CN102525397A - 带反射镜的关节内窥镜 - Google Patents

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CN102525397A CN2011102776719A CN201110277671A CN102525397A CN 102525397 A CN102525397 A CN 102525397A CN 2011102776719 A CN2011102776719 A CN 2011102776719A CN 201110277671 A CN201110277671 A CN 201110277671A CN 102525397 A CN102525397 A CN 102525397A
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Abstract

本发明公开涉及一种手术器械,包括细长管状构件,所述细长管状构件限定纵轴线并具有贯穿其的内腔。光源布置在所述细长管状构件内。所述光源被配置为从所述细长管状构件的远端发出光线。反射镜组件连接至所述细长管状构件的远端。所述反射镜组件能够在收回位置和伸出位置之间运动。在所述收回位置,所述反射镜组件定位成临近所述细长管状构件的外表面。在所述伸出位置,所述反射镜组件从所述细长管状构件向远侧伸出以重新定向所述光源发出的光线。本发明还涉及一种带反射镜的关节内窥镜。

Description

带反射镜的关节内窥镜
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年11月3日提交的序列号为61/409,574的美国临时专利申请的权益和优先权,所述申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及手术器械,尤其涉及用于在关节间隙内提供更好观察效果的带反射镜的关节内窥镜式相机(mirrored arthroscopic camera)。
背景技术
内窥镜手术操作是微创手术操作,在该操作中,通过使用经身体上小进入开口***的细长器械而在体内进行操作。作为内窥镜手术操作的一种,关节内窥镜手术操作是在关节内部即关节间隙中进行的微创手术操作。
与开放式手术操作比较,由于微创手术操作具有恢复时间快和住院时间短的优点,微创手术操作是理想的,例如关节内窥镜手术操作。此外,微创手术操作还具有疤痕小(包括内部和外部)以及在恢复期间减少患者不适的优点。不过,由于身体上的进入开口的内部尺寸必需小,因此,只有细长的小直径器械可用于进入内部关节间隙。
例如,在关节内窥镜手术操作期间,通过小切口将关节内窥镜***关节内部,关节内窥镜是细长管状器械,允许外科医生照明和观察关节间隙。可进一步想到,关节内窥镜的可操作性受限于关节间隙的尺寸以及身体上进入开口的尺寸。这样,由于关节内窥镜手术操作的空间限制,在关节内部操作关节内窥镜照明和观察关节间隙的能力是有限的。
发明内容
根据本公开的一个实施例,提供了一种手术器械。所述手术器械包括细长管状构件,所述细长管状构件限定纵轴线并具有贯穿其的内腔。光源布置在所述细长管状构件内并定位于其远端。所述光源被配置为从所述细长管状构件的远端向远侧发出光线。反射镜(mirror)组件朝向细长管状构件的远端连接至所述细长管状构件的外表面。所述反射镜组件可以在收回位置和伸出位置之间运动。在所述收回位置,所述反射镜组件定位成临近所述细长管状构件的外表面。在所述伸出位置,所述反射镜组件从所述细长管状构件向远侧伸出以重新定向所述光源发出的光线。
在一个实施例中,所述光源是延伸穿过所述细长管状构件的光纤束。所述光纤束的照明远侧尖端被配置为从所述细长管状构件的远端向远侧发出光线。所述光纤电缆采集图像并将该图像从所述细长管状构件的远端传输至远程视频显示器以使所述图像显示为视频图像。
在另一个实施例中,所述光源是发光二极管(LED)。在此实施例中,相机可以布置在所述细长管状构件内并定位于其远端。所述相机被配置为采集图像并将该图像从所述细长管状构件的远端传输至远程视频显示器以使所述图像显示为视频图像。
在再一个实施例中,所述反射镜组件包括支撑臂、基座和反射镜。所述支撑臂在其一端固定接合至基座并从所述基座伸出。所述反射镜在所述支撑臂的另一端与支撑臂以铰接方式接合,使得所述反射镜可以相对于所述支撑臂倾斜,从而径向偏离所述细长管状构件的纵轴线重新定向光线。所述反射镜可以倾斜以将光线重新定向为相对于所述纵轴线成如下角度:沿远侧和近侧方向中的每个从大约零度到大约90度。另外,所述反射镜组件的所述反射镜可以限定凸面、凹面或大致平面的镜面。
所述反射镜相对于所述支撑臂的铰接(倾斜)可以是机械或电气控制的。进一步,所述反射镜组件可以与所述细长管状构件是一体的,或者以可拆卸方式连接至所述细长管状构件。
在另一个实施例中,所述反射镜组件可以纵向平移,例如,在所述收回位置和所述伸出位置之间沿布置在所述细长管状构件的外表面上的轨道纵向平移。所述反射镜组件在所述收回位置和所述伸出位置之间的平移可以是机械或电气控制的。
在又一个实施例中,所述细长管状构件可以由刚性或半刚性材料制造。
根据本公开的另一个实施例,提供了一种联接至关节内窥镜式相机的反射镜组件。所述反射镜组件包括以可拆卸方式与关节内窥镜式相机的外表面接合的基座。支撑臂的第一端与所述基座固定接合,其第二端以铰接方式连接至反射镜。所述支撑臂被配置为伸出得超过所述关节内窥镜式相机的远端。所述反射镜可以相对于所述支撑臂铰接(hingeable),进而相对于所述关节内窥镜式相机铰接,从而可以重新定向进/出所述相机的远端的光线以限定所述相机的观察方向。
在一个实施例中,所述反射镜可以相对于所述关节内窥镜式相机铰接,以将所述相机的观察方向限定为偏离相机的纵轴线如下角度:相对于所述纵轴线沿远侧和近侧方向中的每个从大约零度到大约90度。
在再一个实施例中,所述支撑臂可以在收回位置和伸出位置之间运动。在所述收回位置,所述反射镜定位成临近所述关节内窥镜式相机的远端。在所述伸出位置,所述反射镜伸出得超过所述关节内窥镜式相机的远端。
在另一个实施例中,控制线(一条或多条)在所述支撑臂的第一端与支撑臂连接。所述控制线被配置为沿着(或穿过)所述关节内窥镜式相机延伸,最终连接至用于远程控制所述反射镜相对于所述支撑臂铰接的控制构件。所述支撑臂从所述收回位置到所述伸出位置的平移也可以通过所述控制构件(经由所述控制线)进行远程控制。此外,所述反射镜相对于所述支撑臂的铰接和/或所述支撑臂的伸出/收回可以是电气或机械控制的。
附图说明
下面将参照附图说明本公开的手术器械的各个实施例,其中:
图1是根据本公开的包含反射镜组件的关节内窥镜式相机的侧剖视图,示出了处于收回位置的反射镜组件;
图2是图1的关节内窥镜式相机的侧剖视图,示出了处于伸出位置的反射镜组件;
图3是图1的关节内窥镜式相机的立体图,示出了在第一位置反射镜组件的反射镜相对于反射镜组件的支撑臂倾斜;
图4是图1的关节内窥镜式相机的立体图,示出了在第二位置反射镜相对于支撑臂倾斜;
图5是图1的关节内窥镜式相机的侧剖视图,示出了通过组织上的开口布置的关节内窥镜式相机,其中反射镜布置在一个位置;
图6是图1的关节内窥镜式相机的侧剖视图,示出了通过组织上的开口布置的关节内窥镜式相机,其中反射镜布置在另一个位置。
具体实施方式
现在参照图1至图4,示出了用于内窥镜尤其是关节内窥镜手术操作的手术相机,其通常用附图标记l0表示。关节内窥镜式相机或关节内窥镜(arthroscope)10包括细长管状构件12,细长管状构件12限定纵轴线“X”并具有贯穿其的内腔14。细长管状构件12被配置为将关节内窥镜10的内部工作部件容纳在其中。反射镜组件100在细长管状构件12的外表面18上连接至细长管状构件12的远端16,并可以相对于细长管状构件12在收回位置和伸出位置之间运动。
可以构想,细长管状构件12由刚性或半刚性材料制造,以保护关节内窥镜10的内部部件,并方便关节内窥镜10***手术部位,如关节间隙。此外,也可以构想,细长管状构件12和/或反射镜组件100由生物相容性材料制造,以减少与患者的组织接触时患者出现不良反应。
如图1至图4所示,反射镜组件100包括基座110、支撑臂120和反射镜130。反射镜组件100可以沿着布置在细长管状构件12的外表面18上并沿外表面18向远端16纵向延伸的轨道20、相对于细长管状构件12纵向平移。更具体地,基座110接合在轨道20内并可以沿轨道20平移,以使反射镜组件100在缩回位置和伸出位置之间运动,其中在所述缩回位置,反射镜组件100的基座110定位于轨道20的近端22,以使反射镜130定位成临近细长管状构件12的外表面18(图1);在所述伸出位置,反射镜组件100的基座110平移到轨道20的远端24,以使反射镜130从细长管状构件12的远端16向远侧伸出(图2)。
继续参照图1至图4,支撑臂120的第一端122与基座110固定接合,其第二端124与反射镜130以铰接方式连接。反射镜130可以通过任何适合的方式与支撑臂120以铰接方式连接,例如销-孔接合132,以使反射镜130可以相对于支撑臂120倾斜。可以构想,反射镜130可以相对于支撑臂120倾斜,从大约零(0)度——即反射镜130与支撑臂120基本平行,到至少大约90度——即反射镜130与支撑臂120基本垂直,但是也可以构想,反射镜130可以相对于支撑臂120倾斜高达大约180度。还可以构想,反射镜130可以通过球窝机构(未示出)相对于支撑臂120倾斜,以允许反射镜130相对于支撑臂120沿更多方向倾斜。
反射镜130包括镜面134和背面136,反射镜130配置为当反射镜组件100平移到所述伸出位置时,镜面134向远侧伸出得超过细长管状构件12。可以理解的是,反射镜130与支撑臂120的倾斜类似于相对于细长管状构件12倾斜反射镜130的镜面134,以重新定向从细长管状构件12的远端16发出的光线,下面将参照图3和图4详细说明。此外,反射镜130的镜面134可以为凸面、凹面、大致平面或构造为利于进/出细长管状构件12的远端16的光线重新定向。
如图1至图2所示,控制线30(一条或多条)可以延伸穿过细长管状构件12,控制线30的第一端32连接至反射镜组件100,从而遥控反射镜组件100在所述收回位置和所述伸出位置之间的平移和/或相对于支撑臂120倾斜反射镜130。相应地,控制线30的第二端(未示出)可以连接至控制构件(未示出),从而以机械或电气方式控制反射镜组件100和/或反射镜130的位置。例如,可以使用控制杆或其他控制构件(未示出)选择性地张紧控制线30,从而以机械方式定位反射镜组件100和/或反射镜130。或者,可以设置触发器或开关(未示出),在其致动时通过控制线30传输电气信号以选择性地定位反射镜组件100和/或反射镜130。此外,所述控制构件(未示出)可以是无线式的,因而能够与布置在细长管状构件12的近端并连接至控制线30的天线(未示出)进行无线通信,从而以电气方式控制反射镜组件100和/或反射镜130的运动。
在一些实施例中,反射镜组件100可以以可拆卸方式安装在关节内窥镜式相机上,如关节内窥镜10上。在这些实施例中,支撑臂120的第一端122可以接合在沿基座110纵向延伸的轨道(未示出)中并可以沿轨道平移,而不是基座110沿细长管状构件12内限定的轨道20平移。在操作中,可拆卸的反射镜组件(未示出)的功能与上文所述固定或一体式反射镜组件100基本相同,主要区别在于可拆卸的反射镜组件(未示出)是以可拆卸方式连接至关节内窥镜式相机或内窥镜相机,如关节内窥镜10,而反射镜组件100与关节内窥镜10是一体的。因此,可拆卸的反射镜组件(未示出)同样可以在收回位置和伸出位置之间运动。在所述收回位置,支撑臂120的第一端122布置在基座110内限定的轨道的近端,对应地,支撑臂120和反射镜130定位成临近细长管状构件12。在所述伸出位置,其中支撑臂120的第一端122已经平移到基座110内限定的轨道的远端,支撑臂120的至少一部分进而反射镜130从细长管状构件12的远端16向远侧伸出。
另外,在所述反射镜组件以可拆卸方式安装到关节内窥镜10上的实施例中,基座110可以配置为搭扣连接、夹接或以其他方式可拆卸地接合关节内窥镜10的细长管状构件12的外表面18。此外,基座110还可以被定尺寸为接合特定关节内窥镜,如具有特定结构的关节内窥镜镜10,或者,基座110还可以被定尺寸为接合直径和/或构造不同的关节内窥镜。
与前述一体式反射镜组件100相似,可拆卸反射镜组件(未明确示出)在所述收回位置和所述伸出位置之间的平移或延伸可以远程控制。相应地,电导线或电线30’(图3至图4)可以连接至所述可拆卸反射镜组件。可以构想,电线30’(图3至图4)具有足够的长度以沿关节内窥镜10的外表面18延伸,从而与位于远距离的控制构件(未示出)通信。电线30’(图3至图4)可以夹接至或以其他可拆卸方式固定至细长管状构件12,以防止钩在组织上或影响关节内窥镜10从组织上的开口***和/或取出。或者,所述可拆卸反射镜组件可以包括布置在其上的天线(未示出),所述天线被配置为与所述位于远距离的控制构件(未示出)进行无线通信。因此,在任一实施例中,反射镜组件100和/或所述可拆卸反射镜组件(未示出)的反射镜130的位置可以由位于远距离的控制构件(未示出)控制。
继续参照图1至图2,如前所述,关节内窥镜10包括细长管状构件12,细长管状构件12具有贯穿其的内腔14。光源40在细长管状构件12的远端16处定位于细长管状构件12的内腔14内。光源40被配置为发出光线(如箭头42示意性图示)或照明关节内窥镜10的视野。更具体地,光源40被配置为从细长管状构件12的远端16沿纵轴线“X”向远侧导向光线42。光源40可以是光纤束的照明尖端、发光二极管(LED)或任何其他合适的发光机构。
传输部件50(如相机)或所述光纤束连接至细长管状构件12的远端16,并穿过细长管状构件12的内腔14向近侧延伸。传输部件50被配置为接收光学图像(如手术部位的图像),并通过细长管状构件12传输图像(如虚线52示意性图示)(图像如在所述光纤束内)到远程外部视频显示监视器(未示出),。传输部件50可以在关节内窥镜10的近端连接至天线(未示出)从而以无线方式传输图像到所述视频显示器(未示出),或者可选地连接至电缆(未示出)从而以有线方式传输图像到所述视频显示器(未示出)。因此,在任一配置中,所述视频显示器(未示出)提供照明手术部位的视频图像。
可以理解的是,光源40照明上述视野,从而允许传输部件50接收光学图像并传输图像到所述视频显示器(未示出)。因而,位于体内(如关节间隙内)的关节内窥镜10的视野限于光源40照明的区域。如前所述,关节内窥镜10的所述光源10被配置为从细长管状构件12的远端16沿纵轴线“X”向远侧导向光线42。因此,至少最初时,关节内窥镜10的视野即传输到所述视频显示器的图像限于从关节内窥镜10的远端16向远侧沿轴向延伸的照明区域,即关节内窥镜10的远端16正前面的区域。
带反射镜的关节内窥镜10即关节内窥镜式相机10可包括一体式反射镜组件100或关节内窥镜式相机在其上布置有可拆卸的反射镜组件,现在将参照图5至图6说明关节内窥镜10的操作。
最初,反射镜组件100布置在收回位置(图1),从而反射镜130定位成临近细长管状构件12的外表面18。可以构想,当处于收回位置(图1)时,反射镜130基本对准(align)反射镜组件100,更特别地,基本对准反射镜组件100的支撑臂120,从而反射镜组件100从细长管状构件12沿径向向外突出最小距离,即使得包括反射镜组件100的关节内窥镜10限定最小直径。可以理解的是,在反射镜组件100定位成临近细长管状构件12并从其最小程度突出的情况下,关节内窥镜10的宽度基本不会受到布置在细长管状构件12的外表面18上的反射镜组件100的存在的影响。
当关节内窥镜10的反射镜组件100处于收回位置时,如前所述,关节内窥镜10可以通过组织上的开口***体内间隙,如关节间隙。细长管状构件12的刚性有助于在关节间隙内定位关节内窥镜10的远端16,同时保护关节内窥镜10的内部部件,如光源40和传输部件50。
如图5至图6所示,一旦关节内窥镜10的远端16定位于关节间隙内,关节内窥镜10的内部部件(如所述光纤束,或LED和相机)会被激活以提供关节间隙的视频图像。但是,如前所述,此时关节内窥镜10的视野限于从关节内窥镜10沿纵轴线“X”向远侧延伸的照明区域。不幸地,在关节间隙内操控关节内窥镜10以更好地观察关节间隙内的缺陷或其他状况时,可能导致周围组织损伤或受到关节间隙的和/或组织上小开口的空间限制而无法实现。即使组织损伤不是问题,使关节内窥镜10做关节式运动和/或操控关节内窥镜10也只能提供稍大但仍然有限的观察方向范围,尤其是要观察的缺陷或其他状况位于相对于纵轴线“X”的倾斜角接近或大于90度时。
相应地,为了更好地观察关节间隙,反射镜组件100可以运动到所述伸出位置以重新定向从关节内窥镜10的远端16发出的光线42。例如,反射镜组件100的基座110可以沿轨道20从轨道的近端22(图2)平移到轨道的远端24(图1),从而支撑臂120的至少一部分和反射镜130向远侧伸出得超过关节内窥镜10的细长管状构件12的远端16。在反射镜组件100可以从细长管状构件12拆下的实施例中,支撑臂120可以沿基座110内限定的所述轨道(未示出)平移,同样可以使支撑臂120和反射镜130向远侧伸出得超过细长管状构件12的远端16。如前所述,通过操控所述外部控制构件(未示出)以机械或电气方式伸出反射镜组件100,可以实现反射镜组件100从所述收回位置到所述伸出位置的平移。
如前所述,在所述伸出位置,如图5和图6所示,反射镜130的镜面134从细长管状构件12的远端16向远侧伸出。从此位置,反射镜130可以相对于支撑臂120倾斜,从大约零度——即反射镜130与纵轴线“X”基本平行,到至少90度——即反射镜130与纵轴线“X”基本垂直。可以理解的是,当反射镜130与纵轴线“X”基本平行时,从细长管状构件12的远端16发出的光线42不会受到干扰。然而,当反射镜130倾斜时,从细长管状构件12发出的光线42被反射镜130的镜面134反射并重新定向成偏离纵轴线“X”。所述控制构件(未示出)可用于以机械和/或电气方式操控反射镜130相对于纵轴线“X”的位置。
更特别地,使用者可以倾斜反射镜130,如通过所述控制构件(未示出)和控制线30、30’(一条或多条),以更完整地观察手术部位,如关节间隙。例如,使用者可以使反射镜130相对于纵轴线“X”倾斜较小角度,从而朝远侧但是偏离轴向地重新定向光线40,如图6所示。或者,使用者可以使反射镜130相对于纵轴线“X”倾斜较大角度,从而朝基本相反方向或近侧方向重新定向光线,如图5所示。此外,还可以围绕纵轴线“X”旋转关节内窥镜10,如图6所示,以限定甚至更多观察方向。因此,可以理解的是,反射镜130可以相对于支撑臂120倾斜和/或关节内窥镜10可以围绕其纵轴线“X”旋转,以提供关节间隙的360度视图,而无需操纵细长管状构件12偏离轴线。该特征是非常有益的,因为使关节内窥镜10偏离轴线或径向平移和/或倾斜可能导致组织损伤和/或由于关节间隙的空间限制而变得不实用。此外,无需平移关节内窥镜10即可获得手术部位的360度视图的能力是非常有益的,因为关节内窥镜10可以相对于组织上的开口基本垂直地***,即关节内窥镜10无需倾斜以获得更好的观察位置,从而减少所需的切口直径。而且,由于带反射镜的关节内窥镜10的配置,可提供此360度视野而不会出现广角镜头的图像失真。
当手术操作完成时,在从关节间隙中取出关节内窥镜10之前,使反射镜组件100返回到所述收回位置,如通过所述控制构件(未示出)。然后,可以从组织上的开口中取出具有最小直径的关节内窥镜10。
可以构想,反射镜组件100及关节内窥镜10可以进行消毒,以重复使用包括一体式反射镜组件100的关节内窥镜10。另一方面,在反射镜组件100可从关节内窥镜10拆下的实施例中,反射镜组件100可以为一次性的。换言之,反射镜组件100可以在一次使用后丢弃,然后为用于随后手术操作的关节内窥镜10设置(如夹接)新的反射镜组件100。
根据前述内容并参照各个附图,本领域的技术人员能够认识到对本公开的某些修改,而不偏离本公开的范围。在附图中已经示出了本公开的许多实施例,这些实施例不应被视为对本公开范围的限制,本公开应该在本技术领域允许的范围内做广义理解,说明书内容也应该以此方式理解。因此,上述说明不应被理解为对本发明的限制,而只能理解为特定实施例的示例。本领域的技术人员在权利要求的范围和精神之内可以设计其他修改方案。

Claims (17)

1.一种手术器械,包括:
细长管状构件,其限定纵轴线并具有贯穿其的内腔;
光源,其布置在所述细长管状构件内,并被配置为从所述细长管状构件的远端发出光线;
反射镜组件,其连接至所述细长管状构件的远端,所述反射镜组件能够在收回位置和伸出位置之间运动,在所述收回位置,所述反射镜组件定位成临近所述细长管状构件的外表面,在所述伸出位置,所述反射镜组件从所述细长管状构件向远侧伸出以重新定向所述光源发出的光线。
2.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述光源包括延伸穿过所述细长管状构件的光纤束,所述光纤束被配置为采集图像并将所述图像从所述细长管状构件的远端传输至远程视频显示器以使所述图像显示为视频图像。
3.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述光源是发光二极管(LED)。
4.根据权利要求1所述的手术器械,进一步包括相机,所述相机被布置在所述细长管状构件内,并被配置为采集图像并将所述图像从所述细长管状构件的远端传输至远程视频显示器以使所述图像显示为视频图像。
5.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述反射镜组件包括基座,支撑臂从所述基座伸出,反射镜以铰接方式接合至所述支撑臂的一端,所述反射镜能够相对于所述支撑臂铰接以将所述光源发出的光线重新定向为径向偏离所述细长管状构件的纵轴线如下角度:沿远侧和近侧方向中的每个从大约零度到大约90度。
6.根据权利要求5所述的手术器械,其中,所述反射镜相对于基座的铰接是机械控制的或电气控制的。
7.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述反射镜组件以可拆卸方式连接至所述细长管状构件的远端。
8.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述反射镜组件能够沿布置在所述细长管状构件的外表面上的轨道纵向平移。
9.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述细长管状构件由刚性材料制造。
10.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述反射镜组件包括具有凹面或凸面镜面的反射镜。
11.根据权利要求1所述的手术器械,其中,所述反射镜组件在所述收回位置和所述伸出位置之间的运动是机械控制的或电气控制的。
12.一种联接至关节内窥镜式相机的反射镜组件,所述反射镜组件包括:
基座,其以可拆卸方式与关节内窥镜式相机的远端接合;以及
支撑臂,其第一端固定接合至所述基座,其第二端以铰接方式连接至反射镜,所述支撑臂被配置为伸出得超过所述关节内窥镜式相机的远端,以使所述反射镜能够相对于所述关节内窥镜式相机铰接以限定所述相机的观察方向。
13.根据权利要求12所述的反射镜组件,其中,所述反射镜能够相对于所述关节内窥镜式相机铰接以将所述相机的观察方向限定为偏离相机的纵轴线如下角度:沿远侧和近侧方向中的每个从大约零度到大约90度。
14.根据权利要求12所述的反射镜组件,其中,所述支撑臂能够在收回位置和伸出位置之间运动,在所述收回位置,所述反射镜定位成临近所述关节内窥镜式相机的远端,在所述伸出位置,所述反射镜伸出得超过所述关节内窥镜式相机的远端。
15.根据权利要求12所述的反射镜组件,进一步包括控制线,所述控制线的第一端连接至所述反射镜组件,所述控制线被配置为其第二端连接至用于远程控制所述反射镜相对于所述支撑臂铰接的控制构件。
16.根据权利要求12所述的反射镜组件,其中,所述反射镜相对于所述支撑臂的铰接是机械控制的或电气控制的。
17.根据权利要求12所述的反射镜组件,其中,所述反射镜包括凹面或凸面镜面。
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