CN102207630A - 显微立体视图的制作和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显微立体视图的制作和使用方法，通过在手术显微镜的左、右外接臂上安装两台数码单反相机，经同时拍照形成左、右成对图像，再经后期处理，将左、右成对图像的重叠部分分别摆放在一张新建图片的左、右两侧，并平均充满整个图片，再经印制输出后，形成显微立体图。其制作过程充分利用了现有手术显微镜的结构，使图像同时采集过程简单、方便，而借助立体视图镜对视图进行立体观察，影像逼真、色彩丰富、立体感强，学员的空间认知感大大提高，学习兴趣浓厚，学习效率提高，其方法特别适合医疗教学、研究和交流使用。

Description

显微立体视图的制作和使用方法

技术领域

本发明涉及一种图像的制作和使用方法，特别涉及一种在医学研究和教学领域专用的显微立体视图的制作和使用方法。

背景技术

在人类生活中，图片作为一个平面载体，被广泛应用在我们生活、学习的各个环节中，其图像清晰、色彩丰富、内容广泛，为我们记载和传递了各种图像信息和内容，丰富了我们的生活和学习。

在现代医学研究和教学领域中，教学和研究过程中图片是进行分析和讲解的重要方式，如常用的各种教学挂图、人体解剖图、器官结构图、组织结构图，甚至手术或实验现场的真实照片等等，形式多样，内容各异，这类图片可以使学员了解到人体组织和器官的一些基本情况，直观掌握相应的结构内容和结构信息，更好的把握教学内容，起到了非常好的辅助作用。可以说，没有图片就没有医学的教学过程，其作用至关重要。

虽然图片教学已经延续多年，也达到了一定的教学目的，但在医学领域其弊端也逐渐显现。由于医学领域的特殊性，图片教学的目的是为日后的手术和治疗过程做准备，受客观条件限制，学员在学习中进入手术室的机会较少，亲身观察和动手操作时间有限，而使用的图片本身为平面成像，无法了解到术区内各器官间的空间位置，特别是对于体积小、结构复杂的器官来说，完全无法满足观察和学习需要，使得学员实际操作中空间感较差，空间概念模糊，极大地影响了教学研究的结果和质量，妨碍了教学过程的顺利、有效进行。

如何改变这种平面图像教学带来的不足，特别是对术中微小器官空间结构图片再现的影响，就成为本发明的主要目的。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是通过特定条件下的图像采集，制作出立体视图，并利用配套立体视图镜进行视图图片内容立体观察的一种方法。

立体视图为一个平面图片，其通过配套眼镜实现立体方式观察图片上内容，形成立体感强、图像逼真的立体画面，充分再现图片内容的客观环境，保证观察效果，是现代图片技术发展的一个方向，也是医学教学和研究领域发展的需要。

立体视图镜为本发明人已申请专利，专利号为201020106595.6，申请日为2010年02月03日的折叠立体视图镜。其自身带有支架，可放置在桌面上使用，镜片为普通的单面凸透镜。观察时，立体视图放置在立体视图镜下，人眼通过镜片观察即可。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

显微立体视图的制作方法，包括：1)在双目手术显微镜上设置分光器，将两台数码单反相机分别安装在分光器的左、右两个外接臂接口上，保持相机拍照角度和照片的取向一致；2)将相机快门连接在显微镜的单钮双控快门线上；3)调整显微镜调节手柄，通过监视器观察，保证相机采集图像清晰；4)调整显微镜的两个目镜，保证施术者观察到的显微图像清晰；5)操控显微镜调节手柄，使两个相机同时曝光，完成左、右图像的同步、成对采集；6)将采集的成对左、右图像存入电脑，调整角度到真实术野，并进行初步筛选，确定可满足使用要求的配对图像；7)将可使用配对图像导入图像处理软件，使左、右图像的相同部分完全重叠，裁切下左、右图像的重叠部分，并按原属侧别对应放置在同一新建图片的左、右两侧，平均充满新建图片并保存；8)将保存的新建图片印制输出，完成显微立体视图制作。

所述步骤3)中调节手柄的调整过程包括焦距调整和显微镜光源的亮度调整。

所述两台数码单反相机的设置参数保持一致。

所述两台数码单反相机的色温为5600K，ISO为100，曝光程序为自动。

所述步骤6)中配对的左、右图像初步筛选判断条件包括：图像的清晰度和曝光度，以及左、右图像间的拍照角度。

所述印制输出的图片为照片，裁切下的左、右重叠部分平均分布并充满整个照片。

显微立体视图的使用方法，包括：a)将显微立体视图的图片单独使用或装订成册；b)选取要观察显微立体视图后，将立体视图镜放置在显微立体视图的垂直方向上；c)透过立体视图镜上的凸透镜进行观察，即可观察到立体图像。

本发明所述显微立体视图的制作和使用方法，通过在手术显微镜的左、右外接臂上安装两台数码相机，经同时拍照形成左、右图像，再经后期处理后，左、右图像的重叠部分被重新摆放在一张新建图片的左、右两侧，并平均充满整个图片，印制输出形成显微立体视图。其制作过程充分利用了现有手术显微镜的结构，使图像同时采集过程简单、方便，而对细小器官和手术显微镜外无法准确观察的结构，在术中进行影像资料的采集，制作输出后借助立体视图镜进行观察，实现了立体观察图像内容的目的，形成的立体影像逼真、色彩丰富、立体感强，空间位置准确，学员的空间认知感大大提高，学习兴趣显著增加。而学员不进入手术室，就可通过立体视图对手术过程进行全方位立体了解和掌握，对于熟悉手术过程、把握动作要领起到了非常好的指导作用。其方法特别适合医疗教学、研究和交流使用。

具体实施方式

本实施方式的目的是在手术过程中，对施术者操作过程中实际观察到的图像进行实时同步拍照、记录，经后期制作后，形成可进行立体图像观察的立体视图，方便教学或手术过程的研究说明、使用，以提高学员的立体感知，增强对各器官空间位置概念的理解，不用进入手术室，就可对手术过程有清晰的了解和掌握。

本发明所述的显微立体视图的制作方法，包括：

步骤一在双目手术显微镜上设置分光器，将两台数码单反相机分别安装在分光器的左、右两个外接臂接口上，保持相机拍照角度和照片的取向一致。

在现有医用手术显微镜中，通常都配有分光系统，以便辅助人员观察使用。分光系统通过分光器连接在显微镜的目镜和物镜之间，形成一个单独的观察通道，对显微图像进行观察的同时还可利用监视器对图像进行在线监视，监视器与观察通道的观察效果一致，这样通过监视器就可了解到拍照效果。

为采集显微图像，两台数码单反相机分别安装在左、右两个外接臂接口上，左、右两个外接臂接口对称分布在主目镜的两侧，两个相机的拍照角度保持一致，拍照方式与人眼观察图像方式相同，这样，后期图像的立体感才更真实。为使拍照图像的明暗度和色度一致，两台数码单反相机的设置参数均应保持一致，并且色温设置为5600K，ISO设置为100，曝光程序为自动。为提高采集图像的匹配性，为后期制作和使用提供方便，两个相机的拍照取向也应保持一致，即都为横向或都为纵向拍摄。

步骤二将相机快门连接在显微镜的单钮双控快门线上。

医用手术显微镜上提供有相机快门接口，将两个相机的快门与显微镜上的单钮双控快门线连通，使用单钮可对两个相机进行同时曝光、拍照控制，实现图像的同时采集，保证图像采集的一致性。

步骤三调整显微镜调节手柄，通过监视器观察，保证相机采集图像清晰。

显微镜的操控控制都集成在调节手柄上，利用调节手柄可以方便地调整显微图像的成像效果，并通过监视器进行观察和校准。由于监视器的观察效果与外接臂接口的观察效果一致，所以，通过调校后的显示效果就是外接臂接口上相机的拍照效果，从而保证了拍照质量。其中，调节手柄的调整过程主要为焦距调整、放大倍数调整和显微镜光源的亮度调整，通过调整可以保证图像明亮、清晰。

步骤四调整显微镜的两个目镜，保证施术者观察到的显微图像清晰。

受施术者眼睛近视、散光等客观条件的限制，手术显微镜的主目镜上还自带有调焦装置，在步骤三中，利用调节手柄将监视器焦距调准后，施术者利用自带调焦装置将主目镜焦距自行调整，从而使施术者可以清晰地观察到显微图像，满足不同施术者的操作需要，保证手术过程顺利进行。此时，监视器、图像采集用数码单反相机、施术者观察到的术野在图像清晰度、图像范围方面均保持高度一致。

步骤五操控显微镜调节手柄，使两个相机同时曝光，完成左、右图像同时成对采集。

当手术进行过程中，操作者可根据需要随时操作调节手柄，对手术进程进行拍照，拍照时两个相机同时曝光，使拍照图像保持一致，但却含有一定的夹角，为后期形成立体影像做准备。拍照后的图像必须左、右图像同时成对使用，不可不同批次的拍照图像进行相互搭配。拍照的数量和时间可根据需要的情况而定，拍照的数量越多，对手术记录越详细、反应越清晰。

步骤六将采集的成对左、右图像存入电脑，调整角度到真实术野，并进行初步筛选，确定可使用配对图像。

拍照取得的左、右图像成对存入电脑后，首先要对单个图像进行真实术野的角度调整。受相机安装位置的影响，相机拍照时通常会有一定的角度误差，所以，根据手术真实术野调整图像角度，就成为图像调整的首要步骤。

调整完成后，根据配对左、右图像初步筛选判断条件：图像清晰度和曝光度，以及左、右图像间拍照角度进行图像间的配对筛选。此时的筛选条件，以左、右图像的对比为基准，清晰度高，色度一致，并且调整后拍照角度可保持一致的作为配对成功的图像留待使用。而清晰度低，色度偏差较大，拍照角度无法调整一致的成对左、右图像则被删除。

步骤七将可使用配对图像导入图像处理软件，使左、右图像的相同部分完全重叠，裁切下左、右图像的重叠部分，并按原属侧别对应放置在同一新建图片的左、右两侧，平均充满新建图片并保存。

为使拍照所得的左、右图像合并成一幅画面，在电脑中需使用相关图像处理软件对左、右两幅图像进行处理、加工，两幅图像中的重叠部分被对应放置在新图片的左、右两侧，保持左侧相机拍照所得的左图像放置在新图片的左侧，右侧相机拍照所得的右图像放置在新图片的右侧，构成后的新图片即可作为显微立体视图文件被保存。常用的图像处理软件如PHOTOSHOP软件等。

以一张标准尺寸的照片作为显微立体视图，并以PHOTOSHOP软件处理过程为例，左、右图像拼合处理过程具体包括：首先，将右侧图像拖拽到左侧图像中，形成顶层和底层两个图层，即顶层对应右侧图像，底层对应左侧图像；接着，调节顶层图像透明度到50％，移动顶层图像与底层图像进行相同部位的最大重叠，并以“750px×1050px×300dpi”的参数对重叠部分进行居中裁切，获得顶层和底层两幅画面，顶层画面的透明度重新调整回100％；最后，在PHOTOSHOP软件中建立以照片尺寸为标准的新的图片，新图片的参数设为“1500px×1050px×300dpi”，将裁切完成的顶层和底层画面分别对应放置在新图片的右侧和左侧，对齐并充满整个图片，保存即可。保存后的图片尺寸为标准照片的尺寸，可直接用于照片输出。

步骤八将保存的新建图片印制输出，显微立体视图制作完成。

将保存后的新图片通过洗印设备进行照片输出，即可得到成品显微立体视图的照片。照片既可以单独观察使用，也可根据需要，将不同的照片装订成册后一起使用。当然，输出的照片也可根据需要改为其它类型的平面图像，甚至还可通过改变输出尺寸的大小，以满足不同需要和方便使用。

至此，整个显微立体视图的制作过程完成。

下面对显微立体视图的使用方法做进一步的具体描述：

一种显微立体视图的使用方法，包括：

a)将显微立体视图的图片单独使用或装订成册。

装订成册的显微立体视图可配有文字说明，对某一手术过程或某一器官结构做全面地介绍和展示，使用方便、灵活，特别是对较复杂结构，可做较全面的多图展示和系统说明，学习和研究效果突出。

b)选取要观察显微立体视图，将立体视图镜放置在显微立体视图的垂直方向上。

立体视图镜为配套产品，有相应的桌面支架和一对凸透镜，使用时，显微立体视图放置在桌面上，立体视图镜放置在视图上方，人眼靠近凸透镜进行图像观察，无需佩戴。当然，根据使用习惯，立体视图镜也可相应制作成佩戴的形式，这样，只需将显微立体视图放置在眼镜正前方即可。

c)透过立体视图镜上的凸透镜进行观察，即可观察到立体图像。

由于显微立体视图上的左、右图像与手术中的真实影像相同并带有一定夹角，借助凸透镜的观察和人眼部的聚焦过程，显微立体视图上的左、右图像很快会形成立体效果，展示在人眼前，从而真实反映出图片中内容的立体环境和立体效果。期间，为适合不同的人使用，还可通过调整立体视图镜上两个凸透镜间的瞳距，以满足使用要求，保证使用效果。

平面视图形成立体影像后，大大方便了观察者对图像内容的空间结构认识，空间感增强，影像观察清晰、逼真，方位把握准确。学员仅凭观察显微立体视图就可掌握手术全过程，方便了学习和研究，认知过程大大提高。

Claims (7)

1.显微立体视图的制作方法，其特征在于，包括：1)在双目手术显微镜上设置分光器，将两台数码单反相机分别安装在分光器的左、右两个外接臂接口上，保持相机拍照角度和照片的取向一致；2)将相机快门连接在显微镜的单钮双控快门线上；3)调整显微镜调节手柄，通过监视器观察，保证相机采集图像清晰；4)调整显微镜的两个目镜，保证施术者观察到的显微图像清晰；5)操控显微镜调节手柄，使两个相机同时曝光，完成左、右图像的同步、成对采集；6)将采集的成对左、右图像存入电脑，调整角度到真实术野，并进行初步筛选，确定可满足使用要求的配对图像；7)将可使用配对图像导入图像处理软件，使左、右图像的相同部分完全重叠，裁切下左、右图像的重叠部分，并按原属侧别对应放置在同一新建图片的左、右两侧，平均充满新建图片并保存；8)将保存的新建图片印制输出，完成显微立体视图制作。

2.根据权利要求1所述的显微立体视图的制作方法，其特征在于，所述步骤3)中调节手柄的调整过程包括焦距调整和显微镜光源的亮度调整。

3.根据权利要求1所述的显微立体视图的制作方法，其特征在于，所述两台数码单反相机的设置参数保持一致。

4.根据权利要求3所述的显微立体视图的制作方法，其特征在于，所述两台数码单反相机的色温为5600K，ISO为100，曝光程序为自动。

5.根据权利要求1所述的显微立体视图的制作方法，其特征在于，所述步骤6)中配对的左、右图像初步筛选判断条件包括：图像的清晰度和曝光度，以及左、右图像间的拍照角度。

6.根据权利要求1所述的显微立体视图的制作方法，其特征在于，所述印制输出的图片为照片，裁切下的左、右重叠部分平均分布并充满整个照片。

7.显微立体视图的使用方法，其特征在于，包括：a)将显微立体视图的图片单独使用或装订成册；b)选取要观察显微立体视图后，将立体视图镜放置在显微立体视图的垂直方向上；c)透过立体视图镜上的凸透镜进行观察，即可观察到立体图像。