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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720704426.4 (22)申请日 2017.06.16 (73)专利权人 青岛大学附属医院 地址 266003 山东省青岛市市南区江苏路 16号青岛大学附属医院 (72)发明人 魏宾 朱呈瞻 董蒨 于綦悦 夏楠 董冰子 楚宏硕 刘广伟 卢云 (74)专利代理机构 北京献智知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 11434 代理人 赵丹 (51)Int.Cl. A61B 17/29(2006.01) A61B 17/3201(2006.01) A61B 16/00(200。
2、6.01) A61B 18/12(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 智能微创手术装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种智能微创手术装置， 包括： 容置于壳体中的中央处理设备及与中央处 理设备通过数据线连接的若干个带有光学跟踪 标记的微创手术设备， 每个微创手术设备上设有 医学信号传感部件及无线传输部件； 中央处理设 备包括图像处理部件、 光学定位部件及图像显示 部件； 壳体的前端面的上部设有用于嵌合图像显 示部件的第一卡槽， 壳体的前端面的下部左侧设 有用于嵌合光学定位部件的第二卡槽， 壳体的内 部设有用于将其内部分隔为至少二个容置空间 的分。
3、隔架， 图像处理部件安装于其中一个容置空 间中。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 208426174 U 2019.01.25 CN 208426174 U 1.一种智能微创手术装置， 包括： 容置于壳体中的中央处理设备及与所述中央处理设 备通过数据线连接的若干个带有光学跟踪标记的微创手术设备， 其特征在于： 每个所述微 创手术设备上设有医学信号传感部件及无线传输部件； 所述中央处理设备包括图像处理部 件、 光学定位部件及图像显示部件； 所述壳体的前端面的上部设有用于嵌合所述图像显示 部件的第一卡槽， 所述壳体的前端面的下部左侧设有用于嵌合所述光学定位部件的第二卡 槽， 所述壳体的。
4、内部设有用于将其内部分隔为至少二个容置空间的分隔架， 所述图像处理 部件安装于其中一个所述容置空间中。 2.如权利要求1所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 还包括设置于其它容置空间中 的至少一个风扇。 3.如权利要求1所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 所述光学定位部件为红外光学 定位仪。 4.如权利要求3所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 所述微创手术设备为： 内窥镜、 分离钳、 解剖器、 腹腔镜剪刀以及电凝镊中的任意一种。 5.如权利要求3所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 每个所述微创手术设备包括进 行医学操作的体内部及设有所述无线传输部件的体外部。 6.如权利要求5所述。
5、的智能微创手术装置， 其特征在于， 所述体外部还设有条码区。 7.如权利要求6所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 所述中央处理设备还包括条码 扫描部件。 8.如权利要求7所述的智能微创手术装置， 其特征在于， 所述壳体的前端面的下部右侧 设有用于嵌合所述条码扫描部件的第三卡槽。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 208426174 U 2 智能微创手术装置 技术领域 0001 本实用新型属于医疗器械技术领域， 尤其涉及一种微创手术系统。 背景技术 0002 在现代医学中， 微创手术是临床医学主要的发展趋势之一。 内窥镜是一种常用的 医疗器械， 其在使用时， 通过经手术做的小切口进入。
6、病人体内， 将内窥镜导入预检查的器 官， 不仅降低了手术治疗风险， 也减少了病人因刀口过大带来的伤痛感。 0003 但是， 为了适应微创手术的需要， 内窥镜的体积很小， 其置于内窥镜最前端的摄像 头拍摄的图像也很有限， 医生凭借内窥镜拍摄的图像难以快速并清楚地判别内窥镜所处器 官的具体位置及所拍摄的图像处于欲进行手术器官的具体部位。 0004 目前， 医生多是在手术之前， 采用核磁共振、 CT等影像学设备先对病变的部位加以 判断， 然后利用其影像资料来制定手术方案。 而计算机辅助微创技术便是一种通过合理、 定 量的利用CT/MRI/PET多模数据和导航系统， 进行外科手术计划、 干预和评价的技。
7、术。 其主要 利用各种医学图像信息为作为手术器械的内窥镜导航， 从而最大可能地为外科医生提供手 术部位附近的信息。 0005 然而， 由于这些医学图像信息或影像资料通常都是术前获得的， 而在手术中往往 难以将进入体内拍摄的真实图像与这些术前获得的医学图像同时的显示出来， 更难以快速 并精确地确定病灶位置。 此外， 在进行微创手术过程中， 需要同时使用多种不同的微创手术 设备， 如何将这些不同的手术设备在手术过程中与术前获取的医学图像相结合， 从而更有 利于手术的操作或减轻患者的不适的感觉， 成为本领域技术人员研究的课题。 0006 如中国专利申请200910039684.5公开了一种手术导航设。
8、备， 其包括电脑主机， 与 电脑主机相连接的臂部， 连接于臂部上的机械手， 设置于机械手上的显示器以及捕捉器， 该 手术导航设备还包括与捕捉器配合工作的手术导航工具， 手术导航工具包括设置于其上的 光学跟踪标记， 光学跟踪标记通过被动式红外线光学定位方式被捕捉器跟踪捕捉。 然而， 该 手术导航设备仅仅能使用一种微创手术设备， 而且难以同时使用多个微创手术设备。 0007 又如中国专利申请201520698883.8公开了一种基于图像的外科手术导航系统， 其 包括： 三维扫描仪， 显示设备， 红外光学定位仪， 电脑主机， 移动支架， 其中， 电脑主机中还与 医学图像分割模块、 空间定位模块、 扫。
9、描及成像模块以及三维配准模块相连接。 然而， 该基 于图像的外科手术导航系统是利用三维配准模块将术前CT、 MRI所分割并重建的三维与术 中三维扫描所获取的三维数据进行重合， 使两者合为一体， 然后在利用手术器械进行微创 手术， 其不能同时使用多个微创手术设备， 对于微创手术设备在手术过程中的相应的医学 参数也无法获取。 0008 因此， 提供一种不仅能够拟合术前诊断图像与术中拍摄图像， 而且可同时使用多 种微创手术设备的微创手术系统成为业内急需解决的问题。 发明内容 说 明 书 1/4 页 3 CN 208426174 U 3 0009 本实用新型的目的是提供一种可同时使用多种微创手术设备且。
10、能够拟合术前诊 断图像与术中拍摄图像的微创手术系统。 0010 为了实现上述目的， 本实用新型提供了一种智能微创手术装置， 包括： 容置于壳体 中的中央处理设备及与中央处理设备通过数据线连接的若干个带有光学跟踪标记的微创 手术设备， 每个微创手术设备上设有医学信号传感部件及无线传输部件； 中央处理设备包 括图像处理部件、 光学定位部件及图像显示部件； 壳体的前端面的上部设有用于嵌合图像 显示部件的第一卡槽， 壳体的前端面的下部左侧设有用于嵌合光学定位部件的第二卡槽， 壳体的内部设有用于将其内部分隔为至少二个容置空间的分隔架， 图像处理部件安装于其 中一个容置空间中。 0011 可选择地， 还包。
11、括设置于其它容置空间中的至少一个风扇。 0012 可选择地， 中央处理设备还包括安装于另一个容置空间中的信号处理部件。 0013 可选择地， 光学定位部件为红外光学定位仪。 0014 可选择地， 微创手术设备为： 内窥镜、 分离钳、 解剖器、 腹腔镜剪刀以及电凝镊中的 任意一种。 0015 可选择地， 微创手术设备向中央处理设备传输医学信号， 医学信号可包括： 微创手 术设备拍摄的术中图像信号、 微创手术设备进行电凝操作的电流频率、 以及微创手术设备 处于病人的内腔中探测的压力数值信号。 0016 可选择地， 每个微创手术设备包括进行医学操作的体内部及设有无线传输部件以 传输医学操作对应的医学。
12、信号的体外部。 0017 可选择地， 体外部还设有带有条码的条码区， 条码与其处于同一微创手术设备的 无线传输部件相匹配。 0018 可选择地， 条码为二维码式条形码。 0019 可选择地， 中央处理设备还包括与信号处理部件通信连接的条码扫描部件， 条码 扫描部件用于对微创手术设备的条码区的条码进行扫描以将微创手术设备与智能微创手 术装置通信连接。 0020 可选择地， 图像处理部件包括： 依次通信连接的图像接收模块、 三维变换模块、 位 点匹配模块以及空间定位模块， 其中， 图像接收模块用于接收术前诊断图像及术中图像； 三 维变换模块用于将术前诊断图像转换生成三维立体图像； 位点匹配模块用于。
13、将三维立体图 像与术中图像进行空间位点对应匹配； 以及空间定位模块用于接收由信号处理部件获取的 位点信号以确定代表微创手术设备于三维立体图像中的具体位置。 0021 可选择地， 三维变换模块包括通信连接的三维成像子模块及坐标形成子模块， 其 中， 三维成像子模块用于对术前诊断图像进行平滑处理及表面重建以得到三维立体图像； 坐标形成子模块用于在三维立体图像中形成坐标系。 0022 可选择地， 三维变换模块还包括： 与坐标形成子模块通信连接的原点定位子模块， 其用于在三维立体图像中定位坐标系的原点。 0023 可选择地， 术前诊断图像包括： CT图像及核磁共振图像。 0024 可选择地， 图像处理。
14、部件设置有用于读取术前诊断图像的光驱和/ 或USB接口。 0025 本实用新型的有益效果是： (1)、 手术设备的构造简单， 结构紧凑， 而且易于操作； (2)、 可同时显示术前诊断图像生成的三维立体图像及术中拍摄的真实图像， 不仅可明确地 说 明 书 2/4 页 4 CN 208426174 U 4 了解手术设备所处器官的具体位点， 同时还可以清晰地观察到病灶部位的具体情况； (3)、 在手术过程中， 可使用多个微创手术设备进行相应的医学操作， 便于手术的顺利进行； (4)、 在手术过程中随时监测微创手术设备的相应的医学参数， 动态调整手术设备的操作， 保证 手术更加顺利成功地进行。 附图说。
15、明 0026 图1示出了本实用新型的智能微创手术装置的通信关系示意图。 0027 图2示出了本实用新型的智能微创手术装置的构造示意图。 0028 图3示出了本实用新型的微创手术设备的构造示意图。 0029 图4示出了本实用新型的图像处理部件的构造示意图。 0030 图5示出了本实用新型的智能微创手术装置的一种可替代实施方式的构造示意 图。 具体实施方式 0031 下面详细描述本实用新型的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的， 旨在用于解释本实用新型， 而不能理解为对本实。
16、用新型 的限制。 0032 首先， 请参照图1， 作为一种非限制性实施方式， 本实用新型的微创手术系统， 包 括： 中央处理设备10及与中央处理设备10通信连接的多个带有光学跟踪标记的微创手术设 备20。 0033 如图1所示， 中央处理设备10包括： 图像处理部件100、 光学定位部件200、 信号处理 部件300及图像显示部件400。 其中， 图像处理部件读取病人的诸如CT图像或核磁共振图像 的术前诊断图像并将其生成三维立体图像。 光学定位部件200则可捕捉每个微创手术设备 20上的光学跟踪标记， 从而推测出每个微创手术设备20于病人体内所处的空间位置。 信号 处理部件300接收连接入系统。
17、中的每个微创手术设备20 发出的医学信号。 图像显示部件 400与图像处理部件100、 光学定位部件200及信号处理部件300通信连接， 由此可以显示由 图像处理部件100 生成的三维立体图像、 光学定位部件200推测出的每个微创手术设备20 于三维立体图像中的位置、 以及由信号处理部件300接收的每个微创手术设备发出的医学 信号。 0034 微创手术设备20可以是包括多个诸如内窥镜、 分离钳、 解剖器、 腹腔镜剪刀、 电凝 镊等多种微创手术设备， 每个微创手术设备都设有通信连接的医学信号传感部件210及无 线传输部件220(如图3所示)， 从而可以利用医学信号传感部件210获取每个微创手术设。
18、备 在病人体内诸如内窥镜拍摄的术中图像、 电凝镊进行电凝操作的电流频率、 或者处于病人 的内腔中探测的压力数值等医学操作对应的医学信号， 而后再利用无线传输部件220则将 医学信号传输至中央处理设备10。 0035 作为一种可替代的实施方式， 中央处理设备10还包括与信号处理部件300通信连 接的条码扫描部件500。 0036 在该非限制性实施例中， 如图3所示， 每个微创手术设备20包括体外部201及体内 说 明 书 3/4 页 5 CN 208426174 U 5 部202， 在手术前， 体外部201处设置有条码区2011， 条码扫描部件500对条码区2011的条码 进行扫描， 从而将需要。
19、的微创手术设备20连接至系统中。 0037 如图2所示， 中央处理设备10容置于壳体600中， 壳体600的前端面的上部设有可嵌 合图像显示部件400的第一卡槽(图未示)， 壳体 600的前端面的下部左侧设有用于嵌合光 学定位部件200的第二卡槽 (图未示)， 壳体600的前端面的下部右侧设有用于嵌合条码扫 描部件 500的第三卡槽(图未示)， 壳体600的内部设有用于将其内部分隔为四个容置空间 的分隔架(图未示)， 图像处理部件及信号处理部件分别设于容置空间(图未示)中。 0038 在该非限制性实施例中， 如图4所示， 图像处理部件100包括： 依次通信连接的图像 接收模块110、 三维变换。
20、模块120、 位点匹配模块130 以及空间定位模块140。 0039 图像接收模块110可以接收病人在手术前对于病灶区域的术前诊断图像及内窥镜 拍摄的病人体内的术中图像。 0040 三维变换模块120包括： 三维成像子模块1201、 坐标形成子模块 1202、 原点定位子 模块1203。 其中， 三维成像子模块1201可将术前诊断图像进行平滑处理及表面重建以得到 三维立体图像， 坐标形成子模块 1202则在三维立体图像中形成坐标系， 原点定位子模块 1203则根据需要在三维立体图像中于适当的位置定位出坐标系的原点。 由此便于医护人员 对于病灶部位的进一步具体操作。 0041 为了更加精确地确定。
21、病灶的具体情况， 位点匹配模块130将三维立体图像与术中 图像进行空间位点对应匹配。 0042 空间定位模块140则接收由光学定位部件200获取的每个微创手术设备传输的位 置信号， 从而确定代表微创手术设备于三维立体图像中的具体位置。 0043 如图5所示， 作为又一种可替代的实施方式， 微创手术设备20还可以通过数据线 700与中央处理设备10相连接， 壳体600的前端面设置有多个插口800， 从而将数据线700的 一端插接于一个插口800中， 实现了微创手术设备20与中央处理设备10的通信连接。 0044 由此， 在手术前， 将术前诊断图像输入至图像处理部件100中进行三维立体图像的 生成。
22、， 接着， 在手术过程中， 将需要的微创手术设备20 通过条码扫描或者通过数据线700一 一接入系统中， 由光学定位部件 200及信号处理部件300接收和处理每个微创手术设备20 发送的位置信息及相应的医学信号， 医生通过图像显示部件400了解真实的术中影响及手 术过程中各项医用参数， 以指导手术的进程和操作。 0045 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、 结构或者特点包含 于本实用新型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。
23、是相同的实施例或示例。 此外， 在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将 本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。 尽管 上面已经示出和描述了本实用新型的实施例， 可以理解的是， 上述实施例是示例性的， 不能 理解为对本实用新型的限制， 本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实 施例进行变化、 修改、 替换和变型。 说 明 书 4/4 页 6 CN 208426174 U 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 7 CN 208426174 U 7 图3 图4 说 明 书 附 图 2/3 页 8 CN 208426174 U 8 图5 说 明 书 附 图 3/3 页 9 CN 208426174 U 9 。