一种基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统技术方案

本发明专利技术公开基于混合现实的手术辅助头盔，头盔主体包括一体成型的功能部和佩戴部，功能部前侧为目镜显示屏，内置集成辅助控制模块与功能按钮和目镜显示屏连接；辅助控制模块包括数据传输模块、电源模块、处理器模块、存储模块、显示模块、语音控制模块、手势控制模块、录像模块和执行模块，数据传输模块用于后台信号的双向传输，处理器模块进行信号处理并与各模块传输信号，控制模块由功能按钮实现操作；本发明专利技术的基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统，通过开发辅助头盔及辅助系统，实现双向控制，便于操作者的手眼协调操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统
本专利技术涉及手术辅助器械
，具体的涉及一种基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统。
技术介绍
20世纪以来，以腔镜技术为代表的微创手术技术发展迅速，微创手术与传统的手术相比，其具有创伤小、恢复快、麻醉时间短等优点，因此微创手术得到广泛的应用和发展。然而由于微创手术本身的特点，医生只能通过内窥镜看到病人体内的局部状况，这样对于医生来说手术难度大大加大，而且对经验值的依赖比传统的手术要高，所以对医生来说，术前规划十分重要。混合现实(MR，MixedReality)指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境，在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。混合现实的实现需要在一个能与现实世界各事物相互交互的环境中，如果一切事物都是虚拟的那就是虚拟现实(VR)，如果展现出来的虚拟信息只能简单叠加在现实事物上，那就是增强现实(AR)；MR的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取。MR混合现实技术是一项前沿的创新技术，它在医疗领域的应用也初具规模，目前也有相关的报道和文献表明，很多科研工作者正在开发相应的产品和方法，如：CN108938087A基于混合现实的手术导航方法，通过预先对病变进行标注，比如肿瘤的位置，可以智能的找到每一个角度对应的开口位置，并且自动预测开口大小；医生通过透视，根据血管分布，可以选择一个最佳的方案进行手术，该专利技术在术前模拟和规划上有着重大的研究价值；CN104992582B一种基于混合现实的医学微创手术训练系统，通过混合现实的手术过程，实现了真实感很强的医学微创手术的训练，为医院和医学院校提供了良好的训练平台；但是，现有技术中的混合现实设备的使用一般需要依托计算机等硬件，使用的便携性还存在问题，在术前规划和术中导航过程中，现有技术的混合现实设备，一般需要计算机显示或者投影获取图像，医生在操作时如果边看着图像投影边操作，协调性也容易出问题，而如果能通过将实际看到的图像与混合现实的图像结合在眼前，那么对于此类技术在术前规划和术中导航以及教学应用过程都将得到改善。综上所述，现有技术的缺陷在于：目前基于混合现实技术在应用于术前规划和术中导航以及教学应用过程中，显示混合现实图像内容需要依托于计算机或投影，在操作过程中操作者很难实现手眼协调。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统，通过开发辅助头盔及辅助系统，实现双向控制，便于操作者的手眼协调操作。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种基于混合现实的手术辅助头盔，包括头盔主体，所述头盔主体包括一体成型的功能部和佩戴部，所述功能部包括上端的功能按钮和前侧的目镜显示屏，功能部内置集成辅助控制模块与功能按钮和目镜显示屏连接；所述辅助控制模块包括数据传输模块、电源模块、处理器模块、存储模块、显示模块、语音控制模块、手势控制模块、录像模块和执行模块，数据传输模块用于后台信号的双向传输，处理器模块进行信号处理并与各模块传输信号，控制模块由功能按钮实现操作。进一步的，所述佩戴部为环状佩戴部，环状佩戴部后侧开环并连接调节带，内侧安装弹性衬垫。进一步的，所述功能按钮包括电源按钮、显示调节按钮、语音控制按钮、录像模块和手势控制按钮。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统；所述辅助系统包括：混合现实处理模块：用于采集数据建立三维模型，并通过采集实时数据与三维模型深度融合；辅助控制模块：内置于辅助头盔，用于实现辅助头盔的数据传输、现实、存储、录制及双向控制；数据传输模块：用于实现混合现实模块与辅助控制模块的双向信号传输。进一步的，所述辅助控制模块包括：处理器模块：用于运算、处理所接受到的信号、指令；同时调配对应的执行元件进行指令下达、信号传输；存储模块：用于存储录像模块记录的信息；显示模块：用于显示混合现实处理模块传输的信号，并在目镜显示屏显示；语音控制模块和手势控制模块：用于实现语音或手势对各执行模块的控制。进一步的，所述基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统，通过混合现实处理模块进行建模数据与实时影像数据深度融合，通过数据传输至辅助头盔的辅助控制模块，经信号传输、处理，进而由显示模块进行实时显示，同时通过相应模块语言、手势控制。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统在术前规划模拟中的应用。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统在术中导航中的应用。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统在手术教学及交流中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术的基于混合现实的手术辅助头盔，头盔主体包括一体成型的功能部和佩戴部，功能部前侧为目镜显示屏，内置集成辅助控制模块与功能按钮和目镜显示屏连接；辅助控制模块包括数据传输模块、电源模块、处理器模块、存储模块、显示模块、语音控制模块、手势控制模块、录像模块和执行模块，数据传输模块用于后台信号的双向传输，处理器模块进行信号处理并与各模块传输信号，控制模块由功能按钮实现操作；本专利技术的基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统，通过辅助头盔的辅助控制模块及混合现实处理模块的配合，通过混合现实处理模块进行建模数据与实时影像数据深度融合，通过数据传输至辅助头盔的辅助控制模块，经信号传输、处理，进而由显示模块进行实时显示，同时通过相应模块语言、手势控制；本专利技术的基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统，通过目镜显示屏直观的将深度融合的视频信息或者构建的三维模型显示，同时操作者不需要再看其它显示元件，直观的进行操作，极大提高了协调性和便携性，通过混合现实处理模块作为后台运行，通过辅助头盔进行双向的调节，可以实现语音控制、手势控制等功能；本专利技术的基于混合现实的手术辅助头盔及辅助系统，通过开发辅助头盔及辅助系统，实现双向控制，便于操作者的手眼协调操作。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所述基于混合现实的手术辅助头盔的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述辅助控制模块的结构框图；图3为本专利技术实施例所述基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统的结构框图；附图中，各部件的标号为：1-头盔主体，101-功能部，102-佩戴部，103-功能按钮，104-目镜显示屏，105-弹性衬垫。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合现实的手术辅助头盔，其特征在于：包括头盔主体，所述头盔主体包括一体成型的功能部和佩戴部，所述功能部包括上端的功能按钮和前侧的目镜显示屏，功能部内置集成辅助控制模块与功能按钮和目镜显示屏连接；/n所述辅助控制模块包括数据传输模块、电源模块、处理器模块、存储模块、显示模块、语音控制模块、手势控制模块、录像模块和执行模块，数据传输模块用于后台信号的双向传输，处理器模块进行信号处理并与各模块传输信号，控制模块由功能按钮实现操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实的手术辅助头盔，其特征在于：包括头盔主体，所述头盔主体包括一体成型的功能部和佩戴部，所述功能部包括上端的功能按钮和前侧的目镜显示屏，功能部内置集成辅助控制模块与功能按钮和目镜显示屏连接；
所述辅助控制模块包括数据传输模块、电源模块、处理器模块、存储模块、显示模块、语音控制模块、手势控制模块、录像模块和执行模块，数据传输模块用于后台信号的双向传输，处理器模块进行信号处理并与各模块传输信号，控制模块由功能按钮实现操作。


2.如权利要求1所述的基于混合现实的手术辅助头盔，其特征在于：所述佩戴部为环状佩戴部，环状佩戴部后侧开环并连接调节带，内侧安装弹性衬垫。


3.如权利要求1所述的基于混合现实的手术辅助头盔，其特征在于：所述功能按钮包括电源按钮、显示调节按钮、语音控制按钮、录像模块和手势控制按钮。


4.如权利要求1-3任意一项所述的基于混合现实的手术辅助头盔的辅助系统，其特征在于：
所述辅助系统包括：
混合现实处理模块：用于采集数据建立三维模型，并通过采集实时数据与三维模型深度融合；
辅助控制模块：内置于辅助头盔，用于实现辅助头盔的数据传输、现实、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峻峰，李伟，彭方成，晋云，先洪玉，唐继，
申请(专利权)人：云南省第一人民医院，王峻峰，李伟，
类型：发明
国别省市：云南;53