一种医学信息投影系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种医学信息投影系统及方法，该系统包括：结构光模块、处理模块；所述结构光模块包括相机、投影仪；所述处理模块与所述结构光模块通信连接；所述医学信息投影系统的各模块配合实现：所述结构光模块采集目标对象的表面点云；所述处理模块根据模型点云和所述目标对象的表面点云生成待投影图像；所述投影仪将所述待投影图像投影至所述目标对象的表面。本发明专利技术的医学信息投影系统通过结构光模块采集目标对象的表面点云，用于结合模型点云中的待投影点云生成待投影图像，并通过结构光模块的投影仪将待投影图像投影到目标对象的表面，实现了高效、精准的投影，方便用户直接在目标对象表面上观察到医学信息。对象表面上观察到医学信息。对象表面上观察到医学信息。

【技术实现步骤摘要】
一种医学信息投影系统及方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种医学信息投影系统及方法。

技术介绍

[0002]目前在针对患者制定治疗方案时，通常在基于术前影像建立的三维模型中讨论、规划手术方案，屏幕中的显示视野受限，且与真实患者存在视觉差异，医生感受不够直观。另外，术中通常通过手术导航定位系统对医生进行手术引导，例如，将手术器械在三维模型中显示，以引导医生调整手术器械位置，这种引导方式下医生需要不断在手术部位和屏幕之间切换视线，导致手术操作不连贯且容易疲劳。
[0003]对于现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种医学信息投影系统以解决或至少部分解决现有技术的上述缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种医学信息投影系统，用以解决现有技术中医生观察三维模型不够直观，需要反复在手术部位和屏幕之间切换，容易导致手术操作不连贯的缺陷。
[0005]本专利技术提供一种医学信息投影系统，包括：结构光模块、处理模块；
[0006]所述结构光模块包括相机、投影仪；
[0007]所述处理模块与所述结构光模块通信连接；
[0008]所述医学信息投影系统的各模块配合实现：所述结构光模块采集目标对象的表面点云；所述处理模块根据模型点云和所述目标对象的表面点云生成待投影图像，其中，所述模型点云是所述目标对象对应的三维点云，所述模型点云中包含所述待投影点云；所述投影仪将所述待投影图像投影至所述目标对象的表面。
[0009]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，系统还包括固定装置，所述固定装置为固定连接结构或是与安装位置相配合的安装结构，用于将所述结构光模块固定在所需位置；
[0010]或，系统还包括机械臂，所述机械臂与所述处理模块通信连接，用于根据所述处理模块的控制指令带动所述结构光模块运动到所需位置。
[0011]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述处理模块包括存储器、处理器，所述处理器加载所述存储器中存储的计算机程序，以实现：
[0012]S11、获取所述目标对象的表面点云；其中，所述目标对象的表面点云是所述结构光模块采集得到的；
[0013]S12、根据所述模型点云和所述结构光模块的位置，生成所述待投影点云在目标对象表面对应的第一落点点云；
[0014]S13、根据所述第一落点点云，结合所述目标对象的表面点云及所述目标对对象的表面点云的采集过程，生成待投影图像；
[0015]S14、向所述投影仪发送所述待投影图像，使得所述投影仪将所述待投影图像投影
至所述目标对象的表面。
[0016]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述待投影点云通过如下方式获取：
[0017]获取待投影区域；其中，所述待投影区域是所述目标对象的非表面区域；
[0018]提取所述待投影区域的表面点，得到所述待投影点云。
[0019]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S12包括：
[0020]S121、判断所述待投影点云类型；
[0021]在所述待投影点云是所述目标对象的表面点云的情况下，执行如下操作：
[0022]S122、将所述待投影点云确定为所述第一落点点云；
[0023]S123、将所述模型点云与所述结构光模块统一至同一坐标系。
[0024]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S12包括：
[0025]S121、判断所述待投影点云类型；
[0026]在所述待投影点云是所述目标对象的非表面点云的情况下，执行如下操作：
[0027]S125、将所述模型点云与所述结构光模块统一至同一坐标系；
[0028]S126、在该同一坐标系下结合所述投影仪的所处位置处理所述模型点云，得到所述待投影点云在目标对象的表面曲面上对应的第一落点点云。
[0029]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S125包括：
[0030]将所述目标对象的表面点云与所述模型点云配准，得到所述模型点云坐标系与所述结构光坐标系之间的转换关系；
[0031]根据模型点云坐标系与所述结构光坐标系之间的转换关系，将所述模型点云与所述结构光模块转换至同一坐标系。
[0032]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S11之前包括：控制机械臂带动所述结构光模块对所述目标对象采集结构光点云；将所述结构光点云与所述模型点云配准，得到模型点云坐标系与机械臂坐标系的转换关系；其中，所述机械臂安装或集成有所述结构光模块；
[0033]相应地，所述S125包括：根据所述模型点云坐标系与所述机械臂坐标系之间的转换关系以及机械臂的当前投影姿态，将所述模型点云与所述结构光模块转换至同一坐标系。
[0034]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S126，包括：
[0035]根据该同一坐标系下所述投影仪的位置，将所述投影仪抽象为一个点，并与该同一坐标系下的所述待投影点云中的每一点连线，各连线与所述目标对象的表面曲面的交点构成所述第一落点点云。
[0036]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S13，包括：
[0037]根据所述第一落点点云，从所述目标对象的表面点云中确定出与所述第一落点点云所在区域对应的第二落点点云；
[0038]根据所述第二落点点云，结合所述目标对象的表面点云的采集过程，生成所述待投影图像。
[0039]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述根据所述第一落点点云，从所述目标对象的表面点云中确定出与所述第一落点点云所在区域对应的第二落点点云，包括：
[0040]对所述目标对象的表面点云建立搜索树，对于所述第一落点点云中的每一点，在
所述搜索树中搜索最邻近点，各最邻近点即构成所述第二落点点云。
[0041]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述根据所述第二落点点云，结合所述目标对象的表面点云的采集过程，生成所述待投影图像，包括：
[0042]生成与所述目标对象的表面点云采集过程中投影的二维图案等分辨率的空白二维图；
[0043]对于所述第二落点点云中的每一点，根据所述目标对象的表面点云采集过程中投影的二维图案中的像素点与生成的三维点之间的对应关系，确定出所述第二落点点云中该点对应的二维点坐标，并添加到所述空白二维图中，最终得到所述待投影图像。
[0044]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述S13包括：
[0045]当需要投影的是点时，对所述待投影图像中需投影的点突出显示；和/或，
[0046]当需要投影的是轮廓时，连接所述待投影图像中的外围点；和/或，
[0047]当需要投影的是区域时，对所述待投影图像进行形态学处理。
[0048]根据本专利技术提供的一种医学信息投影系统，所述医学信息投影系统包括多个所述结构光模块，以实现多角度的医学信息投影。
[0049]本专利技术还提供一种医学信息投影系统，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医学信息投影系统，其特征在于，包括：结构光模块、处理模块；所述结构光模块包括相机、投影仪；所述处理模块与所述结构光模块通信连接；所述医学信息投影系统的各模块配合实现：所述结构光模块采集目标对象的表面点云；所述处理模块根据模型点云和所述目标对象的表面点云生成待投影图像，其中，所述模型点云是所述目标对象对应的三维点云，所述模型点云中包含所述待投影点云；所述投影仪将所述待投影图像投影至所述目标对象的表面。2.根据权利要求1所述的医学信息投影系统，其特征在于，系统还包括固定装置，所述固定装置为固定连接结构或是与安装位置相配合的安装结构，用于将所述结构光模块固定在所需位置；或，系统还包括机械臂，所述机械臂与所述处理模块通信连接，用于根据所述处理模块的控制指令带动所述结构光模块运动到所需位置。3.根据权利要求1所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述处理模块包括存储器、处理器，所述处理器加载所述存储器中存储的计算机程序，以实现：S11、获取所述目标对象的表面点云；其中，所述目标对象的表面点云是所述结构光模块采集得到的；S12、根据所述模型点云和所述结构光模块的位置，生成所述待投影点云在目标对象表面对应的第一落点点云；S13、根据所述第一落点点云，结合所述目标对象的表面点云及所述目标对对象的表面点云的采集过程，生成待投影图像；S14、向所述投影仪发送所述待投影图像，使得所述投影仪将所述待投影图像投影至所述目标对象的表面。4.根据权利要求3所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述待投影点云通过如下方式获取：获取待投影区域；其中，所述待投影区域是所述目标对象的非表面区域；提取所述待投影区域的表面点，得到所述待投影点云。5.根据权利要求3所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S12包括：S121、判断所述待投影点云类型；在所述待投影点云是所述目标对象的表面点云的情况下，执行如下操作：S122、将所述待投影点云确定为所述第一落点点云；S123、将所述模型点云与所述结构光模块统一至同一坐标系。6.根据权利要求3所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S12包括：S121、判断所述待投影点云类型；在所述待投影点云是所述目标对象的非表面点云的情况下，执行如下操作：S125、将所述模型点云与所述结构光模块统一至同一坐标系；S126、在该同一坐标系下结合所述投影仪的所处位置处理所述模型点云，得到所述待投影点云在目标对象的表面曲面上对应的第一落点点云。7.根据权利要求6所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S125包括：将所述目标对象的表面点云与所述模型点云配准，得到所述模型点云坐标系与所述结
构光坐标系之间的转换关系；根据模型点云坐标系与所述结构光坐标系之间的转换关系，将所述模型点云与所述结构光模块转换至同一坐标系。8.根据权利要求6所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S11之前包括：控制机械臂带动所述结构光模块对所述目标对象采集结构光点云；将所述结构光点云与所述模型点云配准，得到模型点云坐标系与机械臂坐标系的转换关系；其中，所述机械臂安装或集成有所述结构光模块；相应地，所述S125包括：根据所述模型点云坐标系与所述机械臂坐标系之间的转换关系以及机械臂的当前投影姿态，将所述模型点云与所述结构光模块转换至同一坐标系。9.根据权利要求6所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S126，包括：根据该同一坐标系下所述投影仪的位置，将所述投影仪抽象为一个点，并与该同一坐标系下的所述待投影点云中的每一点连线，各连线与所述目标对象的表面曲面的交点构成所述第一落点点云。10.根据权利要求3所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述S13，包括：根据所述第一落点点云，从所述目标对象的表面点云中确定出与所述第一落点点云所在区域对应的第二落点点云；根据所述第二落点点云，结合所述目标对象的表面点云的采集过程，生成所述待投影图像。11.根据权利要求10所述的医学信息投影系统，其特征在于，所述根据所述第一落点点云，从所述目标对象的表面点...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷雅唯，刘文博，张文露，
申请(专利权)人：华科精准北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：