[發(fā)明專利]基于醫(yī)療顯微影像的快門式自適應(yīng)3D顯示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011243537.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112068300B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何文浩;宋金連;宋海濤;邊桂彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/36;G02B30/24
• 代理公司: 北京市恒有知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發(fā)明提出了一種基于醫(yī)療顯微影像的快門式自適應(yīng)3D顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，雙目相機通過分光器與手術(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)連接，用于獲取雙目影像數(shù)據(jù)；控制模塊用于輸入控制指令；控制指令包括第一類控制指令、第二類控制指令；影像處理模塊在第一類控制指令狀態(tài)下，基于雙目影像數(shù)據(jù)計算影像視差，并傳遞給雙目相機進行偏移量調(diào)整；顯示模塊用于基于雙目影像數(shù)據(jù)生成用于3D眼鏡觀看的顯示數(shù)據(jù)并通過顯示裝置顯示；手術(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)可基于控制指令進行調(diào)整。本發(fā)明即保證了影像視差改變時影像處理模塊能夠?qū)崟r的校準視差以確保觀看的舒適度，又能保證影像視差不變時影像處理模塊能夠停止運行以保證術(shù)中的絕對安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于顯微成像領(lǐng)域，具體涉及一種基于醫(yī)療顯微影像的快門式自適應(yīng)3D顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)

顯微鏡是生命科學(xué)研究領(lǐng)域的一個常用設(shè)備，也廣泛應(yīng)用于病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、中藥鑒定等多學(xué)科的科研及實踐中。并且隨著醫(yī)療水平的不斷提高和日趨復(fù)雜多樣的臨床需求，借助于顯微鏡進行的精細手術(shù)、檢查，以及借助于顯微鏡進行的教學(xué)實驗越來越多。然而，顯微鏡下的手術(shù)精細、手術(shù)時間長、術(shù)野受限，長時間、高注意力的注視顯微鏡不可避免地導(dǎo)致醫(yī)生眼睛疲勞、頸部疲勞等身心不適，輕則影響手術(shù)效果、重則導(dǎo)致醫(yī)療事故。同時，顯微鏡下的教學(xué)實驗存在講解困難，難以在講解的過程中實現(xiàn)多人實時觀摩，極大地降低了傳授效率和學(xué)習(xí)效果。

為了降低醫(yī)生術(shù)中疲勞程度，提高手術(shù)安全性，以及提高顯微鏡下的教學(xué)效果，研究仿人眼3D顯示系統(tǒng)替代傳統(tǒng)人眼通過目鏡觀察目標的方法就顯得至關(guān)重要。然而，左右相機采集到的影像視差對仿人眼3D顯示效果有很大影響，不僅會影像3D顯示質(zhì)量，還易導(dǎo)致人眼視覺疲勞。目前，通過顯微鏡上安裝位置傳感器來調(diào)整影像視差的方法需要對顯微鏡主體進行改造，其普適性差，并且需要對位置傳感器根據(jù)顯微鏡主體與目標的距離進行逐點標定，其操作難度大、標定復(fù)雜。通過傳統(tǒng)圖像匹配算法調(diào)整影像視差的方法難以實現(xiàn)高幀率的處理速度，且易出現(xiàn)誤匹配點，處理速度慢、魯棒性差的問題，并且術(shù)中算法的連續(xù)運行會降低手術(shù)的安全性。因此，為了克服硬件調(diào)整影像視差普適性差、操作復(fù)雜的缺點，以及傳統(tǒng)算法調(diào)整影像視差速度慢、魯棒性差、安全性低的缺點，本發(fā)明提出一種基于醫(yī)療顯微影像的快門式自適應(yīng)3D顯示系統(tǒng)，旨在提高顯微手術(shù)中醫(yī)生操作的舒適度，避免醫(yī)療事故，旨在提高顯微鏡下教學(xué)實驗的便捷、高效度，降低傳授難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有技術(shù)中硬件調(diào)整影像視差普適性差、操作復(fù)雜，算法調(diào)整影像視差速度慢、魯棒性差的問題，本發(fā)明提出了一種基于醫(yī)療顯微影像的快門式自適應(yīng)3D顯示系統(tǒng)，包括手術(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)、分光器、雙目相機、控制模塊、影像處理模塊、顯示模塊；

所述雙目相機通過分光器與所述手術(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)連接，用于獲取雙目影像數(shù)據(jù)；

所述控制模塊用于輸入控制指令；所述控制指令包括第一類控制指令、第二類控制指令；

所述影像處理模塊在第一類控制指令狀態(tài)下，基于所述雙目影像數(shù)據(jù)計算影像視差，并傳遞給所述雙目相機進行偏移量調(diào)整；

所述顯示模塊用于基于所述雙目影像數(shù)據(jù)生成用于3D眼鏡觀看的顯示數(shù)據(jù)并通過顯示裝置顯示；所述手術(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)可基于所述控制指令進行調(diào)整。

在一些優(yōu)選實施方式中，該系統(tǒng)還包括快門式3D眼鏡；所述顯示裝置為快門式3D顯示屏。

在一些優(yōu)選實施方式中，所述控制模塊為腳踏開關(guān)模塊；所述腳踏開關(guān)模塊包括方向腳踏鍵、焦距腳踏鍵。

在一些優(yōu)選實施方式中，所述方向腳踏鍵包括上移、下移、左移、右移、前移、后移六個腳踏鍵；所述焦距腳踏鍵包括成像倍率放大、成像倍率縮小兩個腳踏鍵。

在一些優(yōu)選實施方式中，所述第一類控制指令包括上移、下移、成像倍率放大、成像倍率縮小；所述第二類控制指令包括左移、右移、前移、后移。