TWI580405B - A dual lens device for adjustable angle of operation for a stereoscopic microscope - Google Patents

Description

用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置

本發明涉及一種手術顯微鏡裝置，尤指一種用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置。

隨著科技的日新月異，使得醫術方面有顯著的進步，其中有關3D立體影像是目前相當熱門的技術及議題，其係可應用於臨床的手術上，讓醫生能對於複雜且具有不同厚度的器官或組織進行切割、移除或者治療，對於疾病的檢查及治療上有相當大的幫助，讓醫生可更容易且準確地進行開刀手術，大幅提升醫療技術及品質，因此，目前市面上具有多種類型的3D立體手術顯微鏡裝置。

然而，現有3D立體手術顯微鏡裝置(如Leica ULT 500顯微鏡裝置等)主要係於機體前端的懸臂上設置有一物鏡組以及至少兩接目鏡組，該物鏡組係用以對於人體或組織進行影像的擷取，而各接目鏡組係與該物鏡組相連接，藉以讓使用者可透過接目鏡組觀察到物鏡組所擷取的影像，但是該物鏡組內的鏡頭係為一固定型態的結構，因此，現有3D立體手術顯微鏡裝置僅能透過該固定式的鏡頭之景深，取得同一深度的人體內部器官或組織的影像，因此僅能提供同一深度的立體影像，而無法將人體某些區域的病變組織或血管清楚呈現出來，讓醫生僅能透過手動調整該機體位置、或者透過經驗及有限的影像資料進行手術，不僅會相對影響手術操作的流暢性與增加開刀時間，且會產生誤 切到其他部位的情形，進而無法提供良好的醫療效果，實有其需加以改進之處。

為解決現有3D立體手術顯微鏡裝置僅能透過固定式鏡頭的景深，取得特定深度的立體影像，無法清楚呈現人體某些區域的病變組織或血管結構，對於手術操作的流暢性與開刀時間有所影響，且會產生誤切到其他部位的情形，進而無法提供良好的醫療效果，也相對限制現有手術立體顯微鏡的實用性等的不足及限制，因此，本發明的主要目的在於提出一種用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其係透過精簡的結構配置方式，讓使用者可調整該雙鏡頭裝置的角度，使該雙鏡頭裝置能具有不同的景深，進而即時地對於不同深度的人體內部器官或組織進行影像擷取，藉以清楚地呈現複雜組織或器官的三維影像，讓醫生可準確且即時地判斷人體內部器官或組織的相對位置以及進行手術，提供一可調變角度、即時提供不同深度影像且可縮短手術時間的用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置。

為達到上述目的，本發明提供一用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置其係設有一外殼體、一影像組及一調整組，其中：該外殼體為一中空殼體，且該外殼體於底部設有一開口；該影像組設於該外殼體內且設有兩鏡頭及一影像處理晶片，該兩鏡頭可轉動地間隔設於該外殼體內且位於該開口範圍內，該影像處理晶片設於該外殼體內且與該兩鏡頭相電性連接，藉以將該兩鏡頭所擷取的影像進行處理；以及該調整組設於該外殼體內且設有兩調整單元，該兩調整單元設於該外殼體內且位於兩鏡頭的外側，且兩調整單元分別與兩鏡頭相結合，各調整單元設有一驅動馬達、一凸輪及一限位件，該驅動馬達設於該外殼體內且位於其中一鏡頭的一側邊，該驅動馬達朝該外殼體的開口方向凸設有一驅動軸，該凸輪以 偏心方式套設於該驅動馬達的驅動軸上，且與一靠近該驅動馬達的鏡頭之外表面相抵靠，該限位件與該外殼體及其中一鏡頭相結合，使該鏡頭可保持與該凸輪相抵靠而不分離。

進一步，各鏡頭於中段處設有一與該外殼體相結合的軸承座，使各鏡頭可透過相對應的軸承座而相對該外殼體轉動。

再進一步，各軸承座可為一滾珠軸承。

較佳的是，該影像組於該外殼體內設有一位於兩鏡頭之間的定位器，透過該定位器對於一欲擷取影像之位置進行定位，且可用以校正兩鏡頭的傾斜角度。

較佳的是，該定位器為一雙雷射發射器。

較佳的是，各驅動馬達為一步進馬達。

較佳的是，各鏡頭的外表面設有一與相對應凸輪相抵靠的滾珠。

較佳的是，各限位件為一彈簧。

較佳的是，該影像組於該外殼體的一外側面設有一與該影像處理晶片相電性連接的顯示幕，進而將處理後所得到的影像顯示於該顯示幕上。

較佳的是，各鏡頭為一互補式金屬氧化物半導體鏡頭或一電荷耦合元件鏡頭。

藉由上述的技術特徵，本發明可調變角度之雙鏡頭裝置於使用時，可透過該操作組控制的方式，經由該主機的程式處理介面發出訊號至該調整組的各調整單元中，使各調整單元的驅動馬達產生轉動，進而該驅動軸帶動相對應的凸輪轉動，其中由於該凸輪係以偏心方式設置於該驅動軸上，因此，當該凸輪隨著相對應驅動軸轉動時，該鏡頭會受該相對應限位件的拉持而保持與該凸輪相抵靠，並以其軸承座為軸心相對該外殼體轉動，即可方便且即時地 對於兩鏡頭的角度進行調整，使調整後的兩鏡頭產生不同景深，進而對於不同深度的三維複雜組織(器官)進行影像擷取，讓醫生能於手術過程中，能即時且清楚看到不同深度的三維複雜組織(器官)上病變的組織及血管，讓醫生在手術過程中可獲得動態即時且具有不同深度影像的3D立體影，進而精準地判斷出不同深度的三維複雜組織(器官)上的病灶，且於開刀過程中降低誤切到其他部位(神經或血管)的機率，使醫生更容易去執行手術行為且有效地縮短手術時間，藉以提供一可調變角度、即時提供不同深度影像且可縮短手術時間的用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置。

10‧‧‧外殼體

11‧‧‧開口

20‧‧‧影像組

21‧‧‧鏡頭

211‧‧‧軸承座

212‧‧‧滾珠

22‧‧‧影像處理晶片

23‧‧‧顯示幕

24‧‧‧定位器

30‧‧‧調整組

31‧‧‧調整單元

32‧‧‧驅動馬達

321‧‧‧驅動軸

33‧‧‧凸輪

34‧‧‧限位件

50‧‧‧手術立體顯微鏡

51‧‧‧機體

511‧‧‧主機

52‧‧‧機械手臂組

521‧‧‧轉動臂

53‧‧‧操作組

圖1是本發明設於一手術立體顯微鏡上的外觀立體圖。

圖2是本發明與該手術立體顯微鏡相分離的立體外觀示意圖。

圖3是本發明設於該手術立體顯微鏡上的仰視示意圖。

圖4是本發明局部放大的剖面側視示意圖。

圖5是本發明另一局部放大的側視示意圖。

圖6是本發明的方塊示意圖。

圖7是本發明局部放大的操作剖面側視示意圖。

圖8是設置本發明的手術立體顯微鏡進行使用的操作示意圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如后：

請參看如圖1至3所示本發明用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，該可調變角度之雙鏡頭裝置係設於一手術立體顯微鏡50上，其中該手術立體顯微鏡50設有一機體51、一機械手臂組52及一操作組53，該機體51於內部設有一主機511，該主機511內具有一程式處理介面，該機械手臂組52係與該機體51相結合且設有一轉動臂521，該操作組53與該機械手臂組52相結合且與該機體51相電性連接。

請進一步配合參看如圖4及5所示，該可調變角度之雙鏡頭裝置係與該手術顯微鏡的機械手臂組相結合且設有一外殼體10、一影像組20及一調整組30，其中：

該外殼體10係為一與該轉動臂521相固設結合的中空殼體，該外殼體10於底部設有一開口11。

該影像組20係設於該外殼體10內且與該主機511相連接，該影像組20設有兩鏡頭21、一影像處理晶片22、一顯示幕23及一定位器24，該兩鏡頭21可轉動地間隔設於該外殼體10內且位於該外殼體10的開口11範圍內，使該兩鏡頭21可透過該開口11而擷取該外殼體10之外部環境的影像，較佳的是，各鏡頭21於中段處係設有一與該外殼體10相結合的軸承座211，使各鏡頭21可透過相對應的軸承座211而相對該外殼體10轉動，且各軸承座211可為一滾珠軸承，進一步，各鏡頭21可為一互補式金屬氧化物半導體鏡頭(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)或一電荷耦合元件鏡頭(Charge-coupled Device；CCD)。

該影像處理晶片22設於該外殼體10內且與該兩鏡頭21及該主機511的程式處理介面相電性連接，藉以將該兩鏡頭21所擷取的影像進行處理，並將所擷取的影像經該程式處理介面合成一3D立體影像，該顯示幕23係設於該外殼體10的一外側面且與該影像處理晶片22相電性連接，進而將處理後所得到 的立體影像顯示於該顯示幕23上，該定位器24係設於該外殼體10內且位於兩鏡頭21之間，較佳的是，該定位器24為一雙雷射發射器，讓使用者可透過該定位器24對於欲擷取影像之位置進行定位，進而讓兩鏡頭21可方便且快速地對準欲擷取影像之位置，並且可用以校正兩鏡頭21的傾斜角度。

該調整組30係設於該外殼體10內且設有兩調整單元31，該兩調整單元31設於該外殼體10內且位於兩鏡頭21的外側，且兩調整單元31係分別與兩鏡頭21相結合，其中各調整單元31設有一驅動馬達32、一凸輪33及一限位件34，其中該驅動馬達32係設於該外殼體10內且位於其中一鏡頭21的一側邊，該驅動馬達32朝該外殼體10的開口11方向凸設有一驅動軸321，較佳的是，該驅動馬達32可為一步進馬達，該凸輪33係套設於該驅動馬達32的驅動軸321上，且與一靠近該驅動馬達32的鏡頭21之外表面相抵靠，較佳的是，各鏡頭21的外表面設有一與相對應凸輪33相抵靠的滾珠212，其中該凸輪33係如圖5所示以偏心方式套設於該驅動軸321上而與一相對應的鏡頭21相抵靠，該限位件34係與該外殼體10及其中一鏡頭21相結合，使該鏡頭21可保持與該凸輪33相抵靠而不分離，且可避免鏡頭21於轉動的過程中過度搖晃，較佳的是，該限位件34可為一彈簧。

請配合參看如圖6及7所示，本發明可調變角度之雙鏡頭裝置於使用時，可透過該操作組53控制的方式，經由該主機511的程式處理介面發出訊號至該調整組30的各調整單元31中，使各調整單元31的驅動馬達32產生轉動，進而該驅動軸321帶動相對應的凸輪33轉動，其中由於該凸輪33係以偏心方式設置於該驅動軸321上，因此，當該凸輪33隨著相對應驅動軸321轉動時，該鏡頭21會受該相對應限位件34的拉持而保持與該凸輪33相抵靠，並以其軸承座211為軸心相對該外殼體10轉動，即可方便且即時地對於兩鏡頭21的角度進行調整，使調整後的兩鏡頭21產生不同景深，進而對於不同深度的三維複雜組 織(器官)進行影像擷取，讓醫生能如圖8所示於手術過程中，能即時且清楚看到不同深度的三維複雜組織(器官)上病變的組織及血管，讓醫生在手術過程中可獲得動態即時且具有不同深度影像的3D立體影，進而精準地判斷出不同深度的三維複雜組織(器官)上的病灶，且於開刀過程中降低誤切到其他部位(神經或血管)的機率，使醫生更容易去執行手術行為且有效地縮短手術時間，藉以提供一可調變角度、即時提供不同深度影像且可縮短手術時間的用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置。

10外殼體                                      20影像組 21鏡頭                                          211軸承座 212滾珠                                        22影像處理晶片 24定位器                                      30調整組 31調整單元                                  32驅動馬達 321驅動軸                                    33凸輪 34限位件

Claims (8)

1. 一種用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其係設有一外殼體、一影像組及一調整組，其中：該外殼體為一中空殼體，且該外殼體於底部設有一開口；該影像組設於該外殼體內且設有兩鏡頭、一影像處理晶片及一定位器，該兩鏡頭可轉動地間隔設於該外殼體內且位於該開口範圍內，且各鏡頭於中段處設有一與該外殼體相結合的軸承座，使各鏡頭可透過相對應的軸承座而相對該外殼體轉動，該影像處理晶片設於該外殼體內且與該兩鏡頭相電性連接，藉以將該兩鏡頭所擷取的影像進行處理，該定位器設於該外殼體內且位於該兩鏡頭之間，透過該定位器對於一欲擷取影像之位置進行定位，且可用以校正該兩鏡頭的傾斜角度；以及該調整組設於該外殼體內且設有兩調整單元，該兩調整單元設於該外殼體內且位於兩鏡頭的外側，且兩調整單元分別與兩鏡頭相結合，各調整單元設有一驅動馬達、一凸輪及一限位件，該驅動馬達設於該外殼體內且位於其中一鏡頭的一側邊，該驅動馬達朝該外殼體的開口方向凸設有一驅動軸，該凸輪以偏心方式套設於該驅動馬達的驅動軸上，且與一靠近該驅動馬達的鏡頭之外表面相抵靠，該限位件與該外殼體及其中一鏡頭相結合，使該鏡頭可保持與該凸輪相抵靠而不分離。
2. 如請求項1所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中各軸承座可為一滾珠軸承。
3. 如請求項1或2所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中該定位器為一雙雷射發射器。
4. 如請求項3所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中各驅動馬達為一步進馬達。
5. 如請求項4所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中各鏡頭的外表面設有一與相對應凸輪相抵靠的滾珠。
6. 如請求項5所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中各限位件為一彈簧。
7. 如請求項6所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中該影像組於該外殼體的一外側面設有一與該影像處理晶片相電性連接的顯示幕，進而將處理後所得到的影像顯示於該顯示幕上。
8. 如請求項7所述之用於手術立體顯微鏡的可調變角度之雙鏡頭裝置，其中各鏡頭為一互補式金屬氧化物半導體鏡頭或一電荷耦合元件鏡頭。