TW202108070A - 內視鏡與內視鏡設備及內視鏡的定位方法 - Google Patents

Abstract

一種內視鏡及內視鏡設備及內視鏡的定位方法，該內視鏡包括導管、影像光纖及磁感測器。影像光纖穿置於導管中，該影像光纖包括一光源傳輸部及一影像傳輸部，該光源傳輸部具有一出光端用以輸出光線照射於一目標，該影像傳輸部具有一物側端用以接收該目標所反射的影線光線；該磁感測器能受外部的一磁場感應而辨識內視鏡目前位置；該內視鏡設備包括導引裝置及上述之內視鏡，該導引裝置包括主導管與方向控制模組，該方向控制模組供人員操作以控制主導管的彎曲方向，該內視鏡的導管穿置於該主導管中且能由該主導管向外伸出。

Description

內視鏡與內視鏡設備及內視鏡的定位方法

本發明係與內視鏡有關；特別是指一種設有磁感測器的內視鏡。

內視鏡主要是為了使人觀察不易進入的環境，而發展的一種技術，其主要係應用於醫療器材，可經由各種管道進入人體，以觀察人體內部狀況。內視鏡的功能，在於減輕患者不適並減少傷口大小下完成對體內患部的診斷，其已知構造包含有影像傳輸單元、照明單元及導管，醫療人員將長條形導管伸入人體後，藉由照明單元取得人體內的影像，再由影像傳輸單元向外傳送影像，以協助醫療人員進行體內患部的診斷。

內視鏡係廣泛應用於各式醫學檢查中，例如顱腔、腸胃、胸腔、脊椎、腦部等部位的診療，然而內視鏡的操作必須靠醫療人員以手動控制，且目前在診療上是使用硬管內視鏡，對於一些患部在細小管腔的患者來說，容易因為硬管難以變換方向或者是因為硬管亦可能導致損傷，不僅影響醫療人員對患部的判讀，同時影響診療效果。

對於患部在細小管腔的手術，亦有一種磁導航技術因應而生，磁導航技術是在手術工具或導管的前端裝設磁感測器，由外部的磁導航裝置判斷磁感測器之電訊號以推得導管前端的位置。然而，磁導航技術必需配合患者的核磁共振或斷層掃描的影像才能推得導管的前端在細小管腔中的位置，再由醫師判斷是否有到達患部。然，以此方式推得的位置並非完全準確，仍有誤差存在。

即便以手術器械進入到導管的前端之位置，進行患部的處理後，亦無法得知處理後的情形，無法確保手術是否成功。

是以，習知的內視鏡及磁導航技術仍未臻完善，尚待改進。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種內視鏡、內視鏡設備及內視鏡的定位方法，可以觀察到磁感測器所在處的影像。

緣以達成上述目的，本發明提供一種內視鏡包括一導管、一影像光纖及一磁感測器。其中該導管包括一撓性段與一前端部；該影像光纖穿置於該導管中，該影像光纖包括一光源傳輸部及一影像傳輸部，該光源傳輸部具有一出光端位於該前端部，該出光端用以輸出光線照射於一目標，該影像傳輸部具有一物側端位於該前端部，該物側端用以接收該目標所反射的影線光線；該磁感測器設置於該前端部，該磁感測器能受外部的一磁場感應而辨識目前內視鏡所在位置。

本發明再提供一種內視鏡設備包括一導引裝置及上述之內視鏡。該導引裝置包括一主導管與一方向控制模組，該主導管包括一主管體與一主撓性段，該主導管具有至少一主通道，該主撓性段具有一前端口連通該至少一主通道；該方向控制模組連接該主管體，且該方向控制模組具有至少一操控部，該至少一操控部連接至該主撓性段且供人員操作以控制該主撓性段的彎曲方向；該內視鏡的導管穿置於該至少一主通道且能由該前端口伸出。

本發明之效果在於，該內視鏡及該內視鏡設備之導管的前端部設置有影像光纖及磁感測器，磁感測器能感測外部的磁場，同時藉由影像光纖將磁感測器所在處之影像輸出，藉此，不僅可得知磁感測器所在處，且同時可觀測到影像。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１及圖２所示，為本發明較佳實施例之內視鏡100，該內視鏡100分別連接至內視鏡顯示裝置200、磁導航裝置300、手術器械操控端400及光源500。

本發明較佳實施例之內視鏡100包含導管10、影像光纖20及磁感測器30，該導管10包括一撓性段12與一前端部14，該撓性段12為一可彎折之彈簧管，該前端部14用以接近探測目標；該導管10之管徑D為2mm，於其他實施例中，該導管10之管徑D可為2~4mm，故該導管10可進入細小管腔進行探測。

該影像光纖20穿置於該導管10中，其包括一光源傳輸部22及一影像傳輸部24，該光源傳輸部22具有一出光端22a，該影像傳輸部24具有一物側端24a，該出光端22a及該物側端24a皆位於該導管10之前端部14，該光源傳輸部22連接至該光源500，該影像傳輸部24連接至該內視鏡顯示裝置200，藉此，該光源傳輸部22接收該光源500發出之光線後，該出光端22a輸出該光線照射於一目標，該物側端24a接收該目標所反射的影像光線後，將其輸出至該內視鏡顯示裝置200，讓使用者可以透過內視鏡顯示裝置200即時觀測待測目標之影像。

於本實施例中該磁感測器30設置於該導管10之前端部14，磁感測器30具有二導電線32，該二導電線32穿置於該導管10中，並連接至該磁導航裝置300，用以接收該磁導航裝置300提供之電流，該磁導航裝置300於待測物外部建立一外部磁場，使用者可於該磁導航裝置300設定一導航路徑，使該導管沿著導航路徑移動至目標位置，並藉由影像傳輸部24傳輸至內視鏡顯示裝置200之影像，即時觀測待測目標之影像，以確認該導管10的位置是否精確的達到目標位置。

該內視鏡100進一步包含一固定座40，該固定座40結合於該導管10之撓性段12上，且該固定座40具有該前端部14；該固定座40具有至少一通道42、一第一穿孔44，於本實施例中，通道42的數量為一，該影像光纖20穿過該通道42且該出光端22a及該物側端24a固定於該第一穿孔44，該磁感測器30設置於該固定座40上並位於該第一穿孔44中，且該磁感測器30之二導電線32穿過該通道42，固定座40之設置可將磁感測器30及影像光纖20穩固的設置於該導管10之前端部14，並可避免影像光纖20及磁感測器30彼此之間產生不當的干擾或碰撞。

該內視鏡100進一步包含一手術器械50且該固定座40具有一第二穿孔46，該第二穿孔46位於該第一穿孔44的一側，該手術器械50穿置於該導管10中，其一端連接該手術器械操控端400，另一端穿過該固定座40之通道42，且該手術器械50可由第二穿孔46相對該固定座40向外穿出，該手術器械50可為刀具、夾具或是管體等相關手術器械或其組合，使用者可透過該手術器械操控端400操控該手術器械50作動以進行手術。請再參圖３，為使用本實施例內視鏡100的內視鏡設備600，其包括一主導管60、一方向控制模組70及上述實施例中之內視鏡100，該主導管60具有至少一主通道62，於本實施例中，至少一主通道62之數量為一，該主導管60包括一主管體64與一主撓性段66，該主管體64連接該方向控制模組70，該主撓性段66具有一前端口66a連通該主通道62，該內視鏡100的導管10穿置於該主通道62且能由該前端口66a伸出，該主撓性段66具有一活動關節，該活動關節連接有複數個控制線(圖未示)，該方向控制模組70具有至少一操控部72，該至少一操控部72透過該些控至線連接至該活動關節，藉此，操作人員可透過至少一操控部72拉動控制線以控制該活動關節的彎曲方向，使該主導管60之前端口66a接近目標位置後，再由外部磁場導引使該內視鏡100之導管10伸出以進入微小管腔中。

值得一提的是，該內視鏡100包含一操控裝置80、活動關節組82及複數條操控線84，其中該活動關節組82設置於該撓性段12中，且該活動關節組82透過該些操控線84連接該操控裝置80，藉此，操作人員可透過操控裝置80拉動該些控制線84以控制該活動關節組82的彎曲方向。

據上所述，為本發明之內視鏡100及內視鏡設備600，該內視鏡100及該內視鏡設備600之導管10的前端部14設置有影像光纖20及磁感測器30，磁感測器30能由外部的磁導航裝置300之磁力控制，進而帶動導管10移動至目標位置，同時，能藉由影像光纖20將磁感測器30所在處之影像輸出以確定該導管10是否準確的到達目標位置，且，當操作人員以手術器械50進行患部的手術後，能藉由影像光纖20傳送至內視鏡顯示裝置200的影像確認處理後的情形。

本實施例的內視鏡100的定位方法是應用於如圖４所示之一磁導航系統1，該磁導航系統1包含上述的內視鏡100、內視鏡顯示裝置200、磁導航裝置300、內視鏡設備600，除此之外該磁導航系統1還包含一導航顯示器700以及一定位器800，其中該磁導航裝置300分別與該導航顯示器700以及該定位器800電性連接，該定位器800上設置有一參考磁感測器90，其中該磁導航裝置300包含一磁場發生器34，該參考磁感測器90用以接收該磁場發生器34的磁場，並輸出對應的電訊號至該磁導航裝置300。

本實施例的內視鏡100的定位方法包含以下步驟A~E，其中：

首先，於步驟A中，使用者將患處的一影像Ｍ之資料匯入一磁導航裝置300中並於該導航顯示器顯示700該影像M，該影像M可來自電腦斷層掃描(CT)或是核磁共振影像(MRI)；

接著於步驟B中，如圖５所示，使用者於該影像M上設置複數個特徵點P，並記錄該些特徵點P於該影像M上的座標；較佳者更包含由該影像M中規劃一導航路徑以及在該影像上顯示該導航路徑。本實施例中為至少四個特徵點。

於步驟C中，如圖６所示，使用者將該磁場發生器34置於對應患者之患處的位置，及將該參考磁感測器90依序置於患者之患處的複數個參考點A，其中該些參考點A分別對應該些特徵點P，該磁導航裝置300藉由該參考磁感測器90分別於該些參考點A感測該磁場發生器34所發出的磁場，以得到對應該些參考點A的參考磁場訊號資料及座標，該磁導航裝置300記錄該些參考點A的座標及參考磁場訊號資料，接著磁導航裝置300將各該參考點A的座標與各該特徵點的座標進行對位，以得到一對位關係資料。本實施例中，且該些參考點A的數量至少為四個。並且更包含磁導航裝置300判斷使用者所選擇的參考點A之位置與對應的一該特徵點P於患處實際上的位置之偏差超出一預定距離時，提示使用者重新選擇參考點，於本實施例中，該預定距離為2mm。

於步驟D中，使用者將該內視鏡100之導管10穿入患者之患處，且該磁導航裝置300由該磁感測器感測30該磁場發生器34所發出的磁場，以得到一定位磁場訊號資料，該磁導航裝置300依據該定位磁場訊號資料、該些參考磁場訊號資料及該些參考點A的座標，取得該磁感測器30的一影像座標。

於步驟E中，依據該影像座標將該影像M及該磁感測器30於該影像M上的位置顯示於該導航顯示器700（即本發明定義的第一顯示區），請配合圖７，該影像M中顯示使用者規劃之導航路徑W、目標位置T以及該磁感測器30於該影像M上的位置Ｓ，同時將該物側端24a所接收的該目標之影像顯示於該內視鏡顯示裝置200（即本發明定義的第二顯示區），藉此使用者可確定該導管10是否準確的到達目標位置。

實務上，該導航顯示器700及該內視鏡顯示裝置200亦可整合於同一螢幕上，且該螢幕具有第一顯示區及第二顯示區。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］ 1:磁導航系統 100:內視鏡 10:導管 12:撓性段 14:前端部 20:影像光纖 22:光源傳輸部 22a:出光端 24:影像傳輸部 24a:物側端 30:磁感測器 32:導電線 40:固定座 42:通道 44:第一穿孔 46:第二穿孔 50:手術器械 200:內視鏡顯示裝置 300:磁導航裝置 400:手術器械操控端 500:光源 600:內視鏡設備 60:主導管 62:主通道 64:主管體 66:主撓性段 66a:前端口 70:方向控制模組 72:操控部 80:操控裝置 82:活動關節組 84:操控線 700:導航顯示器 34:磁場發生器 800:定位器 90:參考磁感測器 D:管徑 M:影像 P:特徵點 A:參考點 W:導航路徑 T:目標位置 Ｓ:位置

圖１為本發明一較佳實施例之內視鏡的示意圖。 圖２為上述一較佳實施例之內視鏡的剖視示意圖。 圖３為上述一較佳實施例之內視鏡設備的示意圖。 圖４為本發明一較佳實施例之磁導航系統的示意圖。 圖５為上述一較佳實施例之設置特徵點的示意圖。 圖６為上述一較佳實施例之設置參考點的示意圖。 圖７為上述一較佳實施例之影像顯示的示意圖。

100:內視鏡

12:撓性段

14:前端部

20:影像光纖

22:光源傳輸部

22a:出光端

24:影像傳輸部

24a:物側端

30:磁感測器

32:導電線

40:固定座

42:通道

44:第一穿孔

46:第二穿孔

50:手術器械

82:活動關節組

84:操控線

D:管徑

Claims (12)

1. 一種內視鏡，包含： 一導管，包括一撓性段與一前端部； 一影像光纖，穿置於該導管中，其中，該影像光纖包括一光源傳輸部及一影像傳輸部；該光源傳輸部具有一出光端位於該前端部，該出光端用以輸出光線照射於一目標；該影像傳輸部具有一物側端位於該前端部，該物側端用以接收該目標所反射的影像光線；以及 一磁感測器，設置於該前端部，該磁感測器用以感測外部的磁場，並輸出對應的電訊號。
2. 如請求項1所述之內視鏡，更包括一固定座，該固定座結合於該撓性段，且該固定座具有該前端部；該固定座具有至少一通道及一第一穿孔，該影像光纖穿過該至少一通道；該光源傳輸部的出光端及該影像傳輸部的物側端位於該第一穿孔。
3. 如請求項2所述之內視鏡，該磁感測器位於該第一穿孔中。
4. 如請求項2所述之內視鏡，更包括一手術器械，該手術器械穿置於該導管中且穿過該至少一通道；該固定座具有一第二穿孔，該第二穿孔位於該第一穿孔的一側且供該手術器械穿出。
5. 如請求項1所述之內視鏡，其中該導管之管徑為2~4mm。
6. 如請求項5所述之內視鏡，包含一活動關節組、複數條操控線及一操控裝置，其中該活動關節組設置於該撓性段中，且該活動關節組透過該些操控線連接該操控裝置。
7. 如請求項2所述之內視鏡，其中該磁感測器具有二導電線，該二導電線穿置於該導管中且穿過該至少一通道。
8. 一種內視鏡設備，包含： 一導引裝置，包括一主導管與一方向控制模組，該主導管包括一主管體與一主撓性段，該主導管具有至少一主通道，該主撓性段具有一前端口連通該至少一主通道；該方向控制模組連接該主管體，且該方向控制模組具有至少一操控部，該至少一操控部連接至該主撓性段且供人員操作以控制該主撓性段的彎曲方向；以及 如請求項1至7任一項中所述之內視鏡，該內視鏡的導管穿置於該至少一主通道且能由該前端口伸出。
9. 一種如請求項1所述之內視鏡的定位方法，包含下列步驟： A. 提供患處的一影像； B. 於影像中設置複數個特徵點，並記錄該些特徵點於該影像上的座標； C. 將一磁場發生器置於對應患者之患處的位置，及將一參考磁感測器依序置於患者之患處的複數個參考點，且該些參考點分別對應該些特徵點；將各該參考點的座標與各該特徵點的座標進行對位，以得到一對位關係資料；並以該參考磁感測器分別於該些參考點感測該磁場發生器所發出的磁場，以得到對應該些參考點的複數個參考磁場訊號資料； D. 將該內視鏡之導管穿入患者之患處，且由該磁感測器感測該磁場發生器所發出的磁場，以得到一定位磁場訊號資料； 依據該定位磁場訊號資料、該些參考磁場訊號資料及該些參考點的座標，取得該磁感測器的一定位座標； 依據該定位座標及該對位關係資料得到該磁感測器的一影像座標； E. 依據該影像座標將該影像及該磁感測器於該影像上的位置顯示於一第一顯示區，以及將該物側端所接收的該目標之影像顯示於一第二顯示區。
10. 如請求項9所述之內視鏡的定位方法，其中，該些特徵點的數量至少為四個；該些參考點的數量至少為四個。
11. 如請求項9所述之內視鏡的定位方法，更包含在所選擇的參考點之位置與對應的一該特徵點於患處實際上的位置之偏差超出一預定距離時，則重新選擇參考點。
12. 如請求項9所述之內視鏡的定位方法，更包含由該影像中規劃一導航路徑；以及在該第一顯示區中的該影像上顯示該導航路徑。

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