TWI582462B - Lightweight 3D stereoscopic surgical microscope device - Google Patents

Description

輕量型3D立體手術顯微鏡裝置

本發明涉及一種手術顯微鏡裝置，尤指一種輕量型3D立體手術顯微鏡裝置。

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)雖可提供一3D立體影像供醫生開刀或治療使用，但現有3D立體手術顯微鏡裝置的機體龐大且笨重，當手術中欲對於現有3D立體手術顯微鏡裝置進行移動時，需要較大空間進行移動及操作，相對會影響手術操作的流暢性與效率；再者，現有3D立體手術顯微鏡裝置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，但是醫療技術除了可透過書本或知識進行傳承及教導，臨床操作的經驗傳承更為重要，但是局限於有限數量的接目鏡組，使得醫療的教學上無法同時且即時地讓多數人對於手術的情形進行觀察，僅能透過術後的影像進行 講解及說明，不僅無法提供即時的手術及人體內部器官或組織的影像，藉以提供一臨床的手術經驗，且可進行醫療教學的人數受到限制，使現有3D立體手術顯微鏡裝置的實用性受到限制，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體積大不易移動及操作，以及局限於接目鏡組數量，而無法對於多人進行醫療教學的不足及限制，本發明的主要目的在於提出一種輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其係透過精簡的結構配置方式，讓使用者可方便地於手術中進行移動及操作，且利用影像傳送的方式，可同時讓多人觀察所擷取的影像，而不再侷限於接目鏡組的數量，藉以提供一可方便使用且可提高醫療實用性的輕量型3D立體手術顯微鏡裝置。

為達到上述目的，本發明提供一輕量型3D立體手術顯微鏡裝置其係設有：一機體，該機體設有一輪座、一機殼及一主機，該機殼固設於該輪座頂部且朝上伸設，該主機設於該機殼內且具有一程式處理介面；一機械手臂組，該機械手臂組與該機體相結合且與該主機相電性連接並設有一基座、一橫向臂、一升降臂及一轉動臂，該基座與該機殼頂部相固設結合而位於該輪座上方，該橫向臂套設於該基座頂部而可相對該基座橫向樞轉，該升降臂與該橫向臂異於該基座的一端相樞設結合，該轉動臂樞設於該升降臂異於該橫向臂的一端；一影像組，該影像組與該機械手臂組結合且與該機體相電性連接並設有一外殼體、兩物鏡、一使用者顯示幕以及一輔助顯示幕，該外殼體與該轉動臂底部相固設結合，該兩物鏡間隔設於該外殼體內且朝下設置，該使用者顯示幕 設於該外殼體的一外表面且與該至少一物鏡及該主機相電性連接，該輔助顯示幕係與該主機及該至少一物鏡相電性連接而位於該機體的一側；以及一操作組，該操作組與該機械手臂組相結合且與該機體及該影像組相電性連接並設有兩操作桿，該兩操作桿與該轉動臂相結合而位於該使用者顯示幕的兩側。

進一步，該轉動臂於底部設有一呈U字型的結合框，該外殼體固設於該轉動臂結合框中，該兩操作桿與該轉動臂的結合框相結合。

再進一步，該外殼體於底部設有一開口，該兩物鏡設於該外殼體內且位於該外殼體的開口範圍中。

較佳的是，輪座具有數個呈放射狀設置的延伸臂，該輪座於各延伸臂的底部設有一輪體，使該輪座可透過各輪體而進行移動。

較佳的是，升降臂在與該橫向臂相結合的一端設有一角度樞紐器，使該升降臂可相對該橫向臂產生一縱向角度的移動，進而讓該升降臂異於該橫向臂的一端相對該機體產生縱向的升降移動。

較佳的是，該轉動臂在與該升降臂相結合的一端設有一轉向樞紐器，使該轉動臂可相對該升降臂轉動。

藉由上述的技術特徵，本發明係透過結合機體(程式設計及人機介面)、機械手臂組(機構)及影像組(光學、半導體元件)等技術，並且以顯示幕取代接目鏡組的方式，不僅讓醫生在臨床中進行手術或治療上有相當大的幫助，且在醫療教學上可同時且即時地讓多數人對於手術的情形進行觀察，不再局限於有限數量的接目鏡組，並且透過結構的精簡配置方式大幅縮小其整體體積及重量(體積可縮小至Leica ULT 500顯微鏡裝置的1/6)，讓使用者可方便地進行移動及靈活使用，相對提升手術操作的流暢性與效率，並且透過合成3D影像的方式，讓醫生能對於複雜且具有不同厚度的器官或組織進行開刀時，能更快 速且精準地進行手術行為，大幅提升輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的實用性，進而提供一可方便使用且可提高醫療實用性的輕量型3D立體手術顯微鏡裝置。

10‧‧‧機體

11‧‧‧輪座

111‧‧‧延伸臂

112‧‧‧輪體

12‧‧‧機殼

13‧‧‧主機

20‧‧‧機械手臂組

21‧‧‧基座

22‧‧‧橫向臂

23‧‧‧升降臂

231‧‧‧角度樞紐器

24‧‧‧轉動臂

241‧‧‧轉向樞紐器

242‧‧‧結合框

30‧‧‧影像組

31‧‧‧外殼體

32‧‧‧物鏡

33‧‧‧使用者顯示幕

34‧‧‧輔助顯示幕

40‧‧‧操作組

41‧‧‧操作桿

60‧‧‧待測物件

圖1是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的外觀立體圖。

圖2是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的再一立體外觀圖。

圖3是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的局部立體分解圖。

圖4是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的局部放大仰視圖。

圖5是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的方塊示意圖。

圖6是本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置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及2所示本發明輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，該輕量型3D立體手術顯微鏡裝置設有一機體10、一機械手臂組20、一影像組30及一操作組40，其中：該機體10設有一輪座11、一機殼12及一主機13，其中該輪座11具有數個呈放射狀設置的延伸臂111，該輪座11於各延伸臂111的底部設有一輪體112，使該輪座11可透過各輪體112而進行移動，該機殼12係為一呈長條狀的中空方形殼體，該機殼12係固設於該輪座11的頂部且朝上伸設，該主機13係設於該機殼12內且具有一程式處理介面。

該機械手臂組20係與該機體10相結合且設有一基座21、一橫向臂22、一升降臂23及一轉動臂24，該基座21係與該機殼12的頂部相固設結合而位於該輪座11的上方處，該橫向臂22係套設於該基座21的頂部而可相對該基座21橫向樞轉，該升降臂23係與該橫向臂22異於該基座21的一端相樞設結合，進一步，該升降臂23在與該橫向臂22相結合的一端設有一角度樞紐器231，使該升降臂23可相對該橫向臂22產生一縱向角度的移動，進而讓該升降臂23異於該橫向臂22的一端相對該機體10產生縱向的升降移動。

該轉動臂24樞設於該升降臂23異於該橫向臂22的一端，較佳的是，該轉動臂24在與該升降臂23相結合的一端設有一轉向樞紐器241，使該轉動臂24可相對該升降臂23轉動，進一步，請配合參看如圖3所示，該轉動臂24為一C字型框架，該轉動臂24於底部設有一呈U字型的結合框242，再進一步，請配合參看如圖5所示，該機械手臂組20係與該主機13相電性連接，使該主機13可傳送訊號至該機械手臂組20中，使該機械手臂組20的橫向臂22、升降臂23及轉動臂24可相對該機體10產生橫向樞轉、升降移動及轉動的作動。

請進一步配合參看如圖3及4所示，該影像組30與該機械手臂組20結合且與該機體10相電性連接，該影像組30設有一外殼體31、至少一物鏡32、一使用者顯示幕33以及一輔助顯示幕34，其中該外殼體31為一固設於該轉動臂24結合框242中的方形中空殼體，該外殼體31於底部設有一開口，該至少一物鏡32設於該外殼體31內且朝下設置並位於該外殼體31的開口範圍中，較佳的是，該影像組20於該外殼體31內設有兩間隔設置的物鏡32，且各物鏡32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)，該使用者顯示幕33設於該外殼體31的一外表面且與該主機13相電性連接，該輔助顯示幕34係與該主機13相電性連接而位於該機體10的一側。

該操作組40與該機械手臂組20相結合且與該機體10及該影像組30相電性連接，該操作組40設有兩操作桿41，該兩操作桿41與該轉動臂24的結合框242相結合而位於該影像組30的使用者顯示幕33的兩側，藉以讓使用者透過對於兩操作桿41操作，使該機械手臂組20可相對該機體10移動或轉動，並且使該影像組30的至少一物鏡32對於如人體或動物等的待測物件進行影像擷取，再經由該主機13的程式處理介面對於擷取的影像進行3D合成，進而於該使用者顯示幕33及該輔助顯示幕34呈現3D影像。

請配合參看如圖6所示，本發明於使用時主要係透過該輪座11，將該機體10移動至一待測物件60(如人體)的一側，讓位於該轉動臂24下方的影像組30之物鏡32移動至該待測物件60的上方處，並且透過對於兩操作桿41的操作，使該機械手臂組20的橫向臂22、升降臂23及轉動臂24產生樞轉、擺動及轉動，使該物鏡32能對準該待測物件60欲進行手術或治療的位置，並且透過該物鏡32對於該待測物件60進行影像擷取，且將所擷取到的影像傳送至該主機13中，透過該程式處理介面進行影像處理及合成，再將合成的3D影像傳送至該使用者顯示幕33及該輔助顯示幕34中，讓使用者及進行醫療教學的參與者皆可看到該3D影像。

藉由上述的技術特徵，本發明係透過結合機體10(程式設計及人機介面)、機械手臂組20(機構)及影像組30(光學、半導體元件)等技術，並且以顯示幕33、34取代接目鏡組的方式，不僅讓醫生在臨床中進行手術或治療上有相當大的幫助，且在醫療教學上可同時且即時地讓多數人對於手術的情形進行觀察，不再局限於有限數量的接目鏡組，並且透過結構的精簡配置方式大幅縮小其整體體積及重量(體積可縮小至Leica ULT 500顯微鏡裝置的1/6)，讓使用者可方便地進行移動及靈活使用，相對提升手術操作的流暢性與效率，並且透過合成3D影像的方式，讓醫生能對於複雜且具有不同厚度的器官或組織進行開刀 時，能更快速且精準地進行手術行為，大幅提升輕量型3D立體手術顯微鏡裝置的實用性，進而提供一可方便使用且可提高醫療實用性的輕量型3D立體手術顯微鏡裝置。

10‧‧‧機體

11‧‧‧輪座

111‧‧‧延伸臂

112‧‧‧輪體

12‧‧‧機殼

20‧‧‧機械手臂組

21‧‧‧基座

22‧‧‧橫向臂

23‧‧‧升降臂

231‧‧‧角度樞紐器

24‧‧‧轉動臂

241‧‧‧轉向樞紐器

242‧‧‧結合框

30‧‧‧影像組

33‧‧‧使用者顯示幕

34‧‧‧輔助顯示幕

40‧‧‧操作組

41‧‧‧操作桿

Claims (9)

1. 一種輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其係包含有：一機體，該機體設有一輪座、一機殼及一主機，該機殼固設於該輪座頂部且朝上伸設，該主機設於該機殼內且具有一程式處理介面；一機械手臂組，該機械手臂組與該機體相結合且與該主機相電性連接並設有一基座、一橫向臂、一升降臂及一轉動臂，該基座與該機殼頂部相固設結合而位於該輪座上方，該橫向臂套設於該基座頂部而可相對該基座橫向樞轉，該升降臂與該橫向臂異於該基座的一端相樞設結合，該轉動臂樞設於該升降臂異於該橫向臂的一端；一影像組，該影像組與該機械手臂組結合且與該機體相電性連接並設有一外殼體、兩物鏡、一使用者顯示幕以及一輔助顯示幕，該外殼體與該轉動臂底部相固設結合，該兩物鏡間隔設於該外殼體內且朝下設置，該使用者顯示幕設於該外殼體的一外表面且與該主機相電性連接，該輔助顯示幕係與該主機相電性連接而位於該機體的一側；以及一操作組，該操作組與該機械手臂組相結合且與該機體及該影像組相電性連接並設有兩操作桿，該兩操作桿與該轉動臂相結合而位於該使用者顯示幕的兩側。
2. 如請求項1所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該轉動臂於底部設有一呈U字型的結合框，該外殼體固設於該轉動臂結合框中，該兩操作桿與該轉動臂的結合框相結合。
3. 如請求項1或2所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該外殼體於底部設有一開口，該兩物鏡設於該外殼體內且位於該外殼體的開口範圍中。
4. 如請求項3所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該輪座具有數個呈放射狀設置的延伸臂，該輪座於各延伸臂的底部設有一輪體，使該輪座可透過各輪體而進行移動。
5. 如請求項4所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該升降臂在與該橫向臂相結合的一端設有一角度樞紐器，使該升降臂可相對該橫向臂產生一縱向角度的移動，進而讓該升降臂異於該橫向臂的一端相對該機體產生縱向的升降移動。
6. 如請求項5所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該轉動臂在與該升降臂相結合的一端設有一轉向樞紐器，使該轉動臂可相對該升降臂轉動。
7. 如請求項1或2所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該輪座具有數個呈放射狀設置的延伸臂，該輪座於各延伸臂的底部設有一輪體，使該輪座可透過各輪體而進行移動。
8. 如請求項1或2所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該升降臂在與該橫向臂相結合的一端設有一角度樞紐器，使該升降臂可相對該橫向臂產生一縱向角度的移動，進而讓該升降臂異於該橫向臂的一端相對該機體產生縱向的升降移動。
9. 如請求項1或2所述之輕量型3D立體手術顯微鏡裝置，其中該轉動臂在與該升降臂相結合的一端設有一轉向樞紐器，使該轉動臂可相對該升降臂轉動。