应角度的定轴转动，通过多个转动节段2211的转动配合，能够使整个第一姿态调整段2210形成适配角度的翻转，对镜头2110的光轴和镜管1000的轴线之间的姿态夹角进行调整。

在其中一个实施例中，所述转动节段2211包括近端件和远端件，所述近端件和所述远端件之间通过转轴转动连接，转轴的连接可以使近端件和远端件形成相应的角度的转动，或者，参阅图3和图4所示，所述转动节段2211为软体件2212，所述软体件2212具有用于填充充盈物质的空腔以及位于相对侧的直壁侧和折叠侧，所述软体件2212可通过所述充盈物质的填充和排放呈扩张状态或收缩状态，充盈物质可以为气体或液体，当空腔中排放掉充盈物质时，软体件2212呈收缩状态，可以使折叠侧被折叠，当空腔中填充充盈物质后，可以使折叠侧被展开，所述折叠侧被配置为能够通过在所述收缩状态下的折叠和在所述扩张状态下的展开驱动所述转动节段2211转动。

除此之外，转动节段2211还可以根据需求采用连杆转向结构、齿轮转向结构或凸轮转向结构等多种结构形式实现转动，例如，所述转动节段2211为转向连杆，相邻所述转向连杆之间转动连接，多个转向连杆联动，因多个转向连杆长度不同产生角度位移，从而实现转向，或者所述转动节段2211可以为转向齿轮，相邻所述转向齿轮之间转动啮合，或者所述转动节段2211也可以为转向凸轮，相邻所述转向凸轮之间转动配合，本领域技术人员可以根据需求选择合适的转向结构，在此不做限定。

参阅图5至图7所示，在其中一个实施例中，所述摄像部2100还包括至少一个照明件，用于术中腹腔内的照明作用，照明件可以采用多种结构形式，并配备不同数量的照明件，在其中一个实施例中，所述照明件包括光源2120和导光件2130，所述导光件2130被配置为用于传导所述光源2120发出的光线，光源2120可以采用LED等电器元件实现。此时，所述镜头2110设置在所述摄像部2100的侧部，所述照明件设置在所述摄像部2100的侧部，使照明件和镜头2110均位于摄像部2100的同一方向，可以利用照明件为镜头2110提供足够的照明。

在其中一个实施例中，所述镜头2110可以为两个，两个镜头2110在摄像部2100的延伸方向排列，一个镜头2110靠近摄像部2100的远端，另一个镜头2110靠近摄像部2100的近端，两个镜头2110可以模拟人眼的双目功能，实现双目图像采集，用于实现真实的3D视觉成像，两个所述镜头2110被配置为能够在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管1000的轴线对称。所述照明件可以为四个，四个所述照明件被配置为在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管1000的中心轴线对称，且两个镜头2110可以位于四个照明件之间，提供环绕的照明效果。

在其中一个实施例中，所述摄像部2100包括图像传感器2140，所述镜头2110与所述图像传感器2140光路适配，所述镜头2110与所述图像传感器2140光路适配的方式可以采用直接连接或间接连接的方式，例如，所述镜头2110与所述图像传感器2140可以采用配合的结构件限定二者之间的位置，以保证所述镜头2110与所述图像传感器2140之间满足光路上的适配需求，进而可以共同组成组件，除此之外，本领域技术人员还可以根据需求选择其他的装配方式，在此不做限定，所述图像传感器2140感光面的中心线和所述摄像部的中心线重合，因此当摄像部2100转动至应用状态后，摄像部2100的中心线也会与所述视角调整关节2300的转动轴线重合，使视角调整关节2300沿着其转动轴线定轴转动时，图像传感器2140也会经其感光面的中心线定轴转动，能够在摄像部2100沿轴线旋转时避免图像传感器2140产生较大位移，提高视野的稳定性。

摄像部2100可以具有壳体，壳体可以用于安装图像传感器2140、镜头2110、光源2120、导光件2130、姿态传感器2150等电气元件，且图像传感器2140、镜头2110、光源2120、导光件2130、姿态传感器2150等部件可以一并电装配在位于所述壳体内的电路板2160上，通过电路板2160进行相应电气元件之间的功能控制，同时，还可以利用保护罩2170遮挡在镜头2110前用于保护镜头2110。配合的图像传感器2140感光面的中心对称轴、镜头2110的光轴以及保护罩2170的中心对称轴可以处于同一轴线上，导光件2130可以为柱体形，从而使光源2120与对应导光件2130可以处于同一轴线上。

为了避免内窥镜的镜体头端2000通过戳卡0001进入患者体内过程中，因姿态调整关节2200未完全伸出戳卡0001时意外提前调整姿态，进而损坏内窥镜并造成危险，所以需要在内窥镜的镜体头端2000通过戳卡0001进入患者体内的过程中控制镜体头端2000姿态调整的时机，也即在内窥镜的镜体头端2000位于戳卡0001的相应位置时对镜体头端2000进行相应合适的姿态调整。对于内窥镜的镜体头端2000处于戳卡0001相应位置的判断，可以采用任意形式的位置识别部件实现，在其中一个实施例中，所述镜管1000上设置有位置识别部，所述位置识别部被配置为用于获取所述内窥镜装配在戳卡0001上的位置信息。

在其中一个实施例中，所述镜管1000上具有第一识别位置1100和第二识别位置1200，第一识别位置1100和第二识别位置1200可以位于镜管1000上合适的区域位置，例如位于镜管1000上的远端区域，该远端区域靠近镜体头端2000，能够更加准确的识别镜体头端2000相对于戳卡0001的位置信息，所述第一识别位置1100位于所述第二识别位置1200的近端方向，即第一识别位置1100靠近第一姿态调整段2210，第二识别位置1200离第一姿态调整段2210相对较远，所述位置识别部被配置为用于识别所述第一识别位置1100和所述第二识别位置1200处于所述戳卡0001内的第一内置信息和第二内置信息，进而能够判断镜管1000上的第一识别位置1100和第二识别位置1200任意位置是否处于戳卡0001内，同时可以识别所述第一识别位置1100和所述第二识别位置1200处于所述戳卡0001外的第一外置信息和第二外置信息，进而能够判断镜管1000上的第一识别位置1100和第二识别位置1200任意位置是否处于戳卡0001外。

内窥镜的镜体头端2000处于初始状态时，即镜头2110的光轴与镜管1000的轴线垂直，可以利用姿态调整关节2200将内窥镜的姿态调整为笔直状态，即镜管1000与镜体头端2000处于笔直状态，该笔直状态与普通硬镜类内窥镜镜体的形状相同，便于摄像部2100及姿态调整关节2200顺利进入戳卡0001以及患者体内，当腔镜手术机器人系统识别内窥镜到达合适位置后，镜体头端2000可以通过姿态调整关节2200调整姿态为应用状态，该应用状态表示摄像部2100相较初始状态旋转90°，即镜头2110的光轴与镜管1000的轴线平行。在内窥镜的应用状态下，操作者可控制视角调整关节2300定轴转动摄像部2100，使镜头2110的朝向得以调整，从而实现视角的调整。

在其中一个实施例中，所述位置识别部包括位于所述第一识别位置1100的第一位置识别传感器和位于所述第二识别位置1200的第二位置识别传感器，第一位置识别传感器和第二位置识别传感器可以采用多种结构形式实现，如机械按键、磁感应、光电检测等方式，在此不做限定，第一位置识别传感器和第二位置识别传感器位于第一识别位置1100和第二识别位置1200后，便可以直接利用第一位置识别传感器和第二位置识别传感器当前位置的判断，间接判断第一识别位置1100和第二识别位置1200现在戳卡0001上的位置，因此，所述第一位置识别传感器可以被配置为用于直接获取所述第一内置信息和所述第一外置信息，所述第二位置识别传感器可以被配置为用于直接获取所述第二内置信息和所述第二外置信息。

当获取到第一内置信息和第二外置信息时，表示镜体头端2000已经进入戳卡0001，当获取到第一外置信息和第二外置信息时，表示镜体头端2000已经完全伸出戳卡0001，类似的可以通过获取的位置信息为所述第一内置信息、所述第一外置信息、所述第二内置信息和所述第二外置信息中任意一对时，判断镜体头端2000在戳卡0001上的位置，包括但不限于能够判断镜体头端2000在戳卡0001内或戳卡0001外，在此便不做限定。

参阅图8至图10所示，本发明还提供了一种手术机器人，包括所述内窥镜。该手术机器人可以为腔镜手术机器人，由于所述内窥镜的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述内窥镜的技术内容均可参考前文的记载。

本发明还提供了一种基于所述内窥镜的使用方法，包括如下步骤通过所述姿态调整关节2200将所述内窥镜的姿态夹角调整至0°，将所述内窥镜从戳卡0001的近端装入，并沿着所述戳卡0001的轴向移动所述内窥镜，直至所述镜体头端2000完全从所述戳卡0001的远端伸出；通过所述姿态调整关节2200将所述内窥镜的姿态夹角调整至90°。而且，在其中一个实施例中，还可以通过所述视角调整关节2300转动所述摄像部2100，以调整所述镜头2110的朝向。

术前准备过程中，腔镜手术机器人的机械臂0002可以用来夹持内窥镜，控制内窥镜的镜体头端2000及部分镜管1000通过戳卡0001，进而透过腹壁进入腹腔并到达合适位置，操作者可通过腹腔镜机器人的操作端或内窥镜的手柄0003操作控制镜体头端2000调整姿态，即通过姿态调整关节2200控制摄像部2100从初始状态转换为应用状态，使镜头2110的光轴与镜管1000的轴线平行，甚至镜头2110的光轴与镜管1000的轴线处于同一轴线上，可以通过姿态调整关节2200继续沿着镜管1000的轴线定轴转动摄像部2100，以调整成像的水平角度。姿态调整结束后内窥镜进入应用状态，此时内窥镜视角默认为0°。

需要注意的是，在内窥镜插入戳卡0001前需要调整内窥镜的姿态为笔直状态，在一个实施例中可以通过镜管1000和摄像部2100上的姿态传感器2150识别内窥镜的姿态，确认内窥镜的姿态为笔直状态后，锁定内窥镜的姿态调整关节2200，保持内窥镜的姿态不会发生变化，此时可以采用腔镜手术机器人的机械臂0002控制内窥镜将内窥镜插入戳卡0001，内窥镜通过戳卡0001进入患者腹腔。内窥镜进入患者腹腔的过程中，内窥镜还需要实时检测内窥镜在戳卡0001上的位置，在一个实施例中，可以通过位置识别部识别镜体头端2000是否进入戳卡0001，以及镜体头端2000是否完全伸出戳卡0001。在判断镜体头端2000完全伸出戳卡0001后，可以解锁姿态调整关节2200，利用姿态调整关节2200调整镜体前端的姿态，使得镜头2110的光轴与镜管1000的轴线平行，姿态调整完成后继续锁定姿态调整关节2200。

内窥镜撤出戳卡0001前需要确保姿态调整关节2200没有进入戳卡0001，避免镜体头端2000的姿态调整时发生意外，在一个实施例中，还可以通过位置识别部判断当前姿态调整关节2200相对于戳卡0001的位置，进而判断该位置是否适合撤出，例如当第二识别位置1200处于戳卡0001内，第一识别位置1100处于戳卡0001外时，可以判断此时适合内窥镜的撤出，此时解锁姿态调整关节2200，利用姿态调整关节2200将镜体头端2000的姿态调整为初始状态，以恢复至内窥镜进入时的笔直状态，确认镜体头端2000恢复至初始状态后，可以利用腔镜手术机器人的机械臂0002控制内窥镜将镜体撤出戳卡0001。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜包括：

镜管；

镜体头端，包括摄像部、姿态调整关节和视角调整关节；所述摄像部包括至少一个镜头，所述镜头朝向所述摄像部的侧方向，所述摄像部的近端通过所述视角调整关节定轴转动地装配在所述姿态调整关节的远端，所述视角调整关节的转动轴线与所述镜头的光轴相互垂直，所述姿态调整关节的近端装配在所述镜管的远端，所述姿态调整关节被配置为用于至少调整所述镜头的光轴和所述镜管的轴线之间的姿态夹角。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述姿态夹角的范围为0°至90°。

3.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述摄像部自近端至远端的方向为所述摄像部的延伸方向，所述镜头的光轴垂直于所述延伸方向，所述视角调整关节的转动轴线平行于所述延伸方向。

4.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述姿态调整关节包括第一姿态调整段和第二姿态调整段，所述摄像部的近端通过所述视角调整关节定轴转动地装配在所述第一姿态调整段的远端，所述第一姿态调整段被配置为用于调整所述姿态夹角，所述第一姿态调整段的近端通过所述第二姿态调整段定轴转动地装配在所述镜管的远端，所述第二姿态调整段的转动轴线与所述镜管的轴线重合。

5.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征在于，所述第一姿态调整段被配置为能够在所述姿态夹角为0°时调整所述视角调整关节的转动轴线和所述第二姿态调整段的转动轴线处于重合，在所述姿态夹角为90°时调整所述视角调整关节的转动轴线和所述第二姿态调整段的转动轴线处于交叉垂直。

6.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征在于，所述第一姿态调整段包括至少三个依次连接的转动节段，所述转动节段的转动轴线垂直于所述镜管的轴线。

7.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，所述转动节段包括近端件和远端件，所述近端件和所述远端件之间通过转轴转动连接；

或者，所述转动节段为软体件，所述软体件具有用于填充充盈物质的空腔以及位于相对侧的直壁侧和折叠侧，所述软体件可通过所述充盈物质的填充和排放呈扩张状态或收缩状态，所述折叠侧被配置为能够通过在所述收缩状态下的折叠和在所述扩张状态下的展开驱动所述转动节段转动；

或者，所述转动节段为转向连杆，相邻所述转向连杆之间转动连接；

或者，所述转动节段为转向齿轮，相邻所述转向齿轮之间转动啮合；

或者，所述转动节段为转向凸轮，相邻所述转向凸轮之间转动配合。

8.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述摄像部还包括至少一个照明件。

9.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述照明件包括光源和导光件，所述导光件被配置为用于传导所述光源发出的光线。

10.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述镜头设置在所述摄像部的侧部；和/或，所述照明件设置在所述摄像部的侧部。

11.根据权利要求10所述的内窥镜，其特征在于，所述镜头为两个，两个所述镜头被配置为能够在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管的轴线对称；

和/或，所述照明件为四个，四个所述照明件被配置为在所述姿态夹角为90°时相对于所述镜管的中心轴线对称。

12.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述摄像部包括图像传感器，所述镜头与所述图像传感器光路适配，所述图像传感器感光面的中心线和所述摄像部的中心线重合。

13.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述摄像部和所述镜管内均设置至少一个姿态传感器，所述姿态传感器被配置为用于获取所述姿态夹角。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的内窥镜，其特征在于，所述镜管上设置有位置识别部，所述位置识别部被配置为用于获取所述内窥镜装配在戳卡上的位置信息。

15.根据权利要求14所述的内窥镜，其特征在于，所述镜管上具有第一识别位置和第二识别位置，所述第一识别位置位于所述第二识别位置的近端方向，所述位置识别部被配置为用于识别所述第一识别位置和所述第二识别位置处于所述戳卡内的第一内置信息和第二内置信息，以及处于所述戳卡外的第一外置信息和第二外置信息。

16.根据权利要求15所述的内窥镜，其特征在于，所述位置识别部包括位于所述第一识别位置的第一位置识别传感器和位于所述第二识别位置的第二位置识别传感器，所述第一位置识别传感器被配置为用于获取所述第一内置信息和所述第一外置信息，所述第二位置识别传感器被配置为用于获取所述第二内置信息和所述第二外置信息。

17.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1-16中任一项所述的内窥镜。

18.一种基于权利要求1-16中任一项所述的内窥镜的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过所述姿态调整关节将所述内窥镜的姿态夹角调整至0°，将所述内窥镜从戳卡的近端装入，并沿着所述戳卡的轴向移动所述内窥镜，直至所述镜体头端完全从所述戳卡的远端伸出；

通过所述姿态调整关节将所述内窥镜的姿态夹角调整至90°。

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