一种基于增强现实的腔镜显示控制系统技术方案

本发明专利技术公开基于增强现实的腔镜显示控制系统。其中该系统包括眼镜主体，其上安装有主控制器，主控制器与摄像头相连；摄像头固定在镜头底座，镜头底座固定于人体腔体内；摄像头外还设置有眼珠形保护罩，镜头底座内设置有微处理器；微处理器与三轴驱动机构相连，三轴驱动机构与摄像头相连；眼镜主体上还设置有眼睛动作采集模块；主控制器用于接收摄像头采集的不同颜色光源照射下的腔体内的图像，并将所述图像进行融合增强处理，再根据融合增强处理后的图像进行重建得到三维深度图像；所述主控制器还与显示模块相连，所述显示模块安装在眼镜主体上，用于显示重建后的三维深度图像。该系统节省了腔镜系统的占用面积，使得该系统结构简单且便携。

A cavity mirror display control system based on Augmented Reality

The invention discloses a cavity mirror display control system based on augmented reality. The system includes a glass body, is arranged on the main controller, the main controller is connected with the camera; the camera is fixed on the lens base, a lens base is fixed to the body cavity; a protective cover is arranged outside the camera lens shaped eyes, the base is arranged in the microprocessor and the microprocessor; three axis drive mechanism is connected with the drive shaft three camera mechanism; glasses body is also provided with eye movement acquisition module; the main controller for different color light receiving cavity image collected by the camera under the inside, and the image fusion enhancement, then fusion enhancement processed images reconstructed 3D depth image; the main controller and the display module is connected, the display module is installed in the main body for displaying 3D glasses, the depth of reconstructed image. The system saves the area occupied by the endoscope system, so that the system is simple and portable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于增强现实的腔镜显示控制系统
本专利技术属于医用设备领域，尤其涉及一种基于增强现实的腔镜显示控制系统。
技术介绍
腔镜显示控制系统与电子胃镜类似，是一种带有微型摄像头的器械系统，比如：腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进行的手术：使用冷光源提供照明，将腹腔镜镜头(直径为3～10mm)插入腹腔内，运用数字摄像技术使腹腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统，并且实时显示在专用监视器上。然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。但是，现有的腔镜显示控制系统存在以下不足之处：(1)由于现有的腔镜显示控制系统需要有服务器以及与服务器相连的显示器，这样使得现有的腔镜显示控制系统的结构复杂、庞大，必须有专人维护和操作，而且该系统价格昂贵，难以在资金和医疗人员匮乏的社区及乡村医疗机构进行推广，达不到实现医疗资源优化配置，节省医疗经费支出的目标；(2)现有的腔镜显示控制系统的显示器上所显示的图像是二维图像，没有自由度，不能调节视角和焦距，而且现有技术中虽然有利用3D眼镜将二维图像转化为三维图像，但是三维图像的显示效果并不理想，并不能360度全景无死角显示图像，而且也不能放大局部图像来清晰显示血管、神经等组织结构信息，这样可能在手术过程中，误伤血管、神经等重要结构而降低了腔镜显示控制系统使用的精准性；(3)而且目前腔镜显示控制系统都是手工操作，人工调节的准确性差，必须是有经验的操作者才能实施，为了查看多个角度或腔镜内多个部位的图像可能还需要额外的摄像头，造成人力和物力浪费，而且调节的灵敏度差；(4)现有的腔镜显示控制系统在使用过程中镜头容易受到人体组织液或血液的污染，使得镜头受到外面模糊不清，影响镜头拍摄的效果，目前只能将镜头拿到外面清洗后再伸入至病人腔体内继续工作，影响腔镜显示控制系统中摄像头的工作效率。(5)现有腔镜系统是一个封闭式操作平台，不能从术者的视角实现远程实时、实景演示，无远程会诊功能。
技术实现思路
为了解决现有技术中腔镜显示控制系统占用空间大以及工作效率低的缺点，本专利技术的第一目的是提供一种基于增强现实的腔镜显示控制系统。该基于增强现实的腔镜显示控制系统不需要显示器和服务器，节省了腔镜系统的占用面积，使得该系统结构简单且便携；无需专人操控摄像头，节约了人力资源，增加了手术操作空间，使操作更加灵活便利。本专利技术的一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，包括眼镜主体，所述眼镜主体上安装有主控制器，所述主控制器与摄像头相连；所述摄像头固定在镜头底座，所述镜头底座固定于人体腔体内；所述摄像头外还设置有眼珠形保护罩，所述镜头底座内设置有微处理器；所述微处理器与三轴驱动机构相连，三轴驱动机构与摄像头相连；所述眼镜主体上还设置有眼睛动作采集模块，其用于实时采集眼睛动作信息并传送至微处理器，再由微处理器控制三轴驱动机构来驱动摄像头360度无死角地实时采集人体腔体内的图像信息；所述摄像头周围还设置有光源模块，其包括至少三种颜色光源；所述光源模块与微处理器相连，由微处理器来控制光源模块交替发光以照射至人体腔体内；所述主控制器，还用于接收所述摄像头采集的不同颜色光源照射下的腔体内的图像，并将所述图像进行融合增强处理，再根据融合增强处理后的图像进行重建得到三维深度图像；所述主控制器还与显示模块相连，所述显示模块安装在眼镜主体上，用于显示重建后的三维深度图像。进一步的，所述光源模块还包括白光光源，其用于为摄像头提供照明光源，所述摄像头在白光光源下采集腔体内的二维图像。本专利技术增加白光光源对应普通图像呈现模式，用于普通操作。进一步的，所述主控制器还与云端服务器相连，所述云端服务器与远程监控终端相连。该系统还与云端服务器相连，这样使得腔镜系统可以实现手术者的视角进行远程实时、实景演示，同时具备远程会诊功能。进一步的，所述眼珠形保护罩两侧还设置有第一睑式外壳和第二睑式外壳，眼珠形保护罩的外侧面光滑且分别与第一睑式外壳和第二睑式外壳的内侧面贴合，所述第一睑式外壳和第二睑式外壳安装于镜头底座上。进一步的，所述第一睑式外壳和第二睑式外壳分别与睑式外壳驱动机构相连；所述睑式外壳驱动机构与微处理器相连，所述微处理器用于通过睑式外壳驱动机构来控制第一睑式外壳和第二睑式外壳同速反向运动，实现第一睑式外壳和第二睑式外壳的开闭运动。本专利技术还设计第一睑式外壳和第二睑式外壳来仿生眼睛，能够保护眼珠形保护罩，避免摄像头进入人体腔体过程中受到血液或组织液的污染。进一步的，所述第一睑式外壳或/和第二睑式外壳上还开设有液体腔，所述液体腔与液体箱相连通，所述液体箱内设有清洗液且安装有泵体，所述泵体与微处理器相连，所述微处理器用于同步向泵体与睑式外壳驱动机构发送驱动信号，使得第一睑式外壳和第二睑式外壳在开闭运动的同时，液体腔内通入清洗液并喷射至眼珠形保护罩上以达到自动清洗镜头的目的。进一步的，所述第一睑式外壳和第二睑式外壳均为眼珠形保护罩的1/4。这样使得第一睑式外壳和第二睑式外壳两者闭合能够充分覆盖眼珠形保护罩裸漏的面积，以达到全面清洗眼珠形保护罩的目的，最终保证了镜头的清洁性。进一步的，所述第一睑式外壳和第二睑式外壳转动的角度小于或等于60度。这样尽量保证第一睑式外壳和第二睑式外壳的空间利用率，节省镜头清洁的时间，提高镜头清洁的效率。进一步的，所述主控制器还与语音采集模块相连，所述语音采集模块用于采集用户语音信息并传送至主控制器，所述主控制器对接收到的语音信息进行解析并获取相应摄像头操作指令来控制摄像头产生相应动作。本专利技术的该系统在操作上增加语音采集模块，通过主控制器解析并获取相应摄像头操作指令，避免旁人干扰。进一步的，所述眼珠形保护罩为透明玻璃罩。这样摄像头能够采集到腔体内清晰的图像。进一步的，所述清洗液为蒸馏水。这样能够在清洗摄像头的同时，避免清洗液泄漏而对腔体造成损害。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的该基于增强现实的腔镜显示控制系统不需要专门配置服务器，只需将主控制器和显示模块安装在眼镜主体上即可，节省了腔镜系统的占用面积，使得该系统结构简单且便携；无需专人操控摄像头，节约了人力资源，增加了手术操作空间，使操作更加灵活便利，这样能够实现该腔镜显示控制系统在社区乡村推广，提高医疗资源优化配置率。(2)本专利技术利用主控制器对摄像头在不同颜色光源照射下采集的腔体内的图像，并将这些图像进行融合增强处理，再根据融合增强处理后的图像进行重建得到三维深度图像，而且主控制器还与显示模块相连，利用显示模块显示重建后的三维深度图像，这样能够获得360度全景无死角的三维图像，而且能够放大局部图像来清晰显示血管、神经与周围组织结构的解剖关系信息，能够清楚显示观察部位的体积、位置信息，进而得到观察部位的准确坐标，这样在手术过程中，降低了误伤重要组织结构的概率，使腔镜手术操作的精确性更高，创伤更小，更加符合精准医疗的宗旨。(3)本专利技术的该系统还与云端服务器相连，可以实现从术者的视角进行远程实时、实景演示，可以更好的教学及交流；同时具备远程会诊功能，实现优质医疗资源的扁平化配置，更能惠及社区及乡村等基层医疗机构。(4)本专利技术的该系统还设置有摄像头的自动清洗结构，利用微处理器同步向泵体与睑式外壳驱动机构发送驱动信号，使得第一睑式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，其特征在于，包括眼镜主体，所述眼镜主体上安装有主控制器，所述主控制器与摄像头相连；所述摄像头固定在镜头底座，所述镜头底座固定于人体腔体内；所述摄像头外还设置有眼珠形保护罩，所述镜头底座内设置有微处理器；所述微处理器与三轴驱动机构相连，三轴驱动机构与摄像头相连；所述眼镜主体上还设置有眼睛动作采集模块，其用于实时采集眼睛动作信息并传送至微处理器，再由微处理器控制三轴驱动机构来驱动摄像头360度无死角地实时采集人体腔体内的图像信息；所述摄像头周围还设置有光源模块，其包括至少三种颜色光源；所述光源模块与微处理器相连，由微处理器来控制光源模块交替发光以照射至人体腔体内；所述主控制器，还用于接收所述摄像头采集的不同颜色光源照射下的腔体内的图像，并将所述图像进行融合增强处理，再根据融合增强处理后的图像进行重建得到三维深度图像；所述主控制器还与显示模块相连，所述显示模块安装在眼镜主体上，用于显示重建后的三维深度图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，其特征在于，包括眼镜主体，所述眼镜主体上安装有主控制器，所述主控制器与摄像头相连；所述摄像头固定在镜头底座，所述镜头底座固定于人体腔体内；所述摄像头外还设置有眼珠形保护罩，所述镜头底座内设置有微处理器；所述微处理器与三轴驱动机构相连，三轴驱动机构与摄像头相连；所述眼镜主体上还设置有眼睛动作采集模块，其用于实时采集眼睛动作信息并传送至微处理器，再由微处理器控制三轴驱动机构来驱动摄像头360度无死角地实时采集人体腔体内的图像信息；所述摄像头周围还设置有光源模块，其包括至少三种颜色光源；所述光源模块与微处理器相连，由微处理器来控制光源模块交替发光以照射至人体腔体内；所述主控制器，还用于接收所述摄像头采集的不同颜色光源照射下的腔体内的图像，并将所述图像进行融合增强处理，再根据融合增强处理后的图像进行重建得到三维深度图像；所述主控制器还与显示模块相连，所述显示模块安装在眼镜主体上，用于显示重建后的三维深度图像。2.如权利要求1所述的一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，其特征在于，所述主控制器还与云端服务器相连，所述云端服务器与远程监控终端相连。3.如权利要求1所述的一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，其特征在于，所述眼珠形保护罩两侧还设置有第一睑式外壳和第二睑式外壳，眼珠形保护罩的外侧面光滑且分别与第一睑式外壳和第二睑式外壳的内侧面贴合，所述第一睑式外壳和第二睑式外壳安装于镜头底座上。4.如权利要求3所述的一种基于增强现实的腔镜显示控制系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙殿珉，成金玲，张跃忠，赵鑫，
申请(专利权)人：山东省肿瘤防治研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37