CN110448376A - 一种头戴式手术导航追踪显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种头戴式手术导航追踪显示器，包括夹层双目显示器、含有传感器和麦克风的鼻梁、两侧的红外线发射器和红外线接收器、两侧的微型短焦斜面投影机、骨传导耳机以及数据接口，所述夹层双目显示器由两片透明玻璃与中间夹层的半透明高反射塑料薄膜组成，所述含有传感器和麦克风的鼻梁由焊有位置传感芯片及微型麦克风的电路板组成，并提供排线接口分别与微型斜面投影机和数据接口相连接，本设备独创性的将手术导航的显示系统与光学追踪系统的功能集成于大小和外形类似眼罩的一个增强现实设备当中，节省了空间，携带方便，观察方便，同时可以向手术者实时监测患者的各项数据，又保证了手术者的精力集中，保证手术的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及智能化医疗设备领域，具体为一种头戴式手术导航追踪显示器。
背景技术
手术的微创化、数字化与智能化是现代外科技术的重要发展方向。手术导航技术是其中一种重要的技术发明，为外科医生提供了更加微创、精准的手术操作的引导。然而现有的手术导航系统主要为光学导航系统，其多由独立的光学追踪系统，独立的显示系统和处理单元组成。
一般手术之前，手术者需要通过系统中的处理单元接受该设备的运动和位置信息，可以接受该设备的音频数据和两侧红外线接收器的数据，并可对设备的运动和位置信息以及两侧红外线接收器的数据进行处理，输出处理后的显示信息和音频信息，该处理单元同时提供患者术前、书中的检查数据，比如CT扫描和MRI扫描的DICOM数据，并通过合适的算法对数据进行2D和3D的重建，并可以在重建的图像上标示出手术规划信息。在手术引导过程中，通过接收并处理传入的数据，将手术规划信息、患者定位信息以及手术器械的定位信息可视化，并将数据输出。
该系统的局限性在于，手术者在手术操作过程中，不仅要留意术野中的解剖结构，同时也要关注屏幕上显示的导航信息，这使得手术者的注意力在两个区域中来回转移，容易造成手术误操作，甚至引起严重的手术并发症等；此外，独立的光学摄像头和独立的显示器使本就空间狭小的手术室更加狭小，手术室相关人员行动不便，无菌区的面积也更加局限，容易造成污染；这些都是手术中暂时无法解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种头戴式手术导航追踪显示器，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明使用方便，操作简单，系统性高，实用性强。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种头戴式手术导航追踪显示器，该设备本体包括夹层双目显示器、含有传感器和麦克风的鼻梁、两侧的红外线发射器和红外线接收器、两侧的微型短焦斜面投影机、骨传导耳机以及数据接口，所述夹层双目显示器由两片透明玻璃与中间夹层的半透明高反射塑料薄膜组成，所述含有传感器和麦克风的鼻梁由焊有位置传感芯片及微型麦克风的电路板组成，并提供排线接口分别与微型斜面投影机和数据接口相连接。
优选的，同侧的所述红外线发射器发射的红外线波长与同侧红外线接收器接受的红外线波长相同，而两侧的所述红外线发射器与红外线接收器的处理波长不同。
优选的，所述位置传感芯片包括陀螺仪芯片以及加速度计芯片。
优选的，所述数据接口通过数据线和导线与外接处理单元相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本设备独创性的将手术导航的显示系统与光学追踪系统的功能集成于大小和外形类似眼罩的一个增强现实设备当中，节省了空间，携带方便，观察方便；2、本发明通过显示器和骨传耳机实时向手术者提供患者的信息，既可以向手术者实时监测患者的各项数据，同时又保证了手术者的精力集中，保证手术的成功率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图。
附图标记中：1.数据接口；2.设备本体；3.微型短焦斜面投影机；4.传感器；5.夹层双目显示器；6.红外线接收器；7.红外线发射器；8.骨传导耳机；9.半透明高反射塑料薄膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种头戴式手术导航追踪显示器，该设备本体包括夹层双目显示器5、含有传感器4和麦克风的鼻梁、两侧的红外线发射器7和红外线接收器6、两侧的微型短焦斜面投影机3、骨传导耳机8以及数据接口1，所述夹层双目显示器5由两片透明玻璃与中间夹层的半透明高反射塑料薄膜9组成，所述含有传感器4和麦克风的鼻梁由焊有位置传感芯片及微型麦克风的电路板组成，并提供排线接口分别与微型斜面投影机3和数据接口1相连接；
同侧的所述红外线发射器7发射的红外线波长与同侧红外线接收器6接受的红外线波长相同，而两侧的所述红外线发射器7与红外线接收器6的处理波长不同，所述位置传感芯片包括陀螺仪芯片以及加速度计芯片，所述数据接口1通过数据线和导线与外接处理单元相连接。
工作流程：夹层双目显示器5由两片透明玻璃与中间夹层的半透明高反射塑料薄膜9组成，其高反射性将微型短焦斜面投影机3的投射图像反射到佩戴着的双眼中，其半透明性保证了佩戴着不仅可以看到显示的图像，也可以清楚看到实际环境；
含有传感器4和麦克风的鼻梁主要由焊有陀螺仪芯片、加速度计芯片等位置传感芯片及微型麦克风的电路板组成，并提供排线接口与微型斜面投影机3和数据接口1相连，其目的是将该设备的运动和位置信息以及麦克风接受的音频信息实时经数据接口1传输到处理单元；
两侧的红外线发射器7与红外线接收器6主要提供光学追踪功能，同侧的发射器发射的红外线波长与同侧红外线接收器6接受的红外线波长相同，而两侧的发射器与红外线接收器6的处理波长不同，其目的是用于立体测量红外线发射装置的距离，并将距离数据经数据接口1传输到处理单元；
两侧的微型短焦斜面投影机3提供投影功能，通过投影机3镜头的倾斜角和梯形校正，或者通过相应的棱镜折射，实现在焦距3cm以内提供0°-80°的标准长方形覆盖面的投射，其显示内容由处理单元经数据接口1传入；
两侧的骨传导耳机8可以为佩戴者提供清楚的音频输出，其音频内容由处理单元经数据接口1传入；
数据接口1用于接驳处理单元，提供该设备工作所需的电能，将设备的运动和位置信息、接受的音频数据和两侧红外线接收器6的数据传入到处理单元，并将显示信息、音频信息由处理单元传出；
本处理单元可以为可佩戴式，也可为独立式，可以为交流电供电，也可以为电池供电，并不局限于形式。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种头戴式手术导航追踪显示器，其特征在于：该设备本体包括夹层双目显示器（5）、含有传感器（4）和麦克风的鼻梁、两侧的红外线发射器（7）和红外线接收器（6）、两侧的微型短焦斜面投影机（3）、骨传导耳机（8）以及数据接口（1）；
所述夹层双目显示器（5）由两片透明玻璃与中间夹层的半透明高反射塑料薄膜（9）组成；
所述含有传感器（4）和麦克风的鼻梁由焊有位置传感芯片及微型麦克风的电路板组成，并提供排线接口分别与微型斜面投影机（3）和数据接口（1）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种头戴式手术导航追踪显示器，其特征在于：同侧的所述红外线发射器（7）发射的红外线波长与同侧红外线接收器（6）接受的红外线波长相同，而两侧的所述红外线发射器（7）与红外线接收器（6）的处理波长不同。
3.根据权利要求1所述的一种头戴式手术导航追踪显示器，其特征在于：所述位置传感芯片包括陀螺仪芯片以及加速度计芯片。
4.根据权利要求1所述的一种头戴式手术导航追踪显示器，其特征在于：所述数据接口（1）通过数据线和导线与外接处理单元相连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111544115A (zh) * | 2020-05-16 | 2020-08-18 | 中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院 | 一种增强现实导航追踪显示器以及校准方法 |
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2019
- 2019-09-18 CN CN201910878416.6A patent/CN110448376A/zh active Pending
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