CN112802372A - 一种vr手术示教投影设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VR手术示教投影设备，包括设置在示教室的放映机单元、全息屏单元和示教室主机与设置在手术室中的视频录播单元和手术室主机，所述放映机单元的输出一侧设于全息屏单元的接收范围内，且放映机单元的端部固定连接有调节组件，所述放映机单元、全息屏单元和示教室主机之间通过电性连接。本发明利用3D录播与放映设备在全息屏上形成了3D视频，利用对多方位的无死角的录播设备，完成了手术室中的医师操作影像录播，便于同步至示教室内，供示教室内的学生进行观摩学习。

Description

一种VR手术示教投影设备
技术领域
本发明涉及VR远程示教技术领域，尤其涉及一种VR手术示教投影设备。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality)也称为虚拟技术、虚拟环境，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术，是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，让用户感觉仿佛身历其境，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物。
现有技术中的手术示教均是学生直接在手术室内观察医生做手术，但手术室对于无菌的程度要求较高，并不适宜同时存在太多人，因此每次能够参观手术学习的人数非常有限，不利于手术教学的展开。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种VR手术示教投影设备。
本发明提出的一种VR手术示教投影设备，包括设置在示教室的放映机单元、全息屏单元和示教室主机与设置在手术室中的视频录播单元和手术室主机，所述放映机单元的输出一侧设于全息屏单元的接收范围内，且放映机单元的端部固定连接有调节组件，所述放映机单元、全息屏单元和示教室主机之间通过电性连接，所述视频录播单元位于手术室的顶端四侧，且视频录播单元和手术室主机之间通过电性连接，所述示教室主机的信号端和手术室主机的信号端之间连接有同一个网络交换机。所述视频录播单元采用3D摄像机。
作为本发明进一步的方案，所述放映机单元包括3D放映机和放映机控制器，且放映机控制器的信号端和3D放映机、调节组件之间通过电性连接，所述调节组件包括滑轨和液压杆，且滑轨的内壁滑动连接有滑动件，所述液压杆的非活塞杆一端连接至滑动件的底端外壁上，所述3D放映机包括壳体、信号收发器和放映组件，所述放映组件和信号收发器位于壳体的两侧，且信号收发器的信号端和放映组件的信号端相连接，所述壳体的两侧外壁均开有散热槽。
作为本发明进一步的方案，所述滑轨的一侧设有步进电机和丝杠，所述步进电机的输出轴连接在丝杠的端部外壁上，且丝杠的外壁传动配合连接在滑动件的内壁上。
作为本发明进一步的方案，所述滑轨的顶部外壁中部固定连接有吊顶件。
作为本发明进一步的方案，所述全息屏单元包括底座、框体、动作捕捉单元、纳米触摸膜和电动调节座，所述电动调节座安装于底座顶部外壁和框体的底端外壁之间，所述纳米触摸膜设于框体的内壁上，所述动作捕捉单元位于框体的顶边和两侧外边上。
作为本发明进一步的方案，所述动作捕捉单元包括红外动作传感器和动作捕捉探头，且红外动作传感器和动作捕捉探头之间通过电性连接至示教室主机。
作为本发明进一步的方案，所述框体的两侧外壁均固定连接有音响，且音响的输入和输出端分别连接至示教室主机的信号端。
作为本发明进一步的方案，所述视频录播单元包括3D摄像机和音频录播机及固定框架，所述固定框架固定连接在手术室的手术台顶端，且3D摄像机和音频录播机组成音频录播单元。
作为本发明进一步的方案，所述固定框架的底端内边设有电动滑轨，且电动滑轨的内壁滑动连接有连接座，所述音频录播单元固定在四侧的连接座外壁上。
本发明中的有益效果有以下几点：
1.本发明在手术室中设置视频录播单元，采集手术的全过程，通过在示教室中设置放映机单元，将手术的过程远程展示给示教室的学生进行隵，由于示教室与手术室不同，对人数没有很大的局限性，可以有效增加手术示教的学生人数。
2.本发明的视频录播单元采用3D摄像机，放映机单元采用3D放映机，可以实现将手术的过程采用立体影像的形式进行记录与播放，使得在示教室的学生能够有身临手术室的感受。
3.本发明对放映机单元和全息屏单元之间的间距和投影全景效果均可调节，通过两者之间的调节配合，适用于不同的投影画面，同时全息屏单元设有纳米触摸膜，可对全息投影内容进行触控，便于在示教过程中对局部视频的放大和录播等操作。
附图说明
图1为本发明提出的一种VR手术示教投影设备的立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种VR手术示教投影设备的全息屏单元结构示意图；
图3为本发明提出的一种VR手术示教投影设备的放映机单元结构示意图；
图4为本发明提出的一种VR手术示教投影设备的会诊流程框图。
图中：1、全息屏单元；2、放映机单元；21、液压杆；22、信号收发器；23、散热槽；24、放映组件；3、示教室主机；4、手术室主机；5、视频录播单元；6、网络交换机；7、吊顶件；8、滑轨；9、滑动件；10、底座；11、音响；12、红外动作传感器；13、纳米触摸膜；14、电动调节座。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4，一种VR手术示教投影设备，包括设置在示教室的放映机单元2、全息屏单元1和示教室主机3与设置在手术室中的视频录播单元5和手术室主机4，放映机单元2的输出一侧设于全息屏单元1的接收范围内，且放映机单元2的端部固定连接有调节组件，放映机单元2、全息屏单元1和示教室主机3之间通过电性连接，视频录播单元5位于手术室的顶端四侧，且视频录播单元5和手术室主机4之间通过电性连接，示教室主机3的信号端和手术室主机4的信号端之间连接有同一个网络交换机6。所述视频录播单元采用3D摄像机，对手术的全景过程进行拍摄，并通过3D放映机将3D影像投影在示教室的屏幕上，还原得到手术过程的3D影像，供学生观看。
放映机单元2包括3D放映机和放映机控制器，且放映机控制器的信号端和3D放映机、调节组件之间通过电性连接，调节组件包括滑轨8和液压杆21，且滑轨8的内壁滑动连接有滑动件9，3D放映机包括壳体、信号收发器22和放映组件24，放映组件24和信号收发器22位于壳体的两侧，且信号收发器22的信号端和放映组件24的信号端相连接，壳体的两侧外壁均开有散热槽23，液压杆21的非活塞杆一端连接至滑动件9的底端外壁上，可实现升降，滑轨8的一侧设有步进电机和丝杠，步进电机的输出轴连接在丝杠的端部外壁上，且丝杠的外壁传动配合连接在滑动件9的内壁上，可实现左右滑动，滑轨8的顶部外壁中部固定连接有吊顶件7，调节组件用于对放映机单元2的左右间距调节，和放映机的上下调节，配合上放映机本体的镜头远近调节，可实现了全息屏单元1中纳米触摸膜13范围覆盖。
全息屏单元1包括底座10、框体、动作捕捉单元、纳米触摸膜13和电动调节座14，电动调节座14安装于底座10顶部外壁和框体的底端外壁之间，纳米触摸膜13设于框体的内壁上，纳米触摸膜13就是人们所称的“触摸膜”，是由两张薄膜，中间夹了一层X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的网格矩阵层组成，每个矩阵单元都能感应到人手的触摸。将手的触摸信号传递到与纳米导线相联接的微芯片控制器中，微控制器通过接口将信号传递给电脑，电脑识别触摸在屏幕上的位置，动作捕捉单元位于框体的顶边和两侧外边上，动作捕捉单元包括红外动作传感器12和动作捕捉探头，且红外动作传感器12和动作捕捉探头之间通过电性连接至示教室主机3，红外动作传感器12的型号为UI2426，可捕捉对触摸膜中图像的接触动作，进而做出相应的图像变化，例如局部图像的放大和实时录播中的图像切换，框体的两侧外壁均固定连接有音响11，且音响11的输入和输出端分别连接至示教室主机3的信号端。
视频录播单元5包括3D摄像机和音频录播机及固定框架，固定框架固定连接在手术室的手术台顶端或者放置在一助或者二助的位置，且3D摄像机和音频录播机组成音频录播单元，固定框架的底端内边设有电动滑轨，且电动滑轨的内壁滑动连接有连接座，音频录播单元固定在四侧的连接座外壁上，视频录播可对手术室的实时场景进行多方位录播，提高图像的覆盖范围。其中，3D摄像机也可以为全景摄像机，全景摄像机设置在手术台的顶端，用以对手术的全景进行录制。放映机单元可以输出采集的全景视频或者3D视频。
本发明中，VR手术示教投影设备设于两地的示教室和手术室，其中示教室中全息屏单元1和放映机单元2完成了会诊实时录播图像投影播放，或者录播医患的各种症状视频和检测数据图像，手术室中则利用视频录播单元5记录每场手术中的实时操作图像，便于同步至示教室和后续手术总结，全息屏单元1和放映机单元2可对实时同步图像的大小和图像品质进行动态调节，放映机单元2所连接的调节组件和全息屏单元1的电动调节座配合完成动态调节作业，两地的图像数据通过网络交换机6进行实时同步，完成了手术过程的同步传输。
特别的，本实施例的设备除了远程示教，还可用于远程会诊，本实施例中还包括分别设置在示教室和手术室中分别设置有一个在线同步时钟，这两个在线同步时钟连接至同一个网络中保证实时的时间都是同步的，在会诊过程中，确保视频录播单元有将手术室中的时钟拍摄在画面中，在示教室的专家可以通过屏幕中显示的手术室的时钟与示教室内的时钟来判断此时播放的视频是否与手术室同步，若发现延时可即可更换网络，以避免因时间不同步导致的示教室意见给错时机。
较佳地，本实施例通过在示教室中设置两个图像采集装置，分别采集屏幕中的时钟画面以及示教室内的时钟画面，通过图像处理算法自动实时对比两个画面中的时钟时刻是否一致，当误差超过设定范围，便进行报警，提醒示教室的专家此刻示教室观看到的画面与手术室并非同步的，以免示教室的专家误判手术时机。该措施能够有效提高远程会诊的可靠性。
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 (9)

1.一种VR手术示教投影设备，其特征在于，包括设置在示教室的放映机单元(2)、全息屏单元(1)和示教室主机(3)与设置在手术室中的视频录播单元(5)和手术室主机(4)，所述放映机单元(2)的输出一侧设于全息屏单元(1)的接收范围内，且放映机单元(2)的端部固定连接有调节组件，所述放映机单元(2)、全息屏单元(1)和示教室主机(3)之间通过电性连接，所述视频录播单元(5)位于手术室的顶端四侧，且视频录播单元(5)和手术室主机(4)之间通过电性连接，所述示教室主机(3)的信号端和手术室主机(4)的信号端之间连接有同一个网络交换机(6)；所述视频录播单元采用3D摄像机。
2.根据权利要求1所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述放映机单元(2)包括3D放映机和放映机控制器，且放映机控制器的信号端和3D放映机、调节组件之间通过电性连接，所述调节组件包括滑轨(8)和液压杆(21)，且滑轨(8)的内壁滑动连接有滑动件(9)，所述液压杆(21)的非活塞杆一端连接至滑动件(9)的底端外壁上，所述3D放映机包括壳体、信号收发器(22)和放映组件(24)，所述放映组件(24)和信号收发器(22)位于壳体的两侧，且信号收发器(22)的信号端和放映组件(24)的信号端相连接，所述壳体的两侧外壁均开有散热槽(23)。
3.根据权利要求2所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述滑轨(8)的一侧设有步进电机和丝杠，所述步进电机的输出轴连接在丝杠的端部外壁上，且丝杠的外壁传动配合连接在滑动件(9)的内壁上。
4.根据权利要求2和3中任一所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述滑轨(8)的顶部外壁中部固定连接有吊顶件(7)。
5.根据权利要求1所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述全息屏单元(1)包括底座(10)、框体、动作捕捉单元、纳米触摸膜(13)和电动调节座(14)，所述电动调节座(14)安装于底座(10)顶部外壁和框体的底端外壁之间，所述纳米触摸膜(13)设于框体的内壁上，所述动作捕捉单元位于框体的顶边和两侧外边上。
6.根据权利要求5所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述动作捕捉单元包括红外动作传感器(12)和动作捕捉探头，且红外动作传感器(12)和动作捕捉探头之间通过电性连接至示教室主机(3)。
7.根据权利要求5和6任一所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述框体的两侧外壁均固定连接有音响(11)，且音响(11)的输入和输出端分别连接至示教室主机(3)的信号端。
8.根据权利要求1所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述视频录播单元(5)包括3D摄像机和音频录播机及固定框架，所述固定框架固定连接在手术室的手术台顶端，且3D摄像机和音频录播机组成音频录播单元。
9.根据权利要求8所述的一种VR手术示教投影设备，其特征在于，所述固定框架的底端内边设有电动滑轨，且电动滑轨的内壁滑动连接有连接座，所述音频录播单元固定在四侧的连接座外壁上。
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