CN204636276U - 一种穿戴型腔镜虚拟显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种腔镜显示系统，尤其是涉及一种穿戴型腔镜虚拟显示系统，包括一医用内窥镜系统和一OLED虚拟眼镜，内窥镜系统包括内窥镜本体和主机，所述内窥镜本体插入部前端设置有一对并列的摄像头；所述主机包括单片机系统、无线信号发射/接收装置和图像处理系统，所述图像处理系统将所述两个摄像头得到的高清图像，通过主机天线发送出去；OLED虚拟眼镜包括两片OLED镜片、电池、图像显示芯片、音频芯片、无线信号发射/接收天线、微型麦克风及扬声器、模式切换开关等，其中所述无线信号发射/接收天线与所述图像显示芯片、音频芯片连接，用于接收所述主机的无线信号；所述图像显示芯片与所述两片OLED镜片连接，所述微型麦克风及扬声器与所述音频芯片连接。

Description

一种穿戴型腔镜虚拟显示系统

技术领域

本实用新型涉及一种腔镜显示系统，尤其是涉及一种穿戴型腔镜虚拟显示系统。

背景技术

电子腔镜与电子胃镜类似，是一种带有微型摄像头的器械，新型的腔镜手术就是利用电子腔镜及其相关器械进行的手术：使用冷光源提供照明，将电子腔镜镜头(直径为3～10mm)插入腔内，运用数字摄像技术使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，对病人的病情进行分析判断，并且运用特殊的腔镜器械进行手术。

在医疗设备飞速发展的同时，腔镜不可避免的产生了以下问题：

第一.医生在做手术时需要实时监视病人的病灶，然而监视器往往不在医生最舒适的角度，需要扭头或者转过身去看监视器。扭头或者转过身去看监视器，同时还要操纵医疗器械，手术时间长了医生容易疲劳，容易患颈椎病。这样不但使得医生在手术时候的灵活性大大降低，同时也增加了手术的危险系数，给手术带来了极大的不便。

第二.医生需要保存手术画面和视频片段，通常医生双手握着器械不方便去按一些按钮。医生在需要录像或者拍照的时候，需要由助手按照医生的提示去完成，从医生发出指令到助手按照医生的意思操纵仪器时，会错过最佳拍摄时机。因此要想得到医生的满意效果需要和助手长时间的磨合，这样浪费了时间和医疗资源。

第三.传统的手术当中,主刀医生在了解病患详情后，依据显示的二维视频信息，并依据其多年的手术经验制定手术的大致方案，在实际手术过程中不断的进行修正，一直到手术结束。由于无法判断病灶的准确位置，难以确定人体内部各个器官的准确厚度和精确的相对位置，这样给医生带来了很大的障碍，这样手术过于依赖主刀医生个人的临床经验和技能，而且还有很大的随机因素，会误伤领近病灶的正常组织，给手术带来了很大的麻烦，也给主刀医生的培训增加了难度。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本实用新型提供一种穿戴型腔镜虚拟显示系统，以解决上述现有技术存在的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种穿戴型腔镜虚拟显示系统，包括一医用内窥镜系统和一OLED虚拟眼镜，所述医用内窥镜系统包括内窥镜本体和主机，所述内窥镜本体插入部前端设置有一对并列的摄像头，所述两个摄像头分别与所述主机相连；所述主机包括单片机系统、无线信号发射/接收装置和图像处理系统，所述图像处理系统将所述两个摄像头得到的高清图像进行编码处理，通过主机天线发送出去；所述OLED虚拟眼镜包括两片OLED镜片、电池、图像显示芯片、音频芯片、无线信号发射/接收天线、微型麦克风及扬声器，其中所述无线信号发射/接收天线与所述图像显示芯片、音频芯片连接，用于接收所述主机的无线信号；所述图像显示芯片与所述两片OLED镜片连接，所述微型麦克风及扬声器与所述音频芯片连接；所述电池为整个OLED立体眼镜供电。

工作原理：本产品要解决的问题是：1、通过使用微型投影仪技术，将传统的医疗监视器屏幕显示改为佩戴式，将显示屏浓缩在小小的眼镜镜片上，从而取代传统的监视器，实现2D图像在眼镜上的呈现，同时还可以利用人眼立体成像原理，通过高清图像编码差时发送至2块OLED面板，来模拟人眼立体成像，这个使得能够观看到立体3D，采用了宽动态色彩还原引擎并加入增强型图像过滤引擎，色彩呈现比以前更为出色，且能够支持20Hz到60Hz的高清影像输入，意味着全面兼容视频输入播放。根据医疗成像对色彩真实性的要求，针对性的修改显示参数，使得能够完美还原真实的手术病灶情景。

因此，本产品通过使用微型投影仪技术，将传统的医疗监视器屏幕显示改为OLED立体眼镜，利用人眼立体成像原理，采用2块OLED面板，可实现2D画面到3D图像的转化，来模拟人眼立体成像，从而取代传统的监视器，这样医生在做手术时候，不需要扭动脖子，随时都能观看内窥镜传回的视频信号，该眼镜能够选择观看到平面2D或立体3D，采用了14bit的色彩还原引擎并加入增强型图像过滤引擎，色彩呈现比以前更为出色，且能够支持20Hz到60Hz的高清影像输入，意味着全面兼容视频输入播放，根据医疗成像对色彩真实性的要求，针对性的修改显示参数，使得能够完美还原真实的手术病灶情景。2、本产品使用语音、按键双线控制的方式，医生在手术时，只需要通过语音来实现拍照和视频录制，这样就解放了医生的双手。

有益效果：

1、医生手术时随时随地都能看病人病灶，不需要扭头去看屏幕；

2、医生可以很方便的通过眼镜观看2D或3D立体图像，立体的医学图像能够更准确直观地表现人体的组织结构,使医生可以详细了解各解剖结构的空间关系,对病灶进行更好的观察和定位。

3、手术录像时可以添加语音录像，并且通过语音控制，解放医生的双手。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为OLED立体眼镜的结构示意图，

图2为内窥镜的主视图，

图3为内窥镜插入部的局部视图，

图4为主机的立体视图。

图中：1.电池,2.图像显示芯片、音频芯片的集成区域,3.无线信号发射/接收天线,4.微型麦克风,5.扬声器,6.OLED镜片,7.控制按钮，8.内窥镜本体，9.定位标记点，10.摄像头，11主机天线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图2、3所示，一种穿戴型腔镜虚拟显示系统，包括一医用内窥镜系统和一OLED虚拟眼镜，该系统包括内窥镜本体8和主机，内窥镜本体8插入部前端设置有一对并列的摄像头10，两个摄像头10分别与主机相连；主机包括单片机系统、无线信号发射/接收装置和图像处理系统，图像处理系统将两个摄像头10得到的高清图像进行编码处理，通过主机天线11发送出去(如图4所示)。无线信号发射/接收装置可采用市售的蓝牙模块、wifi或物联网芯片等现有部件。

如图1所示，OLED虚拟眼镜包括两片OLED镜片6、电池1、图像显示芯片、音频芯片、无线信号发射/接收天线3、微型麦克风4及扬声器5，其中无线信号发射/接收天线3与图像显示芯片、音频芯片连接，用于接收主机的无线信号，与外界进行数据交换，采用高速无线数据传输系统，使得视频传送更加迅速和高效，语音交互更加流畅；图像显示芯片与两片OLED镜片6连接，微型麦克风4、扬声器5与音频芯片连接，微型麦克风4用了目前先进的声音采集和识别技术，声音采集无失真；扬声器5额定谐波失真小在1％以下，具有良好的主管听感。采用低功耗技术，在很小的功耗下，能够获得更好的的音质，使得整机续航能力更长。电池为1整个OLED虚拟眼镜供电，该电池采用高容量锂离子电池，电池体积只有7号电池的十二分之一乃至更小。电池容量大于750毫安时，续航能达一天。2为图像显示芯片、音频芯片的集成区域，由于采用了先进的电池管理技术和低功耗控制器芯片，使得电池的续航能力更长。7为眼镜的控制按钮。

人眼观察物体的时候,因双眼在空间距离约6.5cm，使得两个眼睛所观察到的图像会存在细微的差别,即存在视差。在两个眼睛观察到两幅具有视差的图像后,大脑则通过对两幅图像进行比对,获取物体的深度信息,然后经过复杂的处理,最终在大脑中形成被观察物体的立体影像。

本产品使用双摄像头(如图2所示)来模拟左右眼所看到的物体，内窥镜本体8将采集的视频信号传入主机，通过程序捕获视频图像并处理。OLED镜片6是眼镜的核心部位，采集过来的图像经过图像处理芯片处理后，送至OLED虚拟眼镜，OLED虚拟眼镜的图像显示芯片根据送来的数据进行处理，然后用两个OLED镜片将两个摄像头得到的影像分别投射至人眼之中，相当于在人眼前放置一个微小的投影仪系统，其视觉效果相当于在20厘米的距离观看30英寸的屏幕。

综上，本实用新型的原理就是通过高清主机采用双摄像头采集图像，并通过无线装置进行发送至OLED虚拟眼镜，通过OLED虚拟眼镜的图像显示芯片根据送来的数据进行处理，选择同步或时差影像投影到人眼以形成2D或3D立体高清图像。

使用时，把匹配的内窥镜组装好通电，将图1中的眼镜佩戴好，戴好眼镜后，眼镜开机后并自动寻找并与内窥镜的主机相连接，连接后自动显示主机传送的视频图像，需要录制语音信息时说“开启录制声音”即可自动录制音视频信号，并在眼镜屏幕上显示录音已开启，几秒后录音已开启自动消失。

在3D立体图像开始模式下，默认开启手术立体导航定位系统时，事先在标准手术器械(如图2所示)添加了多个特殊的定位标记点9，并精确测得手术器械与标记点9之间的相对位置和方向关系，在手术进行中，手术立体导航定位系统就是通过对标记点9的定位，推知手术器械当前的位置和运动方向。通过OLED立体眼镜显示出病人手术部位合成后的三维立体视频，视频包括术前制定的手术路径规划，和程序计算后重建获得的手术器械模型和目前所在的位置。医生和助手可以通过立体眼镜观察手术部位和手术器械的相对位置，然后根据术前所作的路径规划，避开重要的功能区、神经以及血管，选择安全的手术路径。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种穿戴型腔镜虚拟显示系统，其特征在于：包括一医用内窥镜系统和一OLED虚拟眼镜，所述医用内窥镜系统包括内窥镜本体和主机，所述内窥镜本体插入部前端设置有一对并列的摄像头，所述两个摄像头分别与所述主机相连；所述主机包括单片机系统、无线信号发射/接收装置和图像处理系统，所述图像处理系统将所述两个摄像头得到的高清图像进行编码处理，通过主机天线发送出去；所述OLED虚拟眼镜包括两片OLED镜片、电池、图像显示芯片、音频芯片、无线信号发射/接收天线、微型麦克风及扬声器，其中所述无线信号发射/接收天线与所述图像显示芯片、音频芯片连接，用于接收所述主机的无线信号；所述图像显示芯片与所述两片OLED镜片连接，所述微型麦克风及扬声器与所述音频芯片连接；所述电池为整个OLED虚拟眼镜供电。