CN114760440A - 一种可视化监视眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可视化监视眼镜，包括单目眼镜，所述单目眼镜包括镜片和镜腿，所述镜腿的内部设有：芯片，用于接收及监护信号，并根据监护信号形成显示信号发出；光学显示系统，用于接收显示信号，并通过所述镜片显示显示内容；交互系统，用于采集手势动作并根据手势动作控制所述光学显示系统对不同的显示内容进行切换；预警系统，用于采集监护信号并根据监护内容进行安全分析，控制光学显示系统进行安全反馈。本发明能够实现麻醉手术的可监视化，解决医生脱离监护仪也能时刻掌握生命信息的变化，并做出及时处理。

Description

一种可视化监视眼镜
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种可视化监视眼镜。
背景技术
随着当今医疗技术的快速发展，对于生命预期的增加，手术患者和危重患者显著增加，麻醉医生和监护室医师数量严重不足，麻醉医生和ICU医师所需承担的工作量和工作强度极大，容易损害这些医生的身心健康，也降低了对患者的安全保障，如何利用现代科技的成果参与麻醉和重症管理，保障医疗安全，同时减少医生的工作量是目前亟需解决的问题。
以麻醉医生的工作为例，在手术过程中麻醉医生必须依靠各种复杂、精密的仪器在术中及麻醉恢复期时刻监测患者的生命指标，包括呼吸、心率、血压、氧饱和度、心电图、脑电图、心排量、出血量等信息，及时做出相应的判断和处理，以确保患者生命安全，为手术保驾护航。目前麻醉医生短缺现状非常显著。工作设置低年资医生和高年资医生，低年资医师一人负责一间手术室的麻醉工作，高年资医师需统辖多间手术室，和低年资医师共同管理患者，替换吃饭上厕所，把控麻醉质量并对紧急危急情况做出指示。然而低年资医师临床经验不到位，持续工作疲劳度增加，需要高年资医师的严格把控，参与患者管理。尤其手术麻醉中出现的抢救更是分秒必争的工作，能让高年资麻醉医生在可视范围内时时获取患者的信息，并得到此患者有安全警示的提示具有临床实战意义。虽然目前市面上已经有麻醉机器人的出现，但仍处于辅助麻醉医生的阶段，缺乏协助麻醉医生统筹各种信息的能力。
AR眼镜是增强现实应用的一种新型眼镜，可以在显示现实景象的基础上，通过图像、视频、3D模型等技术为用户提供虚拟信息，实现将虚拟信息与现实世界巧妙地相互融合，可用于显示、拍照、处理电子邮件、游戏娱乐等方面，然而，还没有将其与医疗行业相结合的麻醉可视化监护眼镜。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可视化监视眼镜，能够实现麻醉手术的可监视化，以解决麻醉医生和监护室医师脱离监护仪也能时刻掌握生命信息的变化，并做出及时处理。
本发明提供的一种可视化监视眼镜，包括单目眼镜，所述单目眼镜包括镜片和镜腿，所述镜腿的内部设有：芯片，用于接收及监护信号，并根据监护信号形成显示信号发出；光学显示系统，用于接收显示信号，并通过所述镜片显示显示内容；交互系统，用于采集手势动作并根据手势动作控制所述光学显示系统对不同的显示内容进行切换；预警系统，用于采集监护信号并根据监护内容进行安全分析，控制光学显示系统进行安全反馈。
进一步地，所述镜腿的内部还设有：摄像头，用于采集所视的图像并根据所视的图像形成图像信号发出；芯片，用于接收图像信号，并根据图像信号形成显示信号发出。
进一步地，还包括双目眼镜，所述单目眼镜通过磁吸装置安装在所述双目眼镜一侧的镜架上。
进一步地，所述光学显示系统包括显示屏和光机，所述显示屏用于根据显示信号提供明亮清晰的显示内容，所述光机用于提高光能利用率和改善投光效果。
进一步地，所述交互系统包括：存储模块，用于储存预设手势动作以及与不同手势动作对应的显示内容类型；手势采集模块，用于采集手势动作，并将采集的手势动作发出；预处理模块，用于接收采集的手势动作，并对采集的手势动作进行预处理，形成数字信号；深度学习模块，用于接收数字信号，对数字信号进行分析，建立手势动作，并与预设手势动作进行比较；交互中央处理模块，用于接收建立的手势动作，并根据建立的手势动作形成交互指令发送给所述光学显示系统进行交互反馈。
进一步地，所述预警系统包括：房间监护接口，用于采集监护信号；监护触发模块，用于储存预先设置的生命体征数据的安全阈值，当房间监护接口采集到的生命体征数据的超过安全阈值时，向外发送预警信号；AI学习模块，用于储存大数据以及接收预警信号，根据大数据对预警信号进行分析，判断出不安全原因；预警中央处理模块，用于接收预警信号和不安全原因并形成预警指令，控制光学显示系统进行安全反馈；音频播放模块，用于接收预警信号和不安全原因并音频播放。
进一步地，所述镜腿内部还设置有蓝牙传输系统，所述蓝牙传输系统用于将监护仪内部的监护信号传输至所述芯片。
进一步地，所述镜腿内部还设置有供电系统，所述镜腿上设有USB接口，所述供电系统通过所述USB接口连接电源对所述镜腿进行充电。
进一步地，所述镜腿内还包括眼球追踪系统，用于捕捉眼球的运动信号、位置信号以及瞳孔大小信号，并通过所述深度学习模块分析出眼球的注视点，形成交互模型。
进一步地，所述交互中央处理模块接收交互模型并形成交互指令发送给所述光学显示系统进行交互反馈。
进一步地，所述镜片采用深度连续渐变的光栅结构，其内外贴合蓝宝石玻璃。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种可视化监视眼镜，整合AR眼镜技术，实现麻醉的可监视化，有利于麻醉师实时监控手术患者的生命数据，在危急情况发生时能对患者情况实现全面的把握和精准的判断，提高麻醉工作效率，进一步保证患者生命安全；自带报警系统，能及时发现问题，通过计算机分析寻找出问题原因，节约抢救生命的时间；该眼镜轻盈、可携带，实现了同时观察生命数据和观察周围真实环境，方便麻醉师在监测生命数据时不影响正常活动。
附图说明
图1为本发明提供的可视化监视眼镜的结构示意图；
图2为本发明中单目眼镜的结构爆炸图；
图3为本发明中交互系统的工作流程图；
图4为本发明中预警系统的工作流程图；
图5为本发明提供的可视化监视眼镜的控制流程图。
其中：10-单目眼镜；11-镜片；12-镜腿；121-摄像头；122-光学显示系统；1221-显示屏；1222-光机；123-芯片；124-蓝牙传输系统；125-交互系统；126-预警系统；127-供电系统；129-USB接口；20-双目眼镜；21-镜架；30-磁吸装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本描述中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。
请参图1，本发明提供的一种可视化监视眼镜，包括单目眼镜10和双目眼镜20，单目眼镜10和双目眼镜20上均设有磁吸装置30，单目眼镜10通过磁吸装置30吸附在双目眼镜20一侧的镜架21上，考虑到用户的使用习惯，一般安装在双目眼镜20右侧的镜架21上。双目眼镜20为合金材料制成，可以是平光眼镜或矫正屈光眼镜。单目眼镜10为智能单目眼镜，与双目眼镜20配合，能够实现手术过程的可监视化功能以及人镜交互功能。
请一并参图2，单目眼镜10包括镜片11和镜腿12，镜片11位于镜腿12的前端，镜腿12的内部设有摄像头121、光学显示系统122、芯片123、蓝牙传输系统124、交互系统125、预警系统126、供电系统127、以及眼球追踪系统，镜腿12的外部设有USB接口129。
其中，供电系统127为微型电池，可通过USB接口129与外部电源连接，以对镜腿12进行供电。
进一步地，摄像头121位于镜腿12内部的正前方，负责基于视觉跟踪定位(SLAM)的图像采集，采集使用者右眼所视的图像，并通过摄像头121内部预设的代码，将采集的图像进行三维重建，形成具有AR/VR效果的图像信号，并将该图像信号传输至芯片123。
进一步地，蓝牙传输系统124与监护仪连接，可将监护仪内部的监护信号(这里的监护信号包括生命体征数据、手术室的视频监控数据等)传输至芯片123。
进一步地，芯片123为处理系统，包括对图像、数据以及视频的处理，用于接收图像信号以及监护信号，并将图像信号和监护信号处理成显示信号发出。
进一步地，光学显示系统122用于接收显示信号，根据显示信号进行显示内容的显示，光学显示系统122包括显示屏1221和光机1222，其中，显示屏1221为微型LED显示屏，用于根据显示信号提供明亮清晰的显示内容，包括生命体征数据、手术室监控内容、具有AR/VR效果的图像等，光机1222为微型光机，采用CNC一体成型金属制成，其内集成5片高透玻璃镜片，用于提高光能利用率和改善投光效果。
进一步地，镜片11为波导镜片，采用深度连续渐变的光栅结构，接受光学显示系统122提供的显示内容，采取全反射技术原理，利用光波在波导内全反射的形式将显示内容向前传播进入人眼，同时镜片11内外贴合高强度蓝宝石玻璃，以“夹心”结构防止硬物刮伤和高处摔裂。
请参图3，交互系统125用于采集手势信号并根据手势信号控制光学显示系统122对不同的显示内容进行切换，其包括：手势触发模块、手势采集模块、预处理模块、深度学习模块、以及交互中央处理模块。
进一步地，手势存储模块，用于储存预先设置的手势动作以及与不同手势动作对应的显示内容类型，例如：屏幕点击手势用于开启或关闭监护数据显示，左划、右划手势用于显示不同生命体征数据，上划、下划手势用于显示不同手术间的监控视频等等。本发明包括但不限于以上几种手势，其还可以采用手势的组合；手势采集模块具体为摄像头，用于采集手势动作，并将采集的手势动作发出；预处理模块用于接收采集的手势动作，并将采集的手势动作的骨骼点、空间的位移、手指的弯曲程度等信息，形成数字信号；深度学习模块用于接收这些数字信号，并根据这些数字信号建立手势动作，与预设手势动作进行对比，精准判断输入的手势动作与预设的手势动作是否吻合，若吻合，将建立的手势动作发出，若不吻合，则不发出，重新采集手势动作；交互中央处理模块用于接收建立的手势动作，并形成交互指令发送给所述光学显示系统122进行交互反馈。
请参图4，预警系统126用于采集监护信号并对监护信号进行安全分析，控制光学显示系统122进行安全反馈，其包括：房间监护接口、监护触发模块、AI学习模块、预警中央处理模块、以及音频播放模块。
进一步地，房间监护接口可与监护仪连接，用于采集监护信号，包括监护数据和监控视频；触发模块用于储存预先设置的生命体征安全阈值，当房间监护接口采集到的监护内容的某些指标超过对应的安全阈值时，将监护信号发出；AI学习模块，用于储存大数据以及接收监护信号，根据大数据对监护信号进行分析，将该患者的手术相关信息、患者实际生命情况和大数据进行对比，分析出不安全原因，大数据为既往积累的麻醉专家知识库；预警中央处理模块，用于接收不安全原因信号并形成交互指令，控制光学显示系统进行安全反馈，具体表现为红色的生命体征数据显示；音频播放模块，用于接收监护信号和不安全原因并进行音频播放，具体表现为相应的警报声，例如，超出阈值较多的情况为音调高的警报声，超出阈值较少的情况为音调低的警报声，在本发明中不作限定，可根据实际情况进行设定。
请参图5，眼球追踪系统128具体表现为一种处理运动功能的微小芯片，用于捕捉眼球的运动信号、位置信号以及瞳孔大小信号，并通过所述深度学习模块分析出眼球注视点，形成交互模型，其包括高速视觉传感器。
进一步地，高速视觉传感器用于捕捉眼球的运动信号、眼球在光波导镜片周围移动的位置信号以及瞳孔大小信号，形成视线轨迹记录；深度学习模块根据视线轨迹记录计算出用户注视点，形成交互模型；交互中央处理系统根据眼球的不同移动位置生成略微不同的图像，使得无论正视还是侧视，图像始终显示于视线正前方。
经过上面的叙述可以知道，本发明提供的一种可视化监视眼镜，整合AR眼镜技术，实现麻醉的可监视化，有利于麻醉师实时监控手术患者的生命数据，在危急情况发生时能对患者情况实现全面的把握和精准的判断，提高麻醉工作效率，进一步保证患者生命安全；自带报警系统，能及时发现问题，通过计算机分析寻找出问题原因，节约抢救生命的时间；该眼镜轻盈、可携带，实现了同时观察生命数据和观察周围真实环境，方便麻醉师在监测生命数据时不影响正常活动。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种可视化监视眼镜，其特征在于，包括单目眼镜(10)，所述单目眼镜(10)包括镜片(11)和镜腿(12)，所述镜腿(12)的内部设有：
芯片(123)，用于接收及监护信号，并根据监护信号形成显示信号发出；
光学显示系统(122)，用于接收显示信号，并通过所述镜片(11)显示显示内容；
交互系统(125)，用于采集手势动作并根据手势动作控制所述光学显示系统(122)对不同的显示内容进行切换；
预警系统(126)，用于采集监护信号并根据监护内容进行安全分析，控制光学显示系统(122)进行安全反馈。
2.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)的内部还设有：
摄像头(121)，用于采集所视的图像并根据所视的图像形成图像信号发出；
芯片(123)，用于接收图像信号，并根据图像信号形成显示信号发出。
3.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，还包括双目眼镜(20)，所述单目眼镜(10)通过磁吸装置(30)安装在所述双目眼镜(20)一侧的镜架(21)上。
4.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述光学显示系统(122)包括显示屏(1221)和光机(1222)，所述显示屏(1221)用于根据显示信号提供明亮清晰的显示内容，所述光机(1222)用于提高光能利用率和改善投光效果。
5.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述交互系统(125)包括：
手势存储模块，用于储存预设手势动作以及与不同手势动作对应的显示内容类型；
手势采集模块，用于采集手势动作，并将采集的手势动作发出；
预处理模块，用于接收采集的手势动作，并对采集的手势动作进行预处理，形成数字信号；
深度学习模块，用于接收数字信号，对数字信号进行分析，建立手势动作，并与预设手势动作进行比较；
交互中央处理模块，用于接收建立的手势动作，并根据建立的手势动作形成交互指令发送给所述光学显示系统(122)进行交互反馈。
6.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述预警系统(126)包括：
房间监护接口，用于采集监护信号；
监护触发模块，用于储存预先设置的生命体征数据的安全阈值，当房间监护接口采集到的生命体征数据的超过安全阈值时，向外发送预警信号；
AI学习模块，用于储存大数据以及接收预警信号，根据大数据对预警信号进行分析，判断出不安全原因；
预警中央处理模块，用于接收预警信号和不安全原因并形成预警指令，控制光学显示系统(122)进行安全反馈；
音频播放模块，用于接收预警信号和不安全原因并音频播放。
7.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)内部还设置有蓝牙传输系统(124)，所述蓝牙传输系统(124)用于将监护仪内部的监护信号传输至所述芯片(123)。
8.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)内部还设置有供电系统(127)，所述镜腿(12)上设有USB接口(129)，所述供电系统(127)通过所述USB接口(129)连接电源对所述镜腿(12)进行充电。
9.如权利要求4所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)内还包括眼球追踪系统，用于捕捉眼球的运动信号、位置信号以及瞳孔大小信号，并通过所述深度学习模块分析出眼球的注视点，形成交互模型。
10.如权利要求9所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述交互中央处理模块接收交互模型并形成交互指令发送给所述光学显示系统(122)进行交互反馈。
11.如权利要求1所述的可视化监视眼镜，其特征在于，所述镜片(11)采用深度连续渐变的光栅结构，其内外贴合蓝宝石玻璃。
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