需要3至5個(gè)套管。
【附圖說明】
[0029]參照所附的附圖純示例性地闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0030]圖1示出3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中的常規(guī)的內(nèi)窺鏡的示意圖，所述3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡上，所述根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡與外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的可視化單元和圖像處理單元連接，和
[0031]圖2示出3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)與外部連接的光源的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性的子視圖，所述光源設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡上，和
[0032]圖3示出3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式的示意性的子視圖，所述3D攝像機(jī)可借助于數(shù)量減少的機(jī)械的調(diào)節(jié)元件實(shí)現(xiàn)，所述調(diào)節(jié)元件設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡上，和
[0033]圖4示出外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中的可視化解決方案的使用的示意性的總視圖，所述外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)使用于微創(chuàng)外科手術(shù)例如腹腔鏡檢查中。
【具體實(shí)施方式】
[0034]接下來參考附圖描述本發(fā)明:
[0035]圖1示出集成到內(nèi)窺鏡中的根據(jù)本發(fā)明的多攝像機(jī)系統(tǒng)。經(jīng)由套管I穿過身體組織2穿引并從而進(jìn)入患者體內(nèi)。用于2D概覽攝像機(jī)的附加載體3通過套管I被引入到身體中。附加載體3設(shè)計(jì)為，該附加載體能夠?qū)崿F(xiàn)管狀穿引用于3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的、桿狀地設(shè)計(jì)的其它主載體4。替選地，管狀穿引也可以用于外科手術(shù)器械。在附加載體3上經(jīng)由接頭6固定攝像機(jī)架5，使得該攝像機(jī)架在穿過套管I穿引之后可以通過樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)7相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線翻轉(zhuǎn)基本上90°。攝像機(jī)架5承載附加圖像傳感器，所述附加圖像傳感器由圖像傳感器9和廣角光學(xué)裝置成像光學(xué)裝置8構(gòu)成。為了照亮對(duì)象視場，攝像機(jī)架5此外配備有附加照明單元，所述附加照明單元由光源11和相應(yīng)的廣角成像光學(xué)裝置10構(gòu)成。該廣角成像光學(xué)裝置10設(shè)計(jì)為，使得由圖像傳感器9和與其連接的廣角成像光學(xué)裝置9捕獲的整個(gè)對(duì)象視場被照亮。攝像機(jī)架5與附加圖像傳感器和附加照明單元一起形成2D概覽攝像機(jī)用于產(chǎn)生2D概覽圖像。優(yōu)選地，圖像傳感器9被構(gòu)建為分辨率為1920X 1080個(gè)或者更高的像素的CCD傳感器或者CMOS傳感器。
[0036]所拍攝的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)路線23被輸送給處理單元25，所述處理單元處理用于顯示的圖像數(shù)據(jù)并且經(jīng)由另一個(gè)數(shù)據(jù)路線26輸送給可視化單元27?？梢暬瘑卧?7不僅能夠顯示2D圖像數(shù)據(jù)而且能夠顯示3D圖像數(shù)據(jù)，例如分開地顯示，然而也能夠組合地以唯一的圖像或者唯一的圖像序列顯示。對(duì)應(yīng)怎樣顯示哪些圖像數(shù)據(jù)的控制通過控制單元32根據(jù)手術(shù)醫(yī)生或者外科醫(yī)生的期望進(jìn)行。
[0037]在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的主載體4的端部上存在2個(gè)攝像機(jī)模塊或者兩個(gè)圖像拍攝裝置12a、13a、14a、12b、13b、14b，尤其是各由兩個(gè)安裝在2個(gè)攝像機(jī)架12a和12b上的成像光學(xué)裝置14a和14b構(gòu)成。攝像機(jī)架12a和12b經(jīng)由形成樞轉(zhuǎn)軸線的接頭17a和17b與主載體4連接，使得在引入體內(nèi)之后這些攝像機(jī)架能夠相對(duì)于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線沿著樞轉(zhuǎn)方向18a或18b翻轉(zhuǎn)90°。為了照明對(duì)象視場，在主載體4的也固定有可翻轉(zhuǎn)的攝像機(jī)架12a和12b的端部上安裝有照明單元，所述照明單元由光源15和成像光學(xué)裝置16構(gòu)成。攝像機(jī)架12a和12b此外承載圖像拍攝器，所述圖像拍攝器由圖像傳感器13a和13b以及成像光學(xué)裝置14a和14b構(gòu)成。這兩個(gè)圖像拍攝裝置12a、13a、14a、12b、13b、14b共同形成3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)。
[0038]由光源15和成像光學(xué)裝置16構(gòu)成的照明單元優(yōu)選可以構(gòu)成為直接的LED光源，即設(shè)計(jì)為LED的放射角結(jié)合適當(dāng)?shù)某上窆鈱W(xué)裝置16被選擇為，使得由這兩個(gè)圖像傳感器13a和13b以及與其連接的成像光學(xué)裝置14a和14b成像的對(duì)象視場完全地被照亮。在一個(gè)改型的實(shí)施方式中，近端上的照明單元也僅由成像光學(xué)裝置16構(gòu)成。光源30因此設(shè)置在主載體4外部并且從而設(shè)置在患者體外。給光源30的控制指令從處理單元25處經(jīng)由數(shù)據(jù)路線31發(fā)送。隨后，光本身經(jīng)由光導(dǎo)體耦合輸入到適當(dāng)?shù)墓鈱?dǎo)機(jī)構(gòu)28中。該光導(dǎo)機(jī)構(gòu)28例如優(yōu)選構(gòu)成為光導(dǎo)纖維束并且將耦合輸入的光引導(dǎo)至成像光學(xué)裝置16。在另一個(gè)實(shí)施方式中，光導(dǎo)機(jī)構(gòu)28也可以通過適當(dāng)?shù)臈U形光學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)。
[0039]在另一個(gè)實(shí)施方式中(圖3)，在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的主載體4的端部上存在攝像機(jī)架12c，所述攝像機(jī)架承載兩個(gè)圖像拍攝裝置13a、14a、13b、14b，所述圖像拍攝裝置尤其各由兩個(gè)安裝在攝像機(jī)架12c上的成像光學(xué)裝置14a和14b構(gòu)成。與成像光學(xué)裝置16連接的光源15在這種設(shè)置中居中地設(shè)置在同樣位于攝像機(jī)架12c上的這兩個(gè)圖像拍攝裝置13a、14a、13b、14b之間。攝像機(jī)架12c經(jīng)由形成樞轉(zhuǎn)軸線的接頭17c與主載體4連接，使得在引入到身體中之后該攝像機(jī)架能夠相對(duì)于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線在樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)18c中翻轉(zhuǎn)90°。
[0040]附加地，接頭17c構(gòu)成為，使得攝像機(jī)架12c能夠圍繞正交于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線21的旋轉(zhuǎn)軸線19沿著方向20樞轉(zhuǎn)至少+/-90°。
[0041]所拍攝的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)路線24輸送給處理單元25，所述處理單元處理3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)的圖像數(shù)據(jù)用于立體顯示并且經(jīng)由數(shù)據(jù)路線26輸送給可視化單元27?？梢暬瘑卧?7不僅可以顯示2D圖像數(shù)據(jù)而且可以顯示3D圖像數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)如何示出哪些圖像數(shù)據(jù)的控制通過處理單元25進(jìn)行。
[0042]圖2圖解說明3D細(xì)節(jié)攝像機(jī)關(guān)于旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。接頭17a和17b (參見圖1)實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)架12a和12b (參見圖1)始于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線21的90°的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0043]此外，接頭17a和17b可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)架12a和12b圍繞正交于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線19以大致+/-90°同步樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者傾倒。由此，在不改變主載體4的位置的情況下可以與主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線21成角度地拍攝相應(yīng)的3D圖像。
[0044]攝像機(jī)架12a和12b圍繞正交于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線19的這種根據(jù)本發(fā)明的同步樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)窺鏡的構(gòu)造是有利的，在現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡中旋轉(zhuǎn)軸線和光學(xué)軸線是相同的，也就是說，“斜向上”或者“斜向下”的觀察需要內(nèi)窺鏡傾倒相應(yīng)的角度并且從而也需要必要的運(yùn)動(dòng)空間。由此，患者的組織會(huì)過于疲勞并且還會(huì)損傷。內(nèi)窺鏡的這種常規(guī)的傾倒在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡中由于攝像機(jī)架圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線19的樞轉(zhuǎn)是不需要的。替選地，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡中使用不同的光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置具有固定的、不同于0°的、通常為30°的角度。為了更換內(nèi)窺鏡光學(xué)裝置，外科醫(yī)生必須中斷手術(shù)，移除內(nèi)窺鏡光學(xué)裝置、將另一個(gè)光學(xué)裝置與內(nèi)窺鏡連接并且將內(nèi)窺鏡重新通過內(nèi)窺鏡套管引入患者。
[0045]此外，接頭17a和17b實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)架12a和12b圍繞正交于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線21的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線19分別為基本上+/-90°的彼此去耦的、無關(guān)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，在不改變主載體架4的位置的情況下能夠在更大的對(duì)象視場角上拍攝相應(yīng)的2D圖像。為此，兩個(gè)2D圖像在經(jīng)由數(shù)據(jù)路線24 (參見圖1)傳輸之后在處理單元25 (參見圖1)中組合為，使得因此能夠在可視化單元27(參見圖1)上顯示在更大的對(duì)象視場角上的2D圖像，這在常規(guī)的內(nèi)窺鏡中是不可能的。如果可視化單元27也適合于顯示3D圖像，那么處理單元25也能夠整體地計(jì)算3D圖像，為外科醫(yī)生將所述3D圖像作為三維圖像顯示在可視化單元27上。外科醫(yī)生例如能夠借助于光學(xué)輔助裝置例如快門式眼鏡或者偏光眼鏡在可視化單元27上捕獲這樣的三維圖像。替選地，可視化單元27借助于光學(xué)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)為，使得該可視化單元分別為左眼投射左圖像并且為右眼投射右圖像。在該實(shí)施方式中能夠省去附加的光學(xué)輔助裝置例如快門式眼鏡或者偏光眼鏡的使用。
[0046]在根據(jù)圖3的替選的實(shí)施方式中，攝像機(jī)架12c承載兩個(gè)圖像拍攝裝置13a、14a、13b、14b以及由光源15和成像光學(xué)裝置16構(gòu)成的照明裝置。借助于接頭17c使攝像機(jī)架12c圍繞正交于主載體4的旋轉(zhuǎn)軸線21的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線19樞轉(zhuǎn)基本上+/-90°的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由此總是對(duì)這兩個(gè)圖像拍攝裝置13a、14a、13b、14b以及由光源15和成像光學(xué)裝置16構(gòu)成的照明裝置起作用。在該實(shí)施方式中，有利的是，成像光學(xué)裝置16最佳地匹配于通過圖像拍攝裝置13a、14a、13b、14b拍攝的對(duì)象視場角，因?yàn)樵谠搶?shí)施方式中照明裝置與圖像拍攝裝置一起樞轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，光源15優(yōu)選構(gòu)成為LED照明裝置。
[0047]在處理單元25中能夠從2D概覽攝像機(jī)的數(shù)據(jù)中計(jì)算被引入的器械的位置和軌跡。在可視化單元27上顯示3D圖像時(shí)可以將該軌跡信息作為附加信息以適當(dāng)?shù)男问健⒗缱鳛橹丿B顯示插入。
[0048]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的多攝像機(jī)系統(tǒng)43在遙控操作器或機(jī)器人系統(tǒng)中的示例性的使用。促動(dòng)器(調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器)通過外科醫(yī)生經(jīng)由顯示和操縱單元32控制。借助于顯示和操縱單元32產(chǎn)生的控制指令經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸33被傳送給控制單元34。該控制單元經(jīng)由另一個(gè)數(shù)據(jù)線路35與機(jī)器人單元37連接，并且配備有承載臂40，弧形引導(dǎo)部42能夠根據(jù)患者在手術(shù)臺(tái)38上的位置經(jīng)由接頭機(jī)構(gòu)41預(yù)定位，使