CN105446483A - 一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，包括操作台，操作台上侧设有显示设备，操作台和显示设备的连接处设有体感设备，显示设备的两侧设有键盘投影设备，显示设备的背侧设有PC机，操作台的一侧设有胶片投影设备，且操作台的前侧设有光盘驱动设备、声音采集设备和USB数据接口，操作台的另一侧设有工作台，工作台的一侧设有主控设备，工作台的前侧设有投影设备，投影设备的两侧设有扩音设备。本发明通过使用数字医学影像浏览设备，减少了传统胶片的使用频率，并通过将体感设备引入到医学影像的浏览过程中，使得人机的交互过程不在局限于鼠标和键盘等物理接触式交互方式，满足了部分医疗产所无菌操作的要求。

Description

一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备
技术领域
本发明涉及医学影像浏览领域，特别涉及一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备。
背景技术
医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。它包含以下两个相对独立的研究方向：医学成像系统和医学图像处理。前者是指图像行成的过程，包括对成像机理、成像设备、成像系统分析等问题的研究；后者是指对已经获得的图像作进一步的处理，其目的是或者是使原来不够清晰的图像复原，或者是为了突出图像中的某些特征信息，或者是对图像做模式分类等等。
在医学影像邻域中都会牵涉到影像的浏览，而浏览医学影像的方式式主要有胶片显示与数字显示两种，胶片式由于在获得成品时医学影像已经固化为胶片，故难以对医学影像进行缩放、改变窗宽窗位等操作，目前制作胶片常用自动洗片机，价格高昂，所需原材料成本也不容忽视。除此之外，胶片式医学影像通常采用纸质标签进行分档管理，占用大量仓储空间，且由于管理对人工依赖性较大，长时间保存极易造成标签信息的丢失和胶片的损坏，在存储环境变化较大时胶片也难以保持原先性状的稳定。然而，采用数字显示的方式浏览医学影像，克服了以上种种缺点，首先，目前数字医学影像在产生时直接通过通用的传输接口读取数据产生图像，保证了图像的本源性，避免了在医学影像的生成过程中发生二次修改的情况，其次，数字医学影像允许多种交互操作，如缩放、改变显示窗宽窗位、旋转等，而且，数字医学影像使用方便，普通个人电脑即可用于观察和交互，通过互联网或可移动存储设备即可与其他医疗工作者分享，便于进行远程会诊和网络会诊。此外，数字医学影像可以长期保存，目前的磁盘技术和数据库管理技术可以提供安全、高效、便捷的管理，且磁盘物理性状稳定，适合长期保存，利用计算机进行管理也在很大程度上节约了人力资源。
然而，目前计算机的交互方式仍停留在鼠标与键盘等物理接触式交互方式，而该种交互方式难以满足无菌操作的要求，在诸如实验室、手术室等对卫生要求较高的环境中难以应用，由于使用者往往必须距离计算机较近，在手术室等环境下常需配备专人操作，浪费了人力资源，同时降低了手术的效率。而若不配备专人操作，由于其卫生性和操作性，将对手术过程造成严重的干扰。
为此，我们提出一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术而提出的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，包括操作台，所述操作台倾斜设置，且操作台四角设有光线传感器，所述操作台上侧设有显示设备，所述操作台和显示设备的连接处设有体感设备，所述体感设备的前侧设有红外投影机、红外摄像机和RGB摄像机，所述显示设备的两侧设有键盘投影设备，且显示设备的顶部设有补光灯，所述显示设备的背侧设有PC机，所述操作台的一侧设有胶片投影设备，且操作台的前侧设有光盘驱动设备、声音采集设备和USB数据接口，所述操作台的另一侧设有工作台，所述工作台的一侧设有主控设备，所述显示设备、体感设备、键盘投影设备、光线传感器、光盘驱动设备、声音采集设备、USB数据接口、补光灯和胶片投影设备均与PC机电连接，工作台的前侧设有投影设备，所述投影设备的两侧设有扩音设备，所述PC机、投影设备和扩音设备均与主控设备电连接。
在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：
所述体感设备利用Kinect体感器捕捉用户的手势、肢体动作、语音及这些方式综合的虚拟人像技术来完成交互任务，手势包括静态手势与动态手势，静态手势通过静态手势识别系统来利用不同的手势表示不同的交互语义，而动态手势是通过提取手势的运动特征，如指点、指向、指点运动轨迹等实现更加直观的交互，在医学影像的浏览的过程中，动态手势可以实现影像的选择、缩放和旋转。
所述红外投影机主动发射近红外光谱，照射到粗糙物体、或是穿透毛玻璃后，光谱发生扭曲，会形成随机的反射散斑，进而能被红外摄像头读取，所述红外摄像头分析红外光谱，创建可视范围内的手部动作的深度图像，所述RGB摄像机用于拍摄视角范围内的彩色视频图像。
所述键盘投影设备采用一种虚拟激光键盘，包括投影模块、微照明模块和传感器模块，所述投影模块将所需界面模板投影至相邻的界面表面，该模块由经过特殊设计的高效全息光学原件照明产生，元件带有红色二极管激光器，当用户碰触到界面表面上的按键位置时，按键边上的平面就会反射出光线，直接传到传感器模块上，并反射至传感器模块内的CMOS影像传感器上，传感器芯片内含定制的硬件，能够实时确定反射光的位置，从而实现键盘输入的功能，在无菌和医疗环境中用来替代传统的键盘输入设备。
所述光线传感器用于实时的监测操作台上侧的明暗信息，并将信息传输给PC机，利用PC机内置软件来控制补光灯的亮度大小，保证体感设备能实时捕捉到人体手势信息。
所述光盘驱动设备用于在光盘上读写的信息，所述胶片投影设备用于读取胶片上的图像信息，并通过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号进行放大浏览和长期保存。
所述USB数据接口配合移动存储设备来进行内外数据的交换，以实现影像数据的共享。
所述主控设备还连接有影像采集设备，所述影像采集设备包括血管摄影设备、心血管造影设备、电子计算机断层扫描设备、核磁共振成像设备、医学超音波检查设备和电子显微镜成像设备等。
附图说明
图1是本发明提出的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备结构示意图；
图2是本发明提出的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备局部结构示意图；
图3是本发明提出的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备工作原理图。
图中：1操作台、2显示设备、3体感设备、4红外投影机、5红外摄像机、6RGB摄像机、7键盘投影设备、8光线传感器、9光盘驱动设备、10声音采集设备、11USB数据接口、12工作台、13主控设备、14投影设备、15扩音设备、16补光灯、17胶片投影设备。
本发明通过使用数字医学影像浏览设备，减少了医疗诊断和实验环节中对传统胶片的依赖，并通过将体感设备引入到医学影像的浏览过程中，使得人机的交互过程不在局限于鼠标和键盘等物理接触式交互方式，满足了很多医疗产所无菌操作的要求，同时，设置键盘投影设备为大批量的文字输入提供了便利，虚拟的键盘保证了无菌的操作环境，设置光盘驱动设备和胶片投影设备可以在光盘上读写信息和读取已有胶片上的信息，实现了影像信息的高效存储和浏览，设置的USB数据接口配合移动存储设备来进行内外数据的交换，实现了影像数据的共享，此外，通过在主控设备上外接电子医学仪器，可以对实时采集的影像数据进行快速的浏览、编辑以及存储。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进一步说明。
参照图1-3，一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，包括操作台1，所述操作台1倾斜设置，便于操作，且操作台1四角设有光线传感器8，所述操作台1上侧设有显示设备2，所述操作台1和显示设备2的连接处设有体感设备3，所述体感设备3利用Kinect体感器捕捉用户的手势、肢体动作、语音及这些方式综合的虚拟人像技术来完成交互任务，手势包括静态手势与动态手势，静态手势通过静态手势识别系统来利用不同的手势表示不同的交互语义，而动态手势是通过提取手势的运动特征，如指点、指向、指点运动轨迹等实现更加直观的交互，在医学影像的浏览的过程中，动态手势可以实现影像的选择、缩放和旋转。
所述体感设备3的前侧设有红外投影机4、红外摄像机5和RGB摄像机6，所述红外投影机4会主动近红外光谱，照射到粗糙物体、或是穿透毛玻璃后，光谱发生扭曲，会形成随机的反射散斑，进而能被红外摄像头5读取，所述红外摄像头5分析红外光谱，创建可视范围内的手部动作的深度图像，所述RGB摄像机6用于拍摄视角范围内的彩色视频图像。
所述显示设备2的两侧设有键盘投影设备7，所述键盘投影设备7采用一种虚拟激光键盘，包括投影模块、微照明模块和传感器模块，所述投影模块将所需界面模板投影至相邻的界面表面，该模块由经过特殊设计的高效全息光学原件照明产生，元件带有红色二极管激光器，当用户碰触到界面表面上的按键位置时，按键边上的平面就会反射出光线，直接传到传感器模块上，并反射至传感器模块内的CMOS影像传感器上，传感器芯片内含定制的硬件，能够实时确定反射光的位置，从而实现键盘输入的功能，在无菌和医疗环境中用来替代传统的键盘输入设备，所述显示设备2的顶部设有补光灯16。
所述显示设备2的背侧设有PC机12，所述光线传感器8用于实时的监测操作台1上侧的明暗信息，并将信息传输给PC机12，利用PC机12内置软件来控制补光灯16的亮度大小，保证体感设备3能实时捕捉到人体手势信息。
所述操作台1的一侧设有胶片投影设备17，且操作台1的前侧设有光盘驱动设备9、声音采集设备10和USB数据接口11，所述光盘驱动设备9用于在光盘上读写的信息，所述胶片投影设备17用于读取胶片上的图像信息，并通过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号进行放大浏览和长期保存，所述USB数据接口11配合移动存储设备来进行内外数据的交换，以实现影像数据的共享。
所述操作台1的另一侧设有工作台12，所述工作台12的一侧设有主控设备13，所述显示设备2、体感设备3、键盘投影设备7、光线传感器8、光盘驱动设备9、声音采集设备10、USB数据接口11、补光灯16和胶片投影设备17均与PC机12电连接，且工作台12的前侧设有投影设备14，所述投影设备14的两侧设有扩音设备15，所述PC机12、投影设备14和扩音设备15均与主控设备13电连接，主控设备13还连接有影像采集设备，所述影像采集设备包括血管摄影设备、心血管造影设备、电子计算机断层扫描设备、核磁共振成像设备、医学超音波检查设备和电子显微镜成像设备等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，包括操作台（1），其特征在于：所述操作台（1）倾斜设置，且操作台（1）四角设有光线传感器（8），所述操作台（1）上侧设有显示设备（2），所述操作台（1）和显示设备（2）的连接处设有体感设备（3），所述体感设备（3）的前侧设有红外投影机（4）、红外摄像机（5）和RGB摄像机（6），所述显示设备（2）的两侧设有键盘投影设备（7），且显示设备（2）的顶部设有补光灯（16），所述显示设备（2）的背侧设有PC机（12），所述操作台（1）的一侧设有胶片投影设备（17），且操作台（1）的前侧设有光盘驱动设备（9）、声音采集设备（10）和USB数据接口（11），所述操作台（1）的另一侧设有工作台（12），所述工作台（12）的一侧设有主控设备（13），所述显示设备（2）、体感设备（3）、键盘投影设备（7）、光线传感器（8）、光盘驱动设备（9）、声音采集设备（10）、USB数据接口（11）、补光灯（16）和胶片投影设备（17）均与PC机（12）电连接，且工作台（12）的前侧设有投影设备（14），所述投影设备（14）的两侧设有扩音设备（15），所述PC机（12）、投影设备（14）和扩音设备（15）均与主控设备（13）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述体感设备（3）利用Kinect体感器捕捉用户的手势、肢体动作、语音及这些方式综合的虚拟人像技术来完成交互任务，手势包括静态手势与动态手势，静态手势通过静态手势识别系统来利用不同的手势表示不同的交互语义，而动态手势是通过提取手势的运动特征。
3.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述红外投影机（4）主动发射近红外光谱，照射到粗糙物体、或是穿透毛玻璃后，光谱发生扭曲，会形成随机的反射散斑，进而能被红外摄像头（5）读取，所述红外摄像头（5）分析红外光谱，创建可视范围内的手部动作的深度图像，所述RGB摄像机（6）用于拍摄视角范围内的彩色视频图像。
4.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述键盘投影设备（7）采用一种虚拟激光键盘，包括投影模块、微照明模块和传感器模块，所述投影模块将所需界面模板投影至相邻的界面表面，该模块由经过特殊设计的高效全息光学原件照明产生，元件带有红色二极管激光器，当用户碰触到界面表面上的按键位置时，按键边上的平面就会反射出光线，直接传到传感器模块上，并反射至传感器模块内的CMOS影像传感器上，传感器芯片内含定制的硬件，能够实时确定反射光的位置。
5.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述光线传感器（8）用于实时的监测操作台（1）上侧的明暗信息，并将信息传输给PC机（12），利用PC机（12）内置软件来控制补光灯（16）的亮度大小，保证体感设备（3）能实时捕捉到人体手势信息。
6.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述光盘驱动设备（9）用于在光盘上读写的信息，所述胶片投影设备（17）用于读取胶片上的图像信息，并通过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号进行放大浏览和长期保存。
7.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：所述USB数据接口（11）配合移动存储设备来进行内外数据的交换，以实现影像数据的共享。
8.根据权利要求1所述的一种具有体感交互方式的医学影像浏览设备，其特征在于：主控设备（13）还连接有影像采集设备，所述影像采集设备包括血管摄影设备、心血管造影设备、电子计算机断层扫描设备、核磁共振成像设备、医学超音波检查设备和电子显微镜成像设备等。
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