[发明专利]智能姿态感知医用内窥镜及姿态感知方法

权利要求书

1.一种智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：它包括前端固定环(1)、姿态感知光纤(2)、内窥镜钳道(3)、扇入扇出器(6)、解调仪(7)和上位机(8)，其中，内窥镜钳道(3)具有内窥镜钳道入口(4)和内窥镜钳道出口(5)，所述姿态感知光纤(2)的一端由内窥镜钳道入口(4)进入内窥镜钳道(3)，并由内窥镜钳道出口(5)穿出，前端固定环(1)将穿出内窥镜钳道出口(5)的姿态感知光纤(2)的一端进行固定连接，姿态感知光纤(2)的另一端通过扇入扇出器(6)扇出三个单芯光纤，上述三个单芯光纤连接在解调仪(7)的光信号通信端，解调仪(7)的解调信号输出端连接上位机(8)的输入端。

2.根据权利要求1所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述姿态感知光纤(2)由三芯光纤通过树脂并选用粘合剂封装而成，其中每个纤芯均包含有对应的光纤光栅传感器。

3.根据权利要求2所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述解调仪(7)用于向姿态感知光纤(2)发送冷激光信号，并接收三芯光纤内对应光栅传感器对冷激光信号反射的光纤光栅传感器中心波长，扇入扇出器(6)扇出三个单芯光纤分别将对应的对冷激光信号反射的光纤光栅传感器中心波长传输给上位机(8)。

4.根据权利要求3所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述上位机(8)用于对三芯光纤对应的各个反射的光纤光栅传感器中心波长分别使用三维形态还原算法将三芯光纤对应的各个反射的光纤光栅传感器中心波长转化为对应的各个单芯光纤应变信息，并继续利用三维形态还原算法将各个单芯光纤的应变信息还原为三个单芯光纤坐标信息，同时上位机(8)将由三个单芯光纤坐标信息得出的内窥镜钳道(3)形态的可视图像显示出来。

5.根据权利要求3所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述冷激光信号的波长范围为1510～1590nm。

6.根据权利要求1所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述前端固定环(1)通过医用粘合剂将穿出内窥镜钳道出口(5)的姿态感知光纤(2)的一端进行固定连接。

7.根据权利要求1所述的智能姿态感知医用内窥镜，其特征在于：所述三芯光纤中相邻的两个纤芯与三芯光纤中轴的夹角为120°。

8.一种权利要求1所述内窥镜的姿态感知方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：解调仪(7)向姿态感知光纤(2)发送冷激光信号；

步骤2：解调仪(7)接收三芯光纤内对应光栅传感器对冷激光信号反射的光纤光栅传感器中心波长，扇入扇出器(6)扇出三个单芯光纤分别将对应的对冷激光信号反射的光纤光栅传感器中心波长传输给上位机(8)；

步骤3：所述上位机(8)用于对三芯光纤对应的各个反射的光纤光栅传感器中心波长分别使用三维形态还原算法将三芯光纤对应的各个反射的光纤光栅传感器中心波长转化为对应的各个单芯光纤应变信息，并继续利用三维形态还原算法将各个单芯光纤的应变信息还原为三个单芯光纤坐标信息，同时上位机(8)将由三个单芯光纤坐标信息得出的内窥镜钳道(3)形态的可视图像显示出来。