[發(fā)明專利]一種基于光學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910052634.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101904770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋志堅(jiān);王滿寧;姚德民;李文生;杜文健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B19/00
• 分類號(hào): A61B19/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 吳桂琴

1.一種基于光學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括：光學(xué)式頭盔顯示器，標(biāo)定板，數(shù)碼照相機(jī)，探針，空間定位儀和計(jì)算機(jī)；所述的光學(xué)式頭盔顯示器顯示增強(qiáng)后的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，所述的標(biāo)定板標(biāo)定光學(xué)式頭盔顯示器的內(nèi)部參數(shù)；數(shù)碼照相機(jī)拍攝標(biāo)定點(diǎn)和光點(diǎn)陣；所述的探針獲取標(biāo)定點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)；所述的空間定位儀發(fā)出紅外線，獲取被跟蹤物體的六個(gè)自由度的三維空間信息；所述的計(jì)算機(jī)，通過(guò)跟蹤模塊接收空間定位儀輸出的六個(gè)自由度的信息，并轉(zhuǎn)換成程序可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)標(biāo)定模塊，識(shí)別所攝數(shù)碼照片中的光點(diǎn)陣及彩色標(biāo)定點(diǎn)，并計(jì)算出所需要的映射關(guān)系，通過(guò)繪制模塊，用于計(jì)算并輸出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息，并繪制在光學(xué)式頭盔顯示器成像平面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的光學(xué)式頭盔顯示器上面固定反光球，用于反射空間定位儀發(fā)出的紅外線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的標(biāo)定板上設(shè)有彩色標(biāo)定點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的探針上設(shè)反光球。

5.一種基于權(quán)利要求1的導(dǎo)航系統(tǒng)的手術(shù)導(dǎo)航方法，其特征是，其包括以下步驟：

1)計(jì)算機(jī)生成光點(diǎn)陣，顯示在光學(xué)式頭盔顯示器顯示屏上；

2)照相機(jī)透過(guò)光學(xué)式頭盔顯示器顯示屏拍攝標(biāo)定板和光點(diǎn)陣；

3)計(jì)算機(jī)識(shí)別所攝數(shù)字圖像中的光點(diǎn)陣和彩色標(biāo)定點(diǎn)，并獲取其二維坐標(biāo)；

4)計(jì)算標(biāo)定點(diǎn)三維空間到光學(xué)式頭盔顯示器成像面二維空間的映射，完成標(biāo)定；

5)根據(jù)所需映射繪制相應(yīng)虛擬信息，顯示在光學(xué)式頭盔顯示器顯示屏上，實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)場(chǎng)景的增強(qiáng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述的光點(diǎn)陣為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成并顯示在光學(xué)式頭盔顯示器顯示屏上的虛擬光點(diǎn)陣，并已知其在光學(xué)式頭盔顯示器顯示屏上的相對(duì)二維坐標(biāo)。