[發(fā)明專利]基于平板電腦的手術(shù)導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210180342.7
• 申請(qǐng)日: 2012-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN103445863A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋志堅(jiān);姚德民;王滿寧;李舫;鄧薇薇
• 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;G06F19/00
• 代理公司: 上海元一成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31268
• 代理人: 譚震威;吳桂琴

1.基于平板電腦的手術(shù)導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，其特征在于：采用置有用于紅外跟蹤的參考架，屏幕不低于800X600的分辨率，支持多點(diǎn)觸控及手寫輸入，支持Wi-Fi無線連接方式，不低于8小時(shí)電力續(xù)航時(shí)間的平板電腦與改進(jìn)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)excelim-04或者由主計(jì)算機(jī)、紅外定位儀及相關(guān)周邊設(shè)備組成的更高版本的導(dǎo)航儀構(gòu)成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，其特征在于：導(dǎo)航儀與平板電腦通過Wi-Fi無線連接實(shí)時(shí)通信，將導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)發(fā)送到平板電腦上，同時(shí)對(duì)平板電腦拍攝的實(shí)時(shí)手術(shù)視頻圖像進(jìn)行虛擬圖像和實(shí)時(shí)手術(shù)圖像疊加并顯示在平板電腦的屏幕上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)圖像提取特征點(diǎn),建立特征點(diǎn)之間的匹配關(guān)系，根據(jù)圖像上對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)分別為u_i(x_i,y_i)，u_i′(x_i′,y_i，)，則有關(guān)系或表示為V^TF＝0，其中：

F＝[F₁₁,F₁₂,F₁₃,F₂₁,F₂₂,F₂₃,F₃₁,F₃₂,F₃₃]，

V＝[x_i′x_i,x_i′y_i,x_i′ζ,y_i′x_i,y_i′y_i,y_i′ζ,x_iζ,y_iζ,ζ²]，

由此通過至少7個(gè)匹配點(diǎn)關(guān)系即可求得基礎(chǔ)矩陣F；再利用對(duì)極幾何原理得到圖像分別的投影矩陣P和P'，P＝[I|0]，計(jì)算e'以滿足對(duì)極限制e^TF＝0，得到場(chǎng)景的三維重建mine_u(u,PU)²+e_u(u',P'U)²，再利用紅外定位儀獲取場(chǎng)景在平板電腦參考架中的變換關(guān)系T_rm，參考架坐標(biāo)到平板電腦顯示屏的變換關(guān)系T_rc＝T_rm*P'；手術(shù)過程中拍攝病人的實(shí)時(shí)視頻，并且由紅外定位儀實(shí)時(shí)跟蹤手術(shù)探針的空間位置，根據(jù)T_rc計(jì)算出探針在視頻圖像上的位置，并且將病人的術(shù)前數(shù)據(jù)圖像疊加在視頻中病人的相應(yīng)位置上，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于平板電腦的手術(shù)導(dǎo)航和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，其特征在于：所述平板電腦自帶的攝像頭將術(shù)前拍攝的病人圖像用以場(chǎng)景的三維重建。