CN106580361B - 一种基于ar‑vr技术4d成像的移动式骨科检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AR/VR技术4D成像的移动式骨科检测装置，主要包括基站扫描单元、主控操作单元、图像处理单元、显示观测单元，基站扫描单元是坐卧式结构，通过X射线接收器将扫描数据通过数据线传输至所述图像处理单元中的数据库进行存储，再将数据以.dicom格式导入所述三维重建软件构建3D立体图形，通过所述AR/VR观测装置查看可观察到所述的3D立体图形以1:1比例映射在空气中形成所述的4D呈像区，医生可通过手势指控进行翻转、放缩交互式查看。本发明骨科检测功能齐全，设备体积小节省空间，设置脆弱部位防辐射保护措施，提高了检测正确率和安全率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，具体涉及一种基于AR-VR技术4D成像的移动式骨科检测装置。
背景技术
21世纪科学技术的发展越来越体现多门学科的交叉和渗透，已日渐进入由生物学、信息学、物理学相互融合的生物智能时代。近年来，随着CT、MRI等图像诊断仪的发展，计算机VR技术在医学中的应用得到了飞速的发展。通过虚拟手术环境为外科医生进行手术模拟、手术导航、手术定位、医疗教学、制订手术方案提供了客观、准确、直观、科学的手段。基于图像信息而构成且位置吻合的假设空间称为增强现实(AR)，这与一般意义上的VR不同，VR是把现实中不存在的东西，真实地感触到，而增强现实(AR)是在实物的图像上增加现实的(或不可视的)信息。
目前，X射线成像技术广泛应用于工业无损检测、医学诊断和科学研究领域。经过多年发展，在相关领域出现的CR，CT机技术依然十分成熟。然而CR、CT机最为成熟的一面，仍是平面成像，平面图像对人体组织的空间结构及空间形态关系描述往往不够直观与准确。
一些基于CT机技术的X射线3D成像技术已然出现，但是其只能提供单一的拍摄角度的立体图像，视点位置、视线方向和视差都固定，要获得其他角度的立体图像只能换位重新拍摄。且由于人体组织在拍摄过程仍会发生一定的移动，对采用上述技术所导出的图像的成像精度仍会产生负面影响。同时，在骨科检查中很容易造成骨伤的诊断疏漏，从而影响病人的康复。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种一种基于AR-VR技术4D成像的移动式骨科检测装置。
本发明的技术方案为：一种基于AR/VR技术4D成像的移动式骨科检测装置，所述的移动式骨科检测装置包括基站扫描单元、主控操作单元、图像处理单元、显示观测单元，所述基站扫描单元包括基座、机电箱、滚轮、折叠椅、升降杆、O型环、U型支架、活动滑轨、X射线发射器、X射线接受器、摄像头；所述机电箱在所述基座后方，所述滚轮在基座下方，所述折叠椅、活动滑轨和U型支架设置在基座上方，所述升降杆在折叠椅下方，所述O型环在U型支架(17)上，所述X射线发射器、X射线接受器和摄像头设置在O形环内侧；所述主控操作单元包括计算机、操作台，所述的图像处理单元包括数据库、三维重建软件；所述的显示观测单元包括所述AR/VR观测装置和4D呈像区，4D呈像区位于和AR/VR观测装置前方；所述主控操作单元外部通过数据线连接所述基站扫描单元，所述主控操作单元内部通过所述计算机连接所述图像处理单元，图像处理单元通过数据线连接所述AR/VR观测装置。
进一步的，所述的骨科检测装置可进行坐卧式局部扫描和全身扫描两种检测方式，坐卧式设备体积缩小，更加节省空间并且功能齐全。
进一步的，所述的折叠椅能可伸展为床，长度为1.8-2m宽度为50cm，能通过所述升降杆上下移动，左右旋转0-90度，通过调节升降杆达到调整病人病患对应位置的效果，不用患者移动更加方便和稳定。
进一步的，所述的移动滑轨分为上下两层，分别为滑轨a和滑轨b，能分别绕所述升降杆左右旋转90度组成拼接长滑轨，所述拼接长滑轨的长度为1.8-2m，宽度为30-40cm。
进一步的，所述的U型架底部是断槽通道，宽度为10-15cm，方便通过所述升降杆。
进一步的，所述4D呈像区的指通过所述AR/VR观测装置观看的空中区域，所述AR/VR观测装置可观察到1:1立体图形，并可通过手势指控进行翻转、放缩指令，通过虚拟和增强现实技术实现4D交互式检测查看，医生可对局部进行放大缩小及翻转，便于更加全面的检查骨头受伤和痊愈情况，提高检测准确率。
进一步的，所述O型环中的X射线发射器和X射线接收器夹角为180度，所述的X射线发射器左边紧邻所述摄像头，所述的O型环在所述U型支架的水平和垂直方向均可进行360度旋转，可任意调整角度使X射线发射器与病患处垂直，保证扫描头像的精准度。
进一步的，所述的折叠椅设置性腺防辐射部件，包括防护结构和固定结构，所述的固定结构为弹性腰带，在所述防护结构两侧通过粘贴或卡扣连接所述防护结构，所述的防护结构的材料为无纺布外层和高防X射线内胆，在做髋骨检查时防止病人性腺这一脆弱部位受到辐射危害。
进一步的，所述的一种基于AR-VR技术4D成像的移动式骨科检测装置的工作方法步骤为：将病人引导坐入所述折叠椅，需要平躺检查时，将所述滑轨a和滑轨b展开至90度，拼接成长滑轨，将所述折叠椅逆时针转动90度并展开成平板床，穿戴好所述性腺防辐射部件，通过所述主控操作单元的操作台指挥所述U型支架带动所述O型环圈住病人，同时所述升降杆调整病人位置，使待检测处与所述O型环平行，所述O型环中的所述X射线发射器和摄像头扫描病患一周，通过所述X射线接收器将扫描数据通过数据线传输至所述图像处理单元中的数据库进行存储，再将数据以.dicom格式导入所述三维重建软件构建3D立体图形，通过所述AR/VR观测装置装置查看可观察到所述的3D立体图形以1:1比例映射在空气中形成所述的4D呈像区，医生可通过手势指控进行翻转、放缩交互式查看。
与现是技术相比，本发明的是益效果体现在：(1)在骨科检查中利用AR-VR技术将病患以4D图像显示，使得医生可以通过虚拟和增强现实技术实现交互式检测查看，通过手势即可对局部进行放大缩小及翻转，便于更加全面的检查骨头受伤和痊愈情况，提高检测准确率；(2)基站扫描单元的坐卧式结构在实现功能全面的同时缩减设备体积、节省空间；(3)加载性腺防辐射部件，避免病人在做髋骨扫描时，人体脆弱部位性腺受到辐射危害，提高安全性。
附图说明
图1是本发明基站扫描卧式扫描结构整体示意图；
图2是本发明基站扫描坐式扫描结构局部示意图；
图3是本发明显示观察单元工作示意图；
其中，1-基站扫描单元、2-主控操作单元、3-图像处理单元、4-显示观测单元、11-基座、12-机电箱、13-滚轮、14-折叠椅、15-升降杆、16-O型环、17-U型支架-、18-活动滑轨、18a-滑轨a、18b-滑轨b、161-X射线发射器、162-X射线接受器、163-摄像头、21-计算机、41-AR/VR观测装置、42-4D呈像区、171-断槽通道、141-性腺防辐射部件。
具体实施方式
以下，结合附图1、2和实施例，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
实施例：
如图1所示的一种基于AR/VR技术4D成像的移动式骨科检测装置，所述的移动式骨科检测装置包括基站扫描单元1、主控操作单元2、图像处理单元3、显示观测单元4。
其中，所述的基站扫描单元1包括基座11、机电箱12、滚轮13、折叠椅14，升降杆15、O型环16，U型支架17，活动滑轨18，X射线发射器161、X射线接受器162、摄像头163；所述的折叠椅14能可伸展为床，长度为1.8m宽度为50cm，能通过所述升降杆15上下移动，左右旋转90度，通过调节升降杆达到调整病人病患对应位置的效果，不用患者移动更加方便和稳定。折叠椅14上设置的性腺防辐射部件141，包括防护结构和固定结构，所述的固定结构为弹性腰带，在所述防护结构两侧通过粘贴或卡扣连接所述防护结构，防护结构141的材料为无纺布外层和高防X射线内胆，在做髋骨检查时防止病人性腺这一脆弱部位受到辐射危害；所述O型环16中的X射线发射器161和X射线接收器162夹角为180度，所述的X射线发射器161左边紧邻所述摄像头163，所述的O型环16在所述U型支架17的水平和垂直方向均可进行360度旋转，可任意调整角度使X射线发射器161与病患处垂直，保证扫描头像的精准度；所述的U型架17底部是断槽通道171，宽度为12cm，方便通过所述升降杆15；所述的移动滑轨18分为上下两层，分别为滑轨a18a和滑轨b18b，能分别绕所述升降杆15左右旋转90度组成拼接长滑轨，所述拼接长滑轨的长度为2m，宽度为35cm；所述的基座11后方是所述机电箱12，下方是所述滚轮13，上方设置所述折叠椅14、活动滑轨18和U型支架17，所述的折叠椅14下方是所述升降杆15支撑，所述的U型支架17上设置所述O型环16，所述O形环16内侧设置所述X射线发射器161、X射线接受器162和摄像头163；所述的主控操作单元2包括计算机21、操作台，所述的图像处理单元3包括数据库、三维重建软件；所述的显示观测单元4包括所述AR/VR观测装置41和4D呈像区42，所述4D呈像区42位于和所述AR/VR观测装置41前方，所述4D呈像区42的指通过所述AR/VR观测装置41观看的空中区域，所述AR/VR观测装置41可观察到1:1立体图形，并可通过手势指控进行翻转、放缩指令，通过虚拟和增强现实技术实现4D交互式检测查看，医生可对局部进行放大缩小及翻转，便于更加全面的检查骨头受伤和痊愈情况，提高检测准确率；所述的主控操作单元2外部通过数据线连接所述基站扫描单元1，内部通过所述计算机21连接所述图像处理单元3，所述的图像处理单元3通过数据线连接外部所述显示观测单元4中的所述AR/VR观测装置41。所述的骨科检测装置可进行坐卧式局部扫描和全身扫描两种检测方式，坐卧式设备体积缩小，更加节省空间并且功能齐全。
其中，所述的一种基于AR-VR技术4D成像的移动式骨科检测装置的工作方法步骤为：将病人引导坐入所述折叠椅14，需要平躺检查时，将所述滑轨a18a和滑轨b18b展开至90度，拼接成长滑轨，将所述折叠椅逆时针转动90度并展开成平板床，穿戴好所述性腺防辐射部件141，通过所述主控操作单元2的操作台指挥所述U型支架17带动所述O型环16圈住病人，同时所述升降杆15调整病人位置，使待检测处与所述O型环16平行，所述O型环16中的所述X射线发射器161和摄像头163扫描病患一周，通过所述X射线接收器162将扫描数据通过数据线传输至所述图像处理单元3中的数据库进行存储，再将数据以.dicom格式导入所述三维重建软件构建3D立体图形，通过所述AR/VR观测装置41装置查看可观察到所述的3D立体图形以1:1比例映射在空气中形成所述的4D呈像区，医生可通过手势指控进行翻转、放缩交互式查看。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.一种基于AR/VR技术4D成像的移动式骨科检测装置，其特征在于，所述的移动式骨科检测装置包括基站扫描单元(1)、主控操作单元(2)、图像处理单元(3)、显示观测单元(4)，所述基站扫描单元(1)包括基座(11)、机电箱(12)、滚轮(13)、折叠椅(14)、升降杆(15)、O型环(16)、U型支架(17)、活动滑轨(18)、X射线发射器(161)、X射线接受器(162)、摄像头(163)；所述机电箱(12)在所述基座(11)后方，所述滚轮(13)在基座(11)下方，所述折叠椅(14)、活动滑轨(18)和U型支架(17)设置在基座(11)上方，所述升降杆(15)在折叠椅(14)下方，所述O型环(16)在U型支架(17)上，所述X射线发射器(161)、X射线接受器(162)和摄像头(163)设置在O形环(16)内侧；所述主控操作单元(2)包括计算机(21)、操作台，所述的图像处理单元(3)包括数据库、三维重建软件；所述的显示观测单元(4)包括所述AR/VR观测装置(41)和4D呈像区(42)，4D呈像区(42)位于和AR/VR观测装置(41)前方；所述主控操作单元(2)外部通过数据线连接所述基站扫描单元(1)，所述主控操作单元(2)内部通过所述计算机(21)连接所述图像处理单元(3)，图像处理单元(3)通过数据线连接所述AR/VR观测装置(41)；所述的骨科检测装置可进行坐卧式局部扫描和全身扫描两种检测方式；
所述的折叠椅(14)能可伸展为床，长度为1.8-2m宽度为50cm，能通过所述升降杆(15)上下移动，左右旋转0-90度；所述的所述移动滑轨(18)分为上下两层，分别为滑轨a(18a)和滑轨b(18b)，能分别左右旋转90度组成拼接长滑轨，所述拼接长滑轨的长度为1.8-2m，宽度为30-40cm；所述的折叠椅设置性腺防辐射部件，包括防护结构和固定结构，所述的固定结构为弹性腰带，在所述防护结构两侧通过粘贴或卡扣连接所述防护结构，所述的防护结构的材料为无纺布外层和高防X射线内胆，在做髋骨检查时防止病人性腺这一脆弱部位受到辐射危害；所述的U型架(17)底部是断槽通道(171)，宽度为10-15cm；所述4D呈像区(42)的指通过所述AR/VR观测装置(41)观看的空中区域，所述AR/VR观测装置(41)可观察到1:1立体图形，并通过手势指控进行翻转、放缩指令；
所述O型环(16)中的X射线发射器(161)和X射线接收器(162)夹角为180度，所述的X射线发射器(161)左边紧邻所述摄像头(163)，所述的O型环(16)在所述U型支架(17)的水平和垂直方向均可进行360度旋转；
所述基于AR-VR技术4D成像的移动式骨科检测装置的工作步骤为：将病人引导坐入所述折叠椅(14)，需要平躺检查时，将所述滑轨a(18a)和滑轨b(18b)展开至90度，拼接成长滑轨，将所述折叠椅逆时针转动90度并展开成平板床，穿戴好所述性腺防辐射部件(141)，通过所述主控操作单元(2)的操作台指挥所述U型支架(17)带动所述O型环(16)圈住病人，同时所述升降杆(15)调整病人位置，使待检测处与所述O型环(16)平行，所述O型环(16)中的所述X射线发射器(161)和摄像头(163)扫描病患一周，通过所述X射线接收器(162)将扫描数据通过数据线传输至所述图像处理单元(3)中的数据库进行存储，再将数据以.dicom格式导入所述三维重建软件构建3D立体图形，通过所述AR/VR观测装置(41)装置查看可观察到所述的3D立体图形以1:1比例映射在空气中形成所述的4D呈像区，医生可通过手势指控进行翻转、放缩交互式查看。
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