CN108926426A - 一种bbpv实时三维导航系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BBPV实时三维导航系统，包括：头部姿态检测装置，带在患者头上，用于实时检测患者头部姿态后输出姿态检测信号；信息接收端，耦接于头部姿态检测装置，其内存储有三维半规管模型，以接收姿态检测信号，并根据姿态检测信号内的姿态信息调整三维半规管模型的空间方位，该信息接收端内具有显示屏，该显示屏用于显示出调整了空间方位后的三维半规管模型。本发明的BBPV实时三维导航系统，通过头部姿态检测装置和信息接收端的设置，便可有效的检测到患者的头部姿态，进而在信息接收端内呈现模型，然后通过模型来进行辅助治疗了。

Description

一种BBPV实时三维导航系统
技术领域
本发明涉及一种BBPV治疗设备，更具体的说是涉及一种BBPV实时三维导航系统。
背景技术
BBPV即为良性阵发性位置性眩晕症，其产生的主要原因是耳石错位导致的，因而现有医学中对于上述眩晕症的治疗主要是通过让患者的头部按照一定的动作摆动，通过这些动作摆动，便可有效的实现将耳石逐渐复位，如此来实现对于眩晕症的治疗，然而在患者的头部摆动的过程中，很难保证患者的头部的摆动动作与治疗规定动作是完全符合的，因而现有的采用一定的动作摆动来实现对于眩晕症的治疗，因为无法完全保证患者的头部摆动动作与治疗规定动作是完全符合的，因而需要花费大量的时间进行调整，降低了治疗效率，而若是采用在患者的头部带一个模型来演示治疗的方式，那么因为模型较重就会使得患者在治疗的过程中头部会不怎么舒服，尤其是头部佩戴模型会影响复位操作，尤其是当头部朝下位置时因为视角问题观察模型不方便，有时还会因为模型滑脱位移使得实时演示中断。头戴演示模型也不能满足大范围教学如继续教育学习班的需求，一组演示能同时直接观看到模型的人数较少。更为重要的，头戴模型演示不能直接获取转动头部角度的客观数据，难以量化，还可以记录复位过程。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效的提升BBPV治疗效率，还可以用于大范围教学演示，且能客观记录头位改变方位数据的BBPV实时三维导航系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种BBPV实时三维导航系统，包括：
头部姿态检测装置，带在患者头上，用于实时检测患者头部姿态后输出姿态检测信号；
信息接收端，采用蓝牙方式连接头部姿态检测装置，通过编写专门软件分析串口数据获取姿态传感器检测信号，进行分析处理后同步调整三维半规管模型的空间方位；
影像输出端，耦接信息接收端，显示图形信号，用于显示出调整了空间方位后的三维半规管模型。
作为本发明的进一步改进，所述头部姿态检测装置包括：
头戴环，用于带在患者的头上；
姿态传感器，设置在头戴环上，以在头戴环带在患者的头上时，检测患者头部动作参数后输出；
无线通信模块，与姿态传感器连接，还与信息接收端通信连接，用于接收姿态检测信号并传输至信息接收端内；
微电源，耦接于姿态传感器和无线通信模块，以为姿态传感器和无线通信模块供电。
作为本发明的进一步改进，所述信息接收端内的三维半规管模型由骨迷路模型和膜迷路模型组合而成，所述膜迷路模型包括壶腹嵴、椭圆囊、三半规管结构。作为本发明的进一步改进，所述信息接收端内的骨迷路模型为正常人群内耳影像数据分割获取，并通过统计形状模型方法建立的位于标准空间坐标系的带空间方位信息的标准骨迷路模型。
作为本发明的进一步改进，所述信息接收端内的膜迷路模型为正常个体内耳影像数据分割获取的骨迷路模型和膜迷路，并通过将骨迷路模型和标准骨迷路模型校准，从而随之校准膜迷路模型建立的标准空间坐标系的标准骨迷路模型和膜迷路模型。
作为本发明的进一步改进，所述影像输出端包括显示体、投影仪，并通过有线、无线与信息接收端连接。
本发明的有益效果，通过头部姿态检测装置的设置，便可有效的检测到患者头部姿态并输出姿态信号包括角度、加速度等信息，然后通过信息接收端接收信息并对信息进行处理，便可有效的实现在影像显示转置同步显现出根据姿态信号调整以后的三维半规管模型，然后临床医生便可通过三维半规管模型模拟观察患者半规管内的耳石情况，如此有效的实现了通过同步三维半规管模型演示辅助BPPV诊断和治疗。相比于现有技术中采用指定头位改变动作以及通过头戴模型的方式指导头位改变动作，具备以下优点：.姿态传感器体积小，佩戴方便，不影响复位操作；.通过终端同步演示三维半规管模型，不仅可以缩放模型，还可以改变观察角度，更可以通过投影做大范围教学演示；.可以准确记录运动速度和头位改变角度，满足科学研究需求；除了直接观察三维半规管模型来判断耳石在重力作用下移动的位置，还可以直接拟真显示耳石在重力作用下在半规管模型中的运动；获取的姿位改变参数还可以用于BPPV生物力学拟真的输入参数，用于研究观察运动速度对耳石运动的影响、耳石大小、数量、位置和临床表现的关联等。
附图说明
图1为本发明的BBPV实时三维导航系统的模块框图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1所示，本实施例的一种BBPV实时三维导航系统，其特征在于：包括：头部姿态检测装置1，带在患者头上，用于实时检测患者头部姿态后输出姿态检测信号；
信息接收端2，采用蓝牙方式连接头部姿态检测装置，通过编写专门软件分析串口数据获取姿态传感器检测信号，进行分析处理后同步调整三维半规管模型的空间方位；
影像输出端3，耦接信息接收端2，显示图形信号，用于显示出调整了空间方位后的三维半规管模型，在使用本实施例的导航系统的过程中，只需要将头部姿态检测装置1带在患者头上即可，而在头部姿态检测装置1带在患者头上以后，便会实时的采集患者的头部姿态，并且输出姿态检测信号，之后信息接收端2就会实时的接收到姿态检测信号，然后信息接收端2内的模型便会根据接收到的姿态检测信号改变其内部的三维半规管模型的空间方位，例如在刚开始的时候，患者正坐脸朝向前方，并且将头摆正，此时再将头部姿态检测装置1带在患者头上，然后影像输出端3输出影像信号到外部的显示器、投影仪显示出三维半规管模型，此时的三维半规管模型相对应便是头部处于摆正状态的空间方位，之后医生在观察了三维半规管模型内的耳石位置以后，发出指令指导患者摆动头部，在患者头部空间方位进行改变的时候，头部姿态检测装置1会实时检测到该空间方位的改变，然后输出姿态检测信号至信息接收端2内，信息接收端2此时便实时的根据姿态检测信号调整其内的三维半规管模型的空间方位，如此医生便可通过观察影像输出端3所连接的显示器、投影仪显示的三维半规管模型内部的耳石位置便可等同于得知患者半规管内的耳石位置，因而有效的实现了对于医生治疗辅助作用，避免了现有技术中的指定动作导致的需要耗费大量时间调整，以及头戴模型因为模型较重导致的头部不舒服而且模型容易从头部滑下中断治疗的问题。
作为改进的一种具体实施方式，所述头部姿态检测装置1包括：
头戴环，用于带在患者的头上；
姿态传感器12，设置在头戴环上，以在头戴环带在患者的头上时，检测患者头部动作参数后输出；
无线通信模块13，与姿态传感器12连接，还与信息接收端2通信连接，用于接收姿态检测信号并传输至信息接收端2内；
微电源14，耦接于姿态传感器12和无线通信模块13，以为姿态传感器12和无线通信模块13供电，通过头戴环的设置，便可有效的将姿态传感器组12随着一起带在患者的头上了，而通过无线通信模块的设置，便可有效的将姿态检测信号通过无线的方式传输给信息接收端2了，实现了实时检测患者的头部姿态，然后传输到信息接收端2内的效果，而通过微电源14的设置，一方面能够起到很好的给姿态传感器12和无线通信模块13供电，另一方面其体积小巧，设置在头戴环上的时候，不会占用过多的空间，不会影响到复位操作，其中本实施例中的姿态传感器12由多种传感器组合而成，例如三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁阻型磁强计等三种类型的传感器构成。三轴陀螺用于测量载体三个方向的绝对解速率，然后载体的姿态角航向角、俯仰角和滚动角就可以通过陀螺输出的数据的特定的解算方法来获得。三轴加速度计用于测量载体三个方向的加速度，在系统工作中，主要作用是感知系统的水平方向的倾斜，并用于修正陀螺在俯仰和滚动方向的漂移。三轴磁阻型磁强计测量三维地磁强度，用于提供方向角的初始对准以及修正航向角漂移。系统可提供的数据有：原始数据、四元数、姿态数据等以完成对于头部姿态的检测，其中本实施例中的无线通信模块13可以采用现有的蓝牙模块、无线传输等常规的无线通信方式来实现。
作为改进的一种具体实施方式，所述信息接收端2内的三维半规管模型由骨迷路模型和膜迷路模型组合而成，所述骨迷路模型和膜迷路模型包括壶腹嵴或壶腹帽结构，通过上述设置，便可有效的实现通过将信息接收端2连接输入设备的方式来切换/同时显示骨迷路和膜迷路模型，医生便可以根据情况来旋转观察骨迷路模型和膜迷路模型，因而相比于现有技术中采用头戴模型的方式，可以根据医生的选择来进行显示模型。
作为改进的一种具体实施方式，所述信息接收端2内的骨迷路模型为正常人群内耳影像数据分割获取，并通过统计形状模型方法建立的位于标准空间坐标系的带空间方位信息的标准骨迷路模型，通过上述方式便可有效的构建出骨迷路模型，并且采用了正常人群内耳影响数据作为获取基础，因此最后构建出来的骨迷路模型更为准确可靠。
作为改进的一种具体实施方式，所述信息接收端2内的膜迷路模型为正常个体内耳影像数据分割获取的骨迷路模型和膜迷路，并通过将骨迷路模型和标准骨迷路模型校准，从而随之校准膜迷路模型建立的标准空间坐标系的标准骨迷路模型和膜迷路模型，通过上述方式便可有效的构建出膜迷路模型，并且采用了正常人群内耳影响数据作为获取基础，因此最后构建出来的骨迷路模型更为准确可靠，并且在构建出膜迷路模型以后，还与之前的骨迷路模型进行校准，进一步保证了最后构建出来的骨迷路模型和膜迷路模型的可靠性。
作为改进的一种具体实施方式，所述影像输出端3包括显示体、投影仪，并通过有线、无线与信息接收端2连接，也可以整合设备包括信息接收端和影像输出端为一体，包括手机、平板、智能电视以及各种运行操作系统的终端。外部人员可以通过输入装置控制显示屏显示模型各个部件，并可以调节演示参数包括观察角度，模型大小等。
综上所述，本实施例的三维导航系统，通过头部姿态检测装置1和信息接收端2的设置，便可有效的检测到患者的头部姿态，同时与信息接收端2内的三维半规管模型相对应，如此来实现利用三维半规管模型模拟人头部内的半规管空间方位情况，进而有效的辅助医生对于眩晕症的治疗了。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种BBPV实时三维导航系统，其特征在于：包括：
头部姿态检测装置(1)，带在患者头上，用于实时检测患者头部姿态后输出姿态检测信号；
信息接收端(2)，采用蓝牙方式连接头部姿态检测装置，通过编写专门软件分析串口数据获取姿态传感器检测信号，进行分析处理后同步调整三维半规管模型的空间方位；
影像输出端(3)，耦接信息接收端(2)，显示图形信号，用于显示出调整了空间方位后的三维半规管模型。
2.根据权利要求1所述的BBPV实时三维导航系统，其特征在于：所述头部姿态检测装置(1)包括：
头戴环，用于带在患者的头上；
姿态传感器(12)，设置在头戴环上，以在头戴环带在患者的头上时，检测患者头部动作参数后输出；
无线通信模块(13)，与姿态传感器(12)连接，还与信息接收端(2)通信连接，用于接收姿态检测信号并传输至信息接收端(2)内；
微电源(14)，耦接于姿态传感器(12)和无线通信模块(13)，以为姿态传感器(12)和无线通信模块(13)供电。
3.根据权利要求2所述的BBPV实时三维导航系统，其特征在于：所述信息接收端(2)内的三维半规管模型由骨迷路模型和膜迷路模型组合而成，所述膜迷路模型包括壶腹嵴、椭圆囊、三半规管结构。
4.根据权利要求3所述的BBPV实时三维导航系统，其特征在于：所述信息接收端(2)内的骨迷路模型为正常人群内耳影像数据分割获取，并通过统计形状模型方法建立的位于标准空间坐标系的带空间方位信息的标准骨迷路模型。
5.根据权利要求4所述的BBPV实时三维导航系统，其特征在于：所述信息接收端(2)内的膜迷路模型为正常个体内耳影像数据分割获取的骨迷路模型和膜迷路，并通过将骨迷路模型和标准骨迷路模型校准，从而随之校准膜迷路模型建立的标准空间坐标系的标准骨迷路模型和膜迷路模型。
6.根据权利要求5所述的BBPV实时三维导航系统，其特征在于：所述影像输出端(3)包括显示体、投影仪，并通过有线、无线与信息接收端(2)连接。
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