一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统及其成像方法

本发明涉及医学图像处理，特别是涉及一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统及其成像方法，能够精准成像脊柱内镜操作过程中目标对象的成像情况。

背景技术：

1、随着医学影像技术的发展，医生可借助于患者的ct/mr影像材料，并根据患者的实际病灶情况，制定合理的手术规划。在脊柱疾病方面的操作中，往往借助于脊柱内镜系统进行操作，以实时可以观察内镜的到达部位及周围组织的情况，对操作人员提供了良好的指引辅助作用。

2、为了实现更精准的操作，现有技术中，通常预先根据患者的影像材料对目标对象进行成像，并将脊柱内镜系统的图像结合到预先获得的患者建模结构中，通过显示屏显示，医生在操作过程中，通过观察显示屏幕上的显示直到实际操作。这种处理方式，医生需要根据显示屏幕的显示进行操作，对现实对象的直观感受不明显，并且要不断观察屏幕中的显示进行操作，不能直观准确地进行操作。

3、因此，针对现有技术不足，提供一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统及其成像方法以克服现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，具有直观、精确的特点。

2、本发明的目的通过以下技术措施实现。

3、提供一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，设置有：

4、一透视实体形成单元，将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加，形成透视实体叠加图像；

5、一脊柱内镜，设置有5g信号发送单元，所述脊柱内镜在进入脊柱操作部位过程中进行操作成像得到操作成像，并将所述操作成像通过5g信号发送单元发送至匹配处理系统；

6、匹配处理系统，将操作成像结果匹配到透视实体叠加图像中获得匹配图像，并将匹配图像输入到增强现实vr眼镜；

7、一增强现实vr眼镜，显示匹配图像，形成在脊柱内镜操作过程中，vr眼镜中显示的是实体对象的操作效果。

8、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，目标对象的三维重建模型基于影像、ct重建方法、x射线成像的图像获得。

9、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加形成透视实体叠加图像的具体过程如下：

10、选择三维重建模型中三个以上的特征点；

11、选择目标对象上对应特征点的位置作为实际参照点；

12、将实际参照点与特征点一一对应，判定目标对象实体与三维重建模型位置匹配；

13、在位置匹配后，将三维重建模型图像叠加到实体图像中，形成透视效果。

14、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，根据实际参照点建立空间坐标体系，记录脊柱内镜成像端在空间坐标体系中的坐标位置；根据脊柱内镜成像端的空间坐标位置，将操作成像叠加到到透视实体叠加图像中获得匹配图像。

15、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，所述匹配处理系统还实时获取所述增强现实vr眼镜的位置，根据所述增强现实vr眼镜的位置变化调整输送的匹配图像。

16、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，所述增强现实vr眼镜设置有位置参照物，所述匹配处理系统获取位置操作物的实时位置确定所述增强现实vr眼镜的实际位置。

17、优选的，上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，所述增强现实vr眼镜为微软hololens 2增强现实vr眼镜。

18、本发明还提供一种增强现实透视成像方法，采用上述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统获得成像。

19、优选的，上述增强现实透视成像方法，透视实体形成单元将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加，形成透视实体叠加图像；

20、脊柱内镜在进入脊柱操作部位过程中进行操作成像得到操作成像，并将所述操作成像通过5g信号发送单元发送至匹配处理系统；

21、匹配处理系统将操作成像结果匹配到透视实体叠加图像中获得匹配图像，并将匹配图像输入到增强现实vr眼镜；

22、强现实vr眼镜显示匹配图像，形成在脊柱内镜操作过程中，vr眼镜中显示的是实体对象的操作效果。

23、本发明的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统及其成像方法，透视实体形成单元将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加，形成透视实体叠加图像；脊柱内镜在进入脊柱操作部位过程中进行操作成像得到操作成像，并将所述操作成像通过5g信号发送单元发送至匹配处理系统；匹配处理系统将操作成像结果匹配到透视实体叠加图像中获得匹配图像，并将匹配图像输入到增强现实vr眼镜；强现实vr眼镜显示匹配图像，形成在脊柱内镜操作过程中，vr眼镜中显示的是实体对象的操作效果。本发明的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统将目标对象图像叠加形成类似“透视眼”的效果，操作者通过强现实vr眼镜能透视皮肤或者组织看到需要的器官、骨骼、血管、神经等分布，方便手术操作，降低手术风险。

24、说明书附图

25、利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

26、图1是本发明一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统的结构示意图。

技术特征：

1.一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于，设置有：

2.根据权利要求1所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：目标对象的三维重建模型基于影像、ct重建方法、x射线成像的图像获得。

3.根据权利要求1所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加形成透视实体叠加图像的具体过程如下：

4.根据权利要求3所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：根据实际参照点建立空间坐标体系，记录脊柱内镜成像端在空间坐标体系中的坐标位置；根据脊柱内镜成像端的空间坐标位置，将操作成像叠加到到透视实体叠加图像中获得匹配图像。

5.根据权利要求4所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：所述匹配处理系统还实时获取所述增强现实vr眼镜的位置，根据所述增强现实vr眼镜的位置变化调整输送的匹配图像。

6.根据权利要求5所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：所述增强现实vr眼镜设置有位置参照物，所述匹配处理系统获取位置操作物的实时位置确定所述增强现实vr眼镜的实际位置。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统，其特征在于：所述增强现实vr眼镜为微软hololens 2增强现实vr眼镜。

8.一种增强现实透视成像方法，其特征在于：采用权利要求1至7任意一项所述的可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统获得成像。

9.根据权利要求8所述的增强现实透视成像方法，其特征在于：

技术总结
一种可穿戴式增强现实一体化脊柱内镜系统及其成像方法，透视实体形成单元将预先获得的目标对象的三维重建模型与手术视野的目标对象实体匹配叠加，形成透视实体叠加图像；脊柱内镜在进入脊柱操作部位过程中进行操作成像得到操作成像，并将所述操作成像通过5G信号发送单元发送至匹配处理系统；匹配处理系统将操作成像结果匹配到透视实体叠加图像中获得匹配图像，并将匹配图像输入到增强现实VR眼镜；强现实VR眼镜显示匹配图像，形成在脊柱内镜操作过程中，VR眼镜中显示的是实体对象的操作效果。操作者通过强现实VR眼镜能透视皮肤或者组织看到需要的器官、骨骼、血管、神经等分布，方便手术操作，降低手术风险。

技术研发人员：赵庆豪,黎庆初,陈俊杰,钟恩意
受保护的技术使用者：南方医科大学第三附属医院（广东省骨科研究院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12