[0001]
技术领域
[0002] 本
发明涉及一种医疗器械，特别是一种可作为
骨科手术观察骨脊椎等，并通过显示屏进行直视操作使用的基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙。
[0003]
背景技术
[0004] 随着科技事业的蓬勃发展，内
窥器已是现代高科技的产物，它可深入到人肉眼看不到的地方，看清人体器官内部的情况，现已在工业、科技和医疗诊治领域得到广泛应用，而将内窥器技术运用到微创手术中的
专利也应运而生。
[0005] 骨科手术特别是脊椎部位的诊断和
治疗时，因在骨脊椎上进行直接观察的难度较大，通常
内窥镜是与刮匙手术在分离状态下分两次进行的，因此现有骨科手术操作麻烦、时间长，给患者带来很大的痛苦和负担。
[0006] 专利号201020257881.2“一次性管状窥视器”就提供了一种作为内窥镜或目测检查直肠、
阴道等人体器官使用的医疗器械，它仅是作窥视器进入人体需要的器官作内窥镜检查，清晰地观察到人体器官内部状况或病灶，其仅有观察、检查的作用，还无治疗、手术、根除病灶的功能。
[0007] 专利号200510060984.3“一种针镜微创手术法成套医疗手术装置”主要是用于骨性关节炎、运动损伤、脊椎及腰背软组织损伤和腰颈椎盘突出等
疾病，虽有检查、治疗功能，但它还需在人体上开有较大的切口通道，插入两个
套管才能使用。
[0008] 上述两专利，所采用的内窥镜为
光学透镜，因此显示屏上显示图象的清晰度还不佳，并且此结构的医疗器械还不能在较小创口的腔体内工作。
[0009]
发明内容
[0010] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙，结构简单，功能齐全，集观察、治疗、手术于一体，能在很小的创
口腔内工作，可作为骨科微创手术推广应用的医疗器具，能使显示器的图象显示更清晰，大大提高手术操作的准确率又减少患者的痛苦和医疗
风险。
[0011] 本发明是这样实现的，提供一种基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙，其包括刮匙、
导管以及把手盒，刮匙套接在把手盒的端部，刮匙设有匙头、匙杆以及匙柄，导管前端叠装在匙杆上并靠近匙头，其后端分别串接在匙柄及把手盒内，基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙还包括摄像模
块、照明模块、电源模块以及无线发射模块；摄像模块包括摄像头以及视频
信号线，照明模块包括LED
光源以及光导
纤维束，
视频信号线以及光导纤维束设置在导管内；LED光源、电源模块以及无线发射模块设置在把手盒内。
[0012] 进一步地，在匙柄及把手盒之间设有
接口，接口把匙柄及把手盒联接在一起。
[0013] 进一步地，光导纤维束的前端设置在摄像头的周边处，其后端与所述LED光源连接。
[0014] 进一步地，匙杆设有弧形凹槽，导管安装在凹槽内，在凹槽内还设有阶梯面，导管前端设有与阶梯面相配合的台阶面。
[0015] 进一步地，导管直径在1～6毫米，摄像头直径在1～6毫米与导管紧配合，匙头与摄像头间距为2～10厘米。
[0016] 进一步地，在导管的前端还设有透明窗口，透明窗口设置在摄像头的前端。
[0017] 进一步地，视频信号线的一端连接摄像头，其另一端连接无线射频模块，无线发射模块的视频
信号传输方式是WiFi Certified Miracast、射频2.4GHz／5.8GHz、蓝牙、数字
微波COFDM、UWB、WiMax、WIDI、WirelessHD和WiGig中任意一种。
[0018] 进一步地，基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙还配有一套可接收并处理无线发射模块发出信号的接收装置，接收装置设置在可接收无线发射模块发出信号的范围内。
[0019] 进一步地，接收装置包括无线接收模块、
图像处理器以及图像显示器；无线接收模块用于接收从无线发射模块发出的信号；图像处理器用于对无线接收模块接收到的信号进行处理并保存；图像显示器用于显示图像处理器处理的视频信号。
[0020] 进一步地，基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙不仅可用于骨科刮匙，还可相应地用于外科、
耳鼻喉科、妇科以及口腔科等相近的医科手术器械。
[0021] 与
现有技术相比，本发明的优点在于：首先，将全部摄像传输装置都安装在圆柱形的导管内，导管又直接安装在刮匙的腔体内构成窥视器，而刮匙形状未作改动。其结构简单，易安装、拆卸，将刮匙和窥视器功能合二为一，功能齐全，并集观察、手术、治疗于一体，为骨科微创手术的应用提供了便利可靠的手术器具。而且，把持
力度大，体积小、使用方便。使用时，只需在患者的病灶处开一小切口，将带窥视器的刮匙插入创口，可在小创口的腔体内工作，并在显示屏的直视下进行手术操作。便于医生能更清晰地观察到骨脊椎内部组织病变的真实状况及手术
接触面和匙头进入的深度，提高了检查和手术操作的准确率，克服了盲目性，从而减少正常组织的伤害。同时，一人操作多人观察，即可减少操作失误又缩短手术时间。因此，可大大减轻患者的痛苦、负担及医疗风险。特别地，匙杆前端与安装有摄像头的导管配合处很小，仅1～6毫米，所以能使患者的切口特别小，手术更安全，患者身体康复更快。
[0022] 其次，本发明采用的技术方案还具有以下特点：去掉连接匙柄和图像显示系统的线缆传输部分，在匙柄内添加视频无线传输系统；去掉连接匙柄和外置光源的光导系统，添加内置光源；添加内置电源模块，负责给刮匙内部所有系统供电；添加
散热片等辅助部件。
[0023] 因此，本发明不但具有
可视化、微创等优点，而且使刮匙操作摆脱了线缆的束缚，因而使医生手术操作具有更强的灵活性和方便性。
[0025] 图1为本发明的一较佳
实施例的结构示意图；图2为图1中的A—A剖面放大示意图；
图3为图1中的B—B截面放大示意图；
图4为本发明的接收装置结构示意图。
[0026]
具体实施方式
[0027] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028] 请一同参照图1至图3所示，本发明的一较佳实施例结构示意图，本发明包括刮匙1、导管2、把手盒3以及接口4。
[0029] 刮匙1套接在把手盒3的端部，刮匙1设有匙头11、匙杆12以及匙柄13。导管2前端叠装在匙杆12上并靠近匙头11，其后端分别串接在匙柄13及把手盒3内。匙杆12设有弧形凹槽14，导管2安装在凹槽14内，在凹槽14内还设有阶梯面15，导管2前端设有与阶梯面相配合的台阶面21。设置阶梯面15和台阶面21的目的是防止导管2转动，并提高导管2的
位置精度。接口4设在匙柄13及把手盒3之间有，接口4把匙柄13及把手盒3联接在一起。设置接口4的目的是一方面可以卡紧导管2，另一方面便于匙柄13以及把手盒3内的部件拆装。可以理解，匙柄13与把手盒3也可以制成一体结构，取消接口4。
[0030] 本发明的基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙还包括摄像模块5、照明模块6、电源模块7以及无线发射模块8。摄像模块5包括摄像头51以及视频信号线52，照明模块6包括LED光源61以及光导纤维束62，摄像头51、视频信号线52以及光导纤维束62设置在导管2内。LED光源61以白光LED为合适，也可以配特定
波长的
LED灯，如红外光或紫外光的LED灯，其它小型光源也可以被应用在特定的场合应用。LED光源61、电源模块7以及无线发射模块8设置在把手盒3内。LED光源61安装在把手盒3内可避免LED光源61发出的热量影响到匙头11和摄像头51，并可避免患者手术的创口被烫伤。为增强LED光源
61的散热效果，可在把手盒3内设置
散热片（图中未示出）。光导纤维束62采用玻璃或塑料光纤制成。电源模块7为摄像模块5、照明模块6以及无线发射模块8提供稳定的工作电源。电源模块7使用锂或者NiH等高
能量密度电池，使用寿命长，甚至可以充电重复使用。
[0031] 光导纤维束62的前端设置在摄像头51的周边处，其后端与LED光源61连接。LED光源61发出的光线通过光导纤维束62传输到摄像头51的前面，为摄像头51提供光源，以便得到清晰可见的图像。视频信号线52的一端连接摄像头51，其另一端连接无线射频模块8。摄像头51拍摄的图像信号经过视频信号线52传输到无线射频模块8，由无线射频模块
8把图像的视频信号发射出来。
[0032] 在本实施例中，导管2直径在1～6毫米，摄像头51直径在1～6毫米与导管紧配合，摄像头51与匙头11间距为2～10厘米。为保护摄像头51与手术创口不直接接触，以及保证摄像装置的使用安全，还可在导管2的前端还设有透明窗口22，透明窗口22设置在摄像头51的前端。透明窗口22用透明材料制造，以提高拍摄图像的
质量。
[0033] 请参照图4所示，基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙还配有一套可接收并处理无线发射模块8发出信号的接收装置9。接收装置9设置在可接收无线发射模块8发出信号的范围内。接收装置9包括无线接收模块91、图像处理器92以及图像显示器93。无线接收模块91用于接收从无线发射模块8发出的信号。图像处理器92用于对无线接收模块91接收到的信号进行处理并保存。图像图像显示器93用于显示图像处理器92处理的视频信号。
[0034] 根据医学临床应用的特点，无线模块的基本要求是：传输距离在1－10米以内，信号抗干扰性能良好，传输速度快，可以满足医学视频传输实时和高质量的要求。因此，所有满足上述要求的无线传输技术都可以被采用。在本实施例中，无线发射模块8的视频信号优先考虑的传输方式是WiFi Certified Miracast，其他无线传输方式也可以被采用，如射频2.4GHz／5.8GHz、蓝牙、数字微波COFDM （Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，编码
正交频分复用），、UWB（UltraWideBand，超宽带）、WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）、WIDI（Intel WirelessDisplay，无线高清技术）、WirelessHD（无线高清）和WiGig（Wireless Gigabit，无线千兆比特）中任意一种。
[0035] Miracast作为无线视频传输协议的主要优点是：①具备良好的Wi-Fi兼容
基础，支持IEEE 802.11a-802.11n标准；
②支持包括高清在内的很多种视频及音频标准的实时传输；
③传输内容可以加密（支持WPA2加密协议）；
④性价比出色，因为只需要支持广泛使用的Wi-Fi功能模块即可；
⑤可以方便地链接发射和接收设备，实现视频内容无缝共享。
[0036] 本发明可以使用支持Wi-Fi Miracast协议的无线发射模块8和无线接收模块91。
[0037] 作为刮匙的配套设备，无线接收模块91通过约定的无线协议（例如Wi-Fi Certified Miracast）接收来自刮匙1的无线发射模块8的视频信息。视频内容由匙杆12上的摄像头51进行实时采集，记录医生手术操作的实际状况。无线接收模块91将视频信号通过线缆传送到图像处理器92，最后在图像图像显示器93上播放。图像处理器92可以对接收到的视频内容进行储存和进一步的处理。
[0038] 手术后直接将刮匙1从患者的创口中拿出，再将安装有摄像及图像传输装置的导管从匙杆12、匙柄13、接口4中拉出，将刮匙1消毒后再使用或一次性使用后废弃。
[0039] 因此，本发明的基于无线视频传输的微创手术用骨科刮匙，也可使用在对人体的其它器官的诊断和治疗手术中，如外科、耳鼻喉科、妇科、口腔科等作手术器具使用。
[0040] 以下结合具体实施例再作进一步详细说明。
[0041] 实施例1：请再参照图1所示，刮匙1加工好以后，把摄像模块5的摄像头51的导管2从刮匙1的接口4进入，通过匙柄13，推进到阶梯面15处，安装好摄像头51的位置，调节摄像距离在匙头11的工作范围内，用接口4卡紧固定导管2。使用的摄像头51和光导纤维束62的总直径为2.8mm。套接上把手盒33，连接好LED光源，通上电源。通过无线传输协议，连接上图像处理器92及图像显示器93。当该系统应用于骨脊椎硬模外腔和盘状内腔时，带摄像模块5和无线发射模块8的刮匙1经
皮肤插入人体，医生操作免掉线缆的束缚，可以看着图像显示屏93上清晰的视频图像，灵活方便地进行手术操作。
[0042] 实施例2：请再参照图1所示，刮匙1加工好以后，把摄像模块5的摄像头51从刮匙1的接口4进入，通过匙柄13，推进到阶梯面15处，安装好摄像头51的位置，调节摄像距离在匙头11的工作范围内，用接口4卡紧固定导管2。使用的摄像模块5为光纤内窥镜，该内窥镜的直径为0.9mm，组合后的匙杆12直径略微增加，特别适合小孔径的手术腔。当带摄像模块5的刮匙1插入人体内，可以获得创口面的视频图像，医生可以观看图像显示器93进行手术操作。光纤镜的外径最好为0.8-1.2mm，其中光导纤维束62的直径最好在0.35-0.5mm之间，其
分辨率为6000至20,000个
像素。
[0043] 实施例3：请再参照图1所示，刮匙1加工好以后，把摄像模块5的摄像头51从刮匙1的接口4进入，通过匙柄13，推进到阶梯面15处，安装好摄像头51的位置，调节摄像距离在匙头11工作范围内，用接口4卡紧固定导管2。使用的摄像模块5可以是
电子（实施例1）或者光纤（实施例2）内窥镜。最后连接好把手盒3，盒中的无线视频发射模块8使用WiFi Miracast无线发射模块，工作
频率在IEEE 802.11n规定的5GHz，重量约30g，尺寸65*25*5mm，能够支持1080p高清全屏的实时传输，有效传输距离在15米左右。无线接收模块91采用WiFi Miracast接收模块，工作频率在IEEE 802.11n规定的5GHz，有HDMI端口连接图像处理器
92，重量小于500克，尺寸78*75*18 mm。
[0044] 实施例4：请再参照图1所示，刮匙1加工好以后，把摄像模块5的摄像头51从刮匙1的接口4进入，通过匙柄13，推进到阶梯面15处，安装好摄像头51的位置，调节摄像距离在匙头11工作范围内，用接口4卡紧固定导管2。使用的摄像模块5可以是电子（实施例1）或者光纤（实施例2）内窥镜。最后连接好把手盒3，盒中的无线视频发射模块8用5.8GHz 600mW的射频模块，FM调制，支持7个频道（5740、5760、5780、5800、5820、5840、5860MHz），支持复合电视信号NTSC/PAL，带有天线重量25克，尺寸大50*23*11mm，有效传输距离可达100米左右。无线接收模块91采用5.8GHz 射频接收模块，最高RF灵敏度达到－90dBm，也支持同样7个频道，有复合视频端口连接图像处理器92，重量200克，尺寸72*85*23mm。
[0045] 实施例5：请再参照图1所示，刮匙1加工好以后，把摄像模块5的摄像头51从刮匙1的接口4进入，通过匙柄13，推进到阶梯面15处，安装好摄像头51的位置，调节摄像距离在匙头11工作范围内，用接口4卡紧固定导管2。使用的摄像模块5可以是电子（实施例1）或者光纤（实施例2）内窥镜。最后连接好把手盒3，盒中的无线视频发射模块8用2.4GHz ISM波段的射频模块，发射功率100mW，FM调制，支持4个频道（2414、2432、2450、2468 MHz），支持复合电视信号NTSC/PAL，带有天线重量约75克，尺寸50*23*11mm，有效传输距离可达100米左右。无线接收模块91采用相应2.4GHz ISM波段的射频模块，最高RF灵敏度达到－90dBm，支持同样4个频道，有复合视频端口连接图像处理器92，重量75克，尺寸38*29*10mm。
[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
