AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，该系统通过3D摄像显微镜拍摄真实的动物眼球标本的图像，并通过计算机在该图像上叠加上虚拟现实或增强现实建模的手术的指导信息，使得培训人员可以在手术的过程中实时获得指导信息，提升培训的效率，同时通过TOF传感器获取培训人员实时的手术动作，将通过计算机与预设数据进行对比并判断培训人员的手术动作是否正确，并给出纠正信息，从而使得培训人员错误的手术动作得到实时纠正，并且其采用便携式的VR眼镜以及便携式的手术台，手术培训不受场地的限制，在提升眼角膜手术培训的真实感与临场感的同时，缩短眼角膜手术培训周期，降低眼角膜手术培训成本，实现可移动的眼角膜手术培训。

Intelligent surgery training system for mobile cornea combined with AR and VR

The utility model provides a AR and VR combination of mobile intelligent corneal surgery training system, the system through the 3D camera image microscope real animal eye specimens, and through the computer in the image is superimposed on the virtual reality or augmented reality modeling operation guide information, makes the training personnel in the operation process to get the real time guidance information, improve the efficiency of training, and training personnel access operation action through real-time TOF sensor, through the computer with the preset data comparison and judgment of the personnel training operation action is correct, and give correct information, which makes the operation of personnel training to get real-time action error correction, and its use of portable VR glasses and portable operation, operation training is not restricted by the site, in promoting keratectsmy training Meanwhile, it can shorten the training period of corneal surgery, reduce the cost of corneal surgery training, and realize the training of removable corneal surgery.

【技术实现步骤摘要】
AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统
本技术涉及医疗培训
，尤其涉及一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统。
技术介绍
根据世界卫生组织的调查，角膜盲是仅次于白内障的第二大致盲眼病。中国目前角膜盲患者约为500万人，并且每年新增10万多病例，在这些患者当中，绝大多数人可以通过角膜移植重见光明。但是由于多方面因素，我国各地眼库的角膜来源奇缺，不少患者只能被动地等待捐献。统计数据显示，我国每年等待角膜移植的患者至少有50万人，但有机会接受角膜移植手术并复明的患者不到5000人。随着科技不断发展，人工角膜的出现，解决角膜供体的不足，为我国500万乃至全球6000万的角膜盲患者带来复明的希望，但是角膜移植医生的严重不足仍然是横亘在角膜盲患者走向光明道路上的巨大障碍。目前全国共有眼科医生28000名左右，但能开展内眼手术的不足4000人，能够独立完成角膜移植手术的医生不足百人，眼科医生资源仍然缺乏。使得人工角膜推广应用受到极大限制，如何更多、更快地培养掌握板层角膜移植技术的医生成为急迫要解决的一道难题。当前传统的板层角膜移植手术医生培训方法主要是集中讲授、观摩教学、替代物(如选择猪的眼球)演练及现场指导式实操，由于培训时学员观看角度与医生操作角度存在差异、观摩教学人数受限、替代物演练临场感不足、现场实操风险大等原因，即便是资深眼科医生掌握这项手术都需要较长时间，而年轻医生的培养周期就更为漫长。虚拟眼球手术培训的问题是设备和程序复杂昂贵，并且与真实手术的模拟度还是较大距离，真实感不强，进一步地，现有的眼角膜手术培训设备往往体积较大，不便携带，培训场地也因此局限于固定地点，培训人员无法随时随地进行培训练习。虚拟现实(VirtualReality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机创造一个虚拟空间，用户通过VR眼镜能够完全沉浸到该虚拟空间中，利用双目视觉原理，虚拟空间在眼镜中是3D立体的，从而达到身临其境的效果。由虚拟现实技术发展而来的增强现实(AugmentedReality，AR)技术是将虚拟的信息叠加到真实世界中，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，不同于虚拟现实技术，采用增强现实技术用户不仅能够看到由计算机生成的虚拟信息，还能够看到现有世界的真实信息，临场感与真实感都更强。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，能够真实再现眼角膜手术进程，并对培训人员进行实时指导，提升眼角膜手术培训的真实感与临场感，缩短眼角膜手术培训周期，降低眼角膜手术培训成本，且系统简单便于携带，不受场地的限制，随时随地进行手术培训。为实现上述目的，本技术提供了一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，包括：便携式手术台、设于所述便携式手术台上的动物眼球标本、对应所述动物眼球标本设置的3D摄像显微镜、与所述3D摄像显微镜电性连接的计算机、与所述计算机电性连接的TOF传感器、与所述计算机通讯连接的VR眼镜。所述便携式手术台上还设有人体头部模型，所述动物眼球标本设于所述人体头部模型的眼部。所述VR眼镜与所述计算机之间通过无线网络进行通讯。计算机内设有视频采集卡。所述VR眼镜为自带显示屏幕的一体式VR眼镜。所述VR眼镜为通过带有显示屏幕的智能移动终端进行画面显示的移动端VR眼镜。所述计算机中设有存储单元，所述存储单元保存有预先建模好的标准的眼角膜手术进程、各个进程的指导信息、各个进程的标准手术动作、多种眼科病灶、以及多种手术突发事件。所述动物眼球标本为猪眼球。所述指导信息以及纠正信息均为文字信息、图像信息、或文字信息与图像信息的组合。所述VR眼镜内设有语言播报装置。本技术的有益效果：本技术提供了一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，该系统通过3D摄像显微镜拍摄真实的动物眼球标本的图像，并通过计算机在该图像上叠加上虚拟现实或增强现实建模的手术的指导信息，使得培训人员可以在手术的过程中实时获得指导信息，提升培训的效率，同时通过TOF传感器获取培训人员实时的手术动作，将通过计算机判断培训人员的手术动作是否正确，并给出纠正信息，从而使得培训人员错误的手术动作得到实时纠正，并且其采用便携式的VR眼镜以及便携式的手术台，系统简单方便，手术培训不受场地的限制，在提升眼角膜手术培训的真实感与临场感的同时，缩短眼角膜手术培训周期，降低眼角膜手术培训成本，实现可移动的眼角膜手术培训。附图说明为了能更进一步了解本技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。附图中，图1为本技术的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统的结构框图；图2为本技术的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统的立体图。具体实施方式为更进一步阐述本技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本技术的优选实施例及其附图进行详细描述。请参阅图1及图2，本技术提供一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，包括：便携式手术台1、设于所述便携式手术台1上的动物眼球标本2、对应所述动物眼球标本2设置的3D摄像显微镜3、与所述3D摄像显微镜3电性连接的计算机4、与所述计算机4电性连接的TOF传感器5、与所述计算机4通讯连接的VR眼镜6；具体地，所述便携式手术台1真实的眼角膜手术的手术台的简化版，保留了真实的眼角膜手术台的核心部分，保证手术真实感的同时，兼顾手术台的便携性，以实现本技术随时随地进行眼角膜手术培训的目的。具体地，为了进一步提升手术的真实感，在该仿真手术台1上设有人体头部模型21，手术时，动物眼球标本2放于该人体头部模型21的眼部，培训人员在真实的动物眼球标本2上进行手术动作，并通过VR眼镜6观察手术中动物眼球标本2的变化，同时获取计算机4根据标准手术流程实时提供指导信息，以及根据标准手术动作提供的纠正信息，相比于传统培训系统里的替代物演练，本技术的培训系统不仅能够获取真实的动物眼球标本2画面，还能够实时得到手术的指导信息与纠正信息，相比于采用包括含有各种力反馈机构等在其中的人工眼球和人工手术刀的而进行的眼角膜手术培训系统相比，本技术采用真实的动物眼球标本2进行手术培训，手术的真实感更强，培训人员在手术过程中获得手术的手感更好，培训价值更高的同时系统成本还大大降低。优选地，所述动物眼球标本2可为猪眼球，在兼顾手术培训真实性的同时，降低手术培训的成本，具体地，所述3D摄像显微镜3拍摄动物眼球标本2以及培训人员使用的手术器械的正面三维图像，并传输至计算机4，优选地，如图2所示，该3D摄像显微镜3对应位于所述动物眼球标本2的正上方，从而使得培训人员通过VR眼镜6看到实时的真实三维图像，提升手术的真实感。可以理解的是，由于眼角膜手术是需要在显微镜下完成的手术，培训人员通过VR眼镜6观看的3D摄像显微镜3采集的正面三维图像是经过放大的图像，从而达到在显示镜下进行的真实手术同样的观看效果，保证手术培训正常进行。具体地，所述飞行时间(TimeofFlight，TOF)传感器5对动物眼球标本2、培训人员使用的手本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其特征在于，包括：便携式手术台(1)、设于所述便携式手术台(1)上的动物眼球标本(2)、对应所述动物眼球标本(2)设置的3D摄像显微镜(3)、与所述3D摄像显微镜(3)电性连接的计算机(4)、与所述计算机(4)电性连接的TOF传感器(5)、与所述计算机(4)通讯连接的VR眼镜(6)。

【技术特征摘要】
1.一种AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其特征在于，包括：便携式手术台(1)、设于所述便携式手术台(1)上的动物眼球标本(2)、对应所述动物眼球标本(2)设置的3D摄像显微镜(3)、与所述3D摄像显微镜(3)电性连接的计算机(4)、与所述计算机(4)电性连接的TOF传感器(5)、与所述计算机(4)通讯连接的VR眼镜(6)。2.如权利要求1所述的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其特征在于，所述便携式手术台(1)上还设有人体头部模型(21)，所述动物眼球标本(2)设于所述人体头部模型(21)的眼部。3.如权利要求1所述的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其特征在于，所述VR眼镜(6)与所述计算机(4)之间通过无线网络进行通讯。4.如权利要求1所述的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其特征在于，计算机(4)内设有视频采集卡。5.如权利要求1所述的AR和VR相结合的可移动眼角膜智能手术培训系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市科创数字显示技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44