[發明專利]一種基于VR模型的醫療系統

在審

• 申請號: 201710697164.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN110021445A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 宋航
• 申請（專利權）人: 北京蜂鳥互動科技有限公司
• 主分類號: G16H80/00
• 分類號: G16H80/00;G16H50/50
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 張曉煜

本發明公開了一種基于VR模型的醫療系統，包括：醫學影像單元、3D掃描成像單元、虛擬場景構建單元、虛擬現實成像單元以及數據儲存單元，所述虛擬現實成像單元包括：VR成像單元、數據手套以及偽彩處理單元。本發明中的系統通過將影像數據轉化為先進的臨床診斷、治療及評估資料的實用工具，直接給臨床帶來經濟效益。基于VR模型的醫療系統適用于多交互控制、具有多種功能、浸沒感較強。通過本發明的系統，可供遠程影像會診、遠程教學演示、遠程會議等場景的應用。

技術領域

本發明涉VR虛擬現實領域、智能醫療領域，特別涉及一種基于VR模型的醫療系統。

背景技術

VR是一項綜合集成技術，涉及計算機圖形學,人機交互技術,傳感技術,人工智能等領域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行復雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。虛擬現實系統的特征：多感知性，是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺,聽覺,力覺,觸覺,運動等幾種。浸沒感，是指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中，該環境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界中的感覺一樣。交互性，是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。構想性，是強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。

VR醫療構建虛擬的人體模型器官以及手術提高虛擬實境的真實感，借助于虛擬外設可以使人們更逼真的學習醫療知識以及治病救人的虛擬現實應用。VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環境中，可以建立虛擬的人體模型，借助于跟蹤球、HMD、感覺手套，學生可以很容易了解人體內部各器官結構，這比現有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器，用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈，虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等)，虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套，使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。但該系統有待進一步改進，如需提高環境的真實感，增加網絡功能，使其能同時培訓多個使用者，或可在外地專家的指導下工作等。手術后果預測及改善殘疾人生恬狀況，乃至新型藥物的研制等方面，VR技術都有十分重要的意義。外科醫生在真正動手術之前，通過虛擬現實技術的幫助，能在顯示器上重復地模擬手術，移動人體內的器官，尋找最佳手術方案并提高熟練度。在遠距離遙控外科手術，復雜手術的計劃安排，手術過程的信息指導，手術后果預測及改善殘疾人生活狀況，乃至新藥研制等方面，虛擬現實技術都能發揮十分重要的作用。

中國醫學設備協會秘書長李志榮表示：“大型中和醫院在在日常診療和臨床科研方面的常規設備配置齊全，采購CT設備傾向于中高端進口品牌，預計今后其設備需求以更新換代為主。”目前購買國外進口產品費用較高，相比較于絕大部分的普通醫院采購能力較弱。

現有技術中的缺陷如下：

1)CT設備購買價格較高，無法根據需求進行更新換代，且無法適應中國醫生的使用習慣；

2)醫學影像的VR系統與CT產品的匹配程度較低；

3)VR系統功能不完善，浸沒感以及交互感較差。