外科手术智能显微镜的制作方法
【专利摘要】一种外科手术智能显微镜，其特征在于，该显微镜包括设有液晶显示屏的显微镜主机及用于摄取图像的显微镜头，显微镜头设于显微镜主机的与液晶显示屏相对的一侧，在显微镜主机内设有用于控制显微镜头实现数码变焦并将光信号转换成图像或视频信号进行存储和输出的控制装置。本实用新型通过将显微镜头与控制装置连接，从而可实现数码变焦、拍照录像、数据存储及数据传输等功能，并可使手术医师通过液晶显示屏或其他显示终端直观的查看手术图像，从而可解决手术过程中使用主副目镜所带来的不便的问题，并减轻手术医师的视觉疲劳，有利于提高手术效率并提高手术安全性。本实用新型具有体积小巧、便于携带和移动、使用范围广、手术视野广等特点。
【专利说明】外科手术智能显微镜
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及显微镜，特别涉及一种外科手术智能显微镜。
【【背景技术】】
[0002]目前国内外医用手术显微镜，无论是座式、壁挂式还是悬挂式，其放大显微部分都是由传统的纯光学部件组成。这种纯光学手术显微镜的光学部分通常体积庞大，为支撑和稳定其庞大的光学部分，其伸展摇臂和固定支架也必须相应的增加，从而使得现有手术显微镜相当笨重，不便于移动，其应用场所也大大的受到限制。
[0003]由于这种手术显微镜是纯光学部件组成的，其不具备显示屏，也不能将图像输出到其他显示终端上进行显示。而且，在使用这种手术显微镜时，通常需要手术医师和医师助手分别对准显微镜的主目镜和副目镜进行观察。在操作过程中，手术医师和医师助手都必须时刻集中精神的通过目镜进行观察，这样便很容易造成眼睛疲劳。对于时间比较长的手术，由于手术医师和医师助手长时间神经绷紧，精神压力过大，便容易造成误诊。而且现有这种手术显微镜的清晰度是由主目镜使用者调节的，副目镜使用者不能自行调节。因此，一旦主副目镜使用者有视力差异，副目镜使用者便根本不能进行清楚观察，这便会给副目镜使用者带来诸多的不便，从而使手术操作存在安全隐患。此外，手术医师利用现有的这种手术显微镜进行手术操作，通常需要改变自己站姿以配合手术显微镜镜筒的空间位置，从而使得手术医师无法以舒适的姿态进行手术操作，长时间的不舒适体位便会增加手术医师的疲劳程度，从而不利于手术的进行。另一方面，由于现有的手术显微镜无法自动聚焦，手术医师利用这种显微镜进行手术时，经常需要微调焦距以保证清晰度，而对于手术的不同阶段是需要不同的放大倍数的，因此手动聚焦会大大影响手术的进度和质量。
[0004]更为重要的是，由于现有这种手术显微镜是通过目镜观察的，其手术区显微视野较小，器械进入显微视野或者手术时器械越出显微视野时，手术便要在显微视野以外的盲区内进行，这将会给手术操作·带来极大的不便，严重时甚至会造成意外事故。
[0005]此外，由于现有这种手术显微镜是通过目镜观察，其手术区组织经常是通过目测其大小、边界进行确认的，没有量化指标，比如分离血管组织、肿瘤组织时容易因分辨不清而出现手术失误等情况。
[0006]由于现有这种手术显微镜是纯光学部件组成的，其不具备显示屏，为获取手术图像，就必须额外购置成像装置。这种需额外购置的成像装置不是用来手术中实时进行观察的，而是用来手术中拍照的。手术后根据成像装置所获取的图像再制作手术图谱，进而用来检讨和教学目的。因此，即使通过额外配置成像装置，其也无法解决手术过程中实时显微观察、对比等问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种体积小巧，便于移动，便于实时观察手术图像，并可自动变焦及存储手术图像的外科手术智能显微镜。[0008]为实现上述目的，本实用新型提供了 一种外科手术智能显微镜，其特征在于，该智能显微镜包括设有液晶显示屏的显微镜主机及用于摄取图像的显微镜头，所述显微镜头设于显微镜主机的与液晶显示屏相对的一侧，在所述显微镜主机内设有用于控制所述显微镜头实现数码变焦并将光信号转换成图像或视频信号进行存储和输出的控制装置。
[0009]所述控制装置包括光电转换单元、图像数据处理单元、数据存储单元、数据传输单元及电源单元；所述光电转换单元用于将所述显微镜头的光信号转换成数字信号，其与所述显微镜头连接；所述图像数据处理单元用于将所述数字信号处理成可进行高清视频图像输出的数据信号，其与所述光电转换单元连接；所述数据存储单元与所述图像数据处理单元连接，所述数据传输单元用于将数据信号传输至液晶显示屏和/或其他显示终端，其与所述数据存储单元及液晶显示屏连接；所述电源单元用于为所述控制装置提供工作电源，其分别与所述光电转换单元、图像数据处理单元、数据存储单元、数据传输单元连接。
[0010]所述显微镜头呈筒状，其前侧表面上设有若干沿其圆周间隔分布的具无影灯效果的LED灯，该LED灯为同轴定向冷光源，其与所述控制装置连接，所述LED灯在控制装置的控制下开启或关闭，并可实现照射亮度和角度的调节。
[0011]所述显微镜头为具手动控制对焦、眼睛控制对焦或动作控制对焦的可自动变焦的AF镜头，所述液晶显示屏为具有高清分辨率或视网膜分辨率的单点触控或多点触控的液晶触摸屏。所述液晶显示屏可根据需要而选择5?10寸大小的屏。由于该液晶显示屏为触摸屏，手术过程中可方便进行控制操作。
[0012]所述显微镜主机的外侧表面设有数据传输接口，该数据传输接口为USB接口、1394接口、网线接口或者SATA接口中的一种，该数据传输接口与所述数据传输单元连接，所述显微镜通过该数据传输接口而与其他显示终端有线连接。
[0013]所述光电转换单元为500万像素至4000万像素的CXD或CMOS。
[0014]所述数据存储单元为闪存、固态硬盘或机械微硬盘。
[0015]所述数据传输单元包括无线传输模块，该无线传输模块为蓝牙传输模块、wifi传输模块、3G传输模块或4G传输模块中的任意一种或多种的组合。
[0016]所述显微镜主机呈矩形，该显微镜主机的外侧表面设有控制按键，该控制按键与所述控制装置连接。
[0017]所述控制按键包括用于控制显微镜开启或关闭的显微镜开关键、调整图像及视野区域方向的方向键、调节所述LED灯亮度的亮度调节键、调节所述LED灯照射角度的角度调节键。
[0018]本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型通过将显微镜头集成到显微镜主机上，并在显微镜主机内设置可将光学信号转换成视频图像信号进行存储和输出的控制装置，从而可实现数码变焦、拍照录像、数据存储及数据传输等功能，并可使手术医师通过液晶显示屏实时观察手术过程，从而可解决手术过程中使用主副目镜所带来的不便的问题，并减轻手术医师的视觉疲劳，有利于提高手术效率并提高手术安全性。本实用新型的外科手术智能显微镜与现有手术显微镜相比，本实用新型的体积更小，便于携带和移动，可实时显示手术图像，并可自动对焦，从而可方便观察组织的大小、面积、边界、密度等，因而使用更方便也更安全。此外，通过本实用新型的显微镜拍摄手术显微图像，利用所拍摄的显微图像，还可进一步完成图像对照、比较、分析等应用，进而达到术中肿瘤、血管等边界的分辨和肿瘤性质的初步确定，从而可大大扩大使用范围。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型的结构框图。
[0021]其中，显微镜主机10、液晶显示屏11、控制按键12、数据传输接口 13、显微镜头20、LED灯21、控制装置30、光电转换单元31、图像数据处理单元32、数据存储单元33、数据传输单元34、电源单元35、其他显示终端40。
【【具体实施方式】】
[0022]下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。
[0023]如图1~图2所示，本实用新型的外科手术智能显微镜包括显微镜主机10、显微镜头20及控制装置30。
[0024]具体地说，如图1所示，所述显微镜头20用于光学成像，其为显微镜的光学放大显微部件。本实施例中，所述显微镜头20为5倍以上光学变焦的A F镜头，其具有多种光学变焦倍率及广度，能实现手动控制对焦、眼睛控制对焦或动作控制对焦。该显微镜头20设于所述显微镜主机10的一侧表面,其可通过公知的方式设于显微镜主机10上,如螺旋连接。该显微镜头20为筒状镜头，在其前侧表面上设有若干沿其圆周间隔分布的LED灯21，该LED灯21为同轴定向冷光源，可使手术照明更均匀，并可产生无影灯效果，且其热量低，可大大减少对手术操作 的影响。为满足不同条件的照明，所述LED灯21可设置成根据环境手动或自动调节亮度或角度。本实施例中，所述LED灯21可通过设于显微镜主机10上的亮度调节键及角度调节键手动调节亮度和角度。
[0025]如图1所示，所述显微镜主机10呈矩形，相比于现有手术显微镜，其体积更小巧，因而便于移动和携带。在该显微镜主机10的与显微镜头20相对的一侧设有液晶显示屏11。该液晶显示屏11用于手术时实时显示手术图像。为使手术图像显示更清晰，该液晶显示屏11可选用具有高清分辨率或视网膜以上分辨率的显示屏。此外，为便于手术时方便查看某些细节或对图像显示进行控制操作，该液晶显示屏11可选用触控反应灵敏的触摸屏，并可根据实际需要而选用单点触控或多点触控的触摸屏。由于本实用新型的液晶显示屏11为触摸屏，手术过程中可方便进行控制操作。在此硬件基础上，本领域的技术人员通过优化软件程序，便可量化观察物的大小、面积、边界、密度等，如通过图像对照、对比、分析等进一步应用而达到术中肿瘤、血管等边界的分辨及肿瘤性质的初步确定等，从而大大扩大本实用新型的应用范围。该液晶显示屏11可设置成任意形状，如正方形、长方形、圆形等。本实施例中，为使显示屏幕最大化，所述液晶显示屏11可设置成长方形，其大小与显微镜主机10的该侧表面相匹配。相比于现有手术显微镜，用液晶显示屏11显示手术图像比使用主副目镜观察，具有更广的手术视野，因而可大大提高手术操作的便利性，从而可保证手术的安全性。
[0026]为便于控制所述显微镜头20，并将显微镜头20的光学信号转换成视频图像信号进行输出显示，在所述显微镜主机10内设有控制装置30。如图2所示，所述控制装置30包括光电转换单元31、图像数据处理单元32、数据存储单元33、数据传输单元34及电源单元35。
[0027]所述光电转换单元31用于将所述显微镜头20的光信号转换成数字信号，其可选用公知的C⑶或CMOS。本实施例中，该光电转换单元31为500万像素至4000万像素的CCD，其具体像素要求视手术要求而定。所述显微镜头形成的放大光图像(或称光信号)经分光器投射到CCD的光敏区上，便可形成相应的数字信号。该光电转换单元31的输出端与所述图像数据处理单元32连接，用于将转换而成的数字信号输入给图像数据处理单元32，由图像数据处理单元32再对该信号进行处理，使之转换成可通过液晶显示屏11直观进行显示的图像信息。所述分光器是一种光学接口，用于导通光线，其可选用公知的分光器。
[0028]所述图像数据处理单元32用于将所述数字信号处理成可进行高清视频图像输出的数据信号，其与所述光电转换单元31连接。由于大手术时间一般较长，该图像数据处理单元32应能满足长时间连续工作的要求。所述图像数据处理单元32可由公知的D/A转换电路和高清TV解码电路组成。
[0029]所述数据存储单元33与所述图像数据处理单元32连接，其具有高速存储读取功能和较大储存空间。该数据存储单元33可为闪存、固态硬盘或机械微硬盘，本实施例中，该数据存储单元33为固态硬盘。
[0030]所述数据传输单元34用于将数据信号传输至液晶显示屏11和/或其他显示终端40，其与所述数据存储单元33及液晶显示屏11连接。在所述显微镜主机10上设有数据传输接口 13，该数据传输接口 13与所述数据传输单元34连接，所述显微镜通过该数据传输接口 13可与其他显示终端40连接，如电脑显示器，从而使得手术医师及其他医护人员不仅可以通过所述液晶显示屏11实时查看手术图像，还可以通过其他显示终端40查看，进而可解决手术过程中使用主副目镜所带来的不便的问题，减轻手术医师的视觉疲劳，最终可有利于提高手术效率并提高手术安全性。根据所需连接的其他显示终端40的类型，所述数据传输接口 13可设置成与之相匹配的USB接口、1394接口、网线接口或者SATA接口。此外，还可根据需要设置无线传输模块，利用蓝牙、wif1、3G或4G技术实现数据信号的传输，使应用场所更加不受限制。
[0031]所述电源单元35用于为所述控制装置30提供工作电源，其分别与所述光电转换单元31、图像数据处理单元32、数据存储单元33、数据传输单元34连接。本实施例中，该电源单元35为大容量的可充放电的锂电池。
[0032]为便于控制操作，在所述显微镜主机10的外侧表面设有控制按键12，该控制按键12与所述控制装置30连接。本实施例中，该控制按键12包括显微镜开关键、方向键、亮度调节键、角度调节键。所述显微镜开关键用于控制显微镜的关闭和启动。所述方向键用于调节手术图像的方向及调整观察区域。所述亮度调节键用于调节LED灯21的亮度，所述角度调节键用于调节所述LED灯21的照射角度。
[0033]藉此，本实用新型通过将显微镜头20集成到显微镜主机10上，并在显微镜主机10内设置可将光学信号转换成视频图像信号进行存储和输出的控制装置30，从而可实现数码变焦、拍照录像、数据存储及数据传输等功能，并可通过液晶显示屏11或其他显示终端40实时直观查看手术图像，从而可解决手术过程中使用主副目镜所带来的不便的问题，并减轻手术医师的视觉疲劳，有利于提高手术效率并提高手术安全性。使用时，可将本实用新型的外科手术智能显微镜放置在支架上，如三角支架或伸缩式移动支架，使其高度满足摄取手术图像的要求。相应的，根据支架的类型不同，可在所述显微镜主机10的外侧表面设置相应的连接口。至于所述显微镜主机10如何与支架连接，可因场地及使用需求而设置，本实施例不做具体介绍。
[0034]此外，通过调整显微镜头20的型号可使本实用新型的显微镜适用于各科室手术，如手足外科、骨科、眼科、口腔科、神经外科等领，其适用范围非常广泛。
[0035]尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属【技术领域】人员了解的相似或等同元件来替换。
【权利要求】
1.一种外科手术智能显微镜，其特征在于，该智能显微镜包括设有液晶显示屏(11)的显微镜主机(10)及用于摄取图像的显微镜头(20)，所述显微镜头(20)设于显微镜主机(10)的与液晶显示屏(11)相对的一侧，在所述显微镜主机(10)内设有用于控制所述显微镜头(20)实现数码变焦并将光信号转换成图像或视频信号进行存储和输出的控制装置(30)。
2.如权利要求1所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述控制装置(30)包括光电转换单元(31)、图像数据处理单元(32)、数据存储单元(33)、数据传输单元(34)及电源单元(35);所述光电转换单元(31)用于将所述显微镜头(20)的光信号转换成数字信号，其与所述显微镜头(20)连接；所述图像数据处理单元(32)用于将所述数字信号处理成可进行高清视频图像输出的数据信号，其与所述光电转换单元(31)连接；所述数据存储单元(33 )与所述图像数据处理单元(32 )连接，所述数据传输单元(34 )用于将数据信号传输至液晶显示屏(11)和/或其他显示终端(40)，其与所述数据存储单元(33)及液晶显示屏(11)连接；所述电源单元(35)用于为所述控制装置(30 )提供工作电源，其分别与所述光电转换单元(31)、图像数据处理单元(32)、数据存储单元(33)、数据传输单元(34)连接。
3.如权利要求2所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述显微镜头(20)呈筒状，其前侧表面上设有若干沿其圆周间隔分布的具无影灯效果的LED灯(21)，该LED灯(21)为同轴定向冷光源，其与所述控制装置(30 )连接，所述LED灯(21)在控制装置(30 )的控制下开启或关闭，并可实现照射亮度和角度的调节。
4.如权利要求3所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述显微镜头(20)为具手动控制对焦、眼睛控制对焦或动作控制对焦的可自动变焦的AF镜头,所述液晶显示屏(11)为具有高清分辨率或视网膜分辨率的单点触控或多点触控的液晶触摸屏。
5.如权利要求4所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述显微镜主机(10)的外侧表面设有数据传输接口( 13)，该数据传输接口( 13)为USB接口、1394接口、网线接口或者SATA接口中的一种，该数据传输接口( 13 )与所述数据传输单元(34 )连接，所述显微镜通过该数据传输接口( 13)而与其他显示终端(40)有线连接。
6.如权利要求5所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述光电转换单元(31)为500万像素至4000万像素的CXD或CMOS。
7.如权利要求6所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述数据存储单元(33)为闪存、固态硬盘或机械微硬盘。
8.如权利要求7所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述数据传输单元(34)包括无线传输模块，该无线传输模块为蓝牙传输模块、wifi传输模块、3G传输模块或4G传输模块中的任意一种或多种的组合。
9.如权利要求8所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述显微镜主机(10)呈矩形，该显微镜主机(10)的外侧表面设有控制按键(12)，该控制按键(12)与所述控制装置(30)连接。
10.如权利要求9所述的外科手术智能显微镜，其特征在于，所述控制按键(12)包括用于控制显微镜开启或关闭的显微镜开关键、调整图像及视野区域方向的方向键、调节所述LED灯(21)亮度的亮度调节键、调节所述LED灯(21)照射角度的角度调节键。
【文档编号】A61B19/00GK203645758SQ201320807275
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】张波 申请人:张波