CN218567725U - 一种增强影像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增强影像系统，包括媒体信号处理装置、增强影像装置、显微镜镜体和双目镜筒，增强影像装置包括外壳及设置在外壳内的显示装置和叠加镜组，显示装置与媒体信号处理装置通讯连接，叠加镜组设置在显微镜镜体的主光路上，双目镜筒设置在显微镜镜体上，显示装置被配置的接收媒体信号处理装置发出的信息数据，并将接收到的信息数据转化为光学影像，显示装置发出的光学影像通过叠加镜组叠加至显微镜镜体的主光路中形成叠加影像，通过双目镜筒能够观察叠加影像。本申请可将一些带有附加信息的图像叠加至显微镜观察视野，从而可有助于操作者更直观观察到所需信息，更好的与显微镜下的实物进行对比、叠加和融合，提高手术准确性和精度。

Description

一种增强影像系统

技术领域

本实用新型涉及牙科诊疗技术领域，尤其涉及一种手术显微镜的增强影像系统。

背景技术

现代医学在体外诊断、显微治疗、医学影像、微创治疗等领域有了实质性进展，跨种类、多学科整合类型诊疗手段层出不穷，由于医学影像设备的不断发展，医学影像技术的日新月异，医学影像学的CT、MR、介入普放、超声和核医学等亚学科逐步建立，医学影像技术学科也逐步形成。

医学影像信息更加具有敏感性、直观性、特异性、早期型；图像分析由定性向定量发展，由显示诊断信息向提供手术路径方案发展；图像相机与显示由二维模拟向三位全数字化发展；图像存储由胶片硬拷贝向软拷贝无胶片化，乃至图像传输网络化发展；从单一图像技术向综合图像技术发展。

为了适应医学影像学数字化、网络化、融合化必须建立诊断、技术、工程三个专业融合的观点，单一专业已不能完成现代医学影像学科的功能。

以根管治疗为例，医生需要彻底打开髓腔，找到全部根管并加以处理。人类一般每颗牙齿有1-4 个根管，后部的牙齿根管最多。多根管牙常因增龄性变化或修复性牙本质的沉积，或髓石，或髓腔钙化，或根管形态变异等情况，而使根管口不易查找时，需要借助于牙齿的三维立体解剖形态，从各个方向和位置来理解和看牙髓腔的解剖形态；并采用多种角度投照法所拍摄的X线片来了解和指出牙根和根管的数目、形状、位置、方向和弯曲情况；牙根对牙冠的关系；牙根及根管解剖形态的各种可能的变异情况等。由于部分牙齿的根管数量可达四个，还可能存在侧支根管、副根管、根尖分歧和根尖分叉等复杂情况，即便在放大观察下也可能会遗漏；需要估计根管的可能位置，必要时可用小球钻在其根管可能或预期所在的发育沟部位除去少量牙本质，然后使用锐利探针试图刺穿任何钙化区，以指出根管口除去牙颈部的牙本质领圈以暴露根管口的位置，即如果存在根管口钙化等情况，就更需要医生对各可能位置进行反复试探，难免会过多地去除健康牙齿组织。

目前经常采用术前牙片的方式来帮助医生判断和确定根管数量和形态，首先，医生需要分出部分精力来记忆根冠形态，甚至暂停手术看重新观察牙片。此外由于牙片仅为二维平面图像，无法准确体现根管的立体形态，实际上，很多根管的走向存在多次弯曲，无法依靠牙片准确定位。

CBCT等立体图像复杂难于记忆，医生需要将牙齿结构的立体形态记忆在脑中，并在术中与显微镜下的实物进行对比、叠加、融合，需要付出很大的精力，而且很难保证准确性和精度。

因此，结合上述存在的技术问题，有必要提出一种新的技术方案。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种手术显微镜的增强影像系统，具体方案如下：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种增强影像系统，其特征在于，其包括媒体信号处理装置、增强影像装置、显微镜镜体和双目镜筒，所述增强影像装置包括外壳、显示装置和叠加镜组，所述显示装置和所述叠加镜组均位于所述外壳内，所述显示装置与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述叠加镜组设置在所述显微镜镜体的主光路上，所述双目镜筒设置在所述显微镜镜体上，所述显示装置被配置的接收所述媒体信号处理装置发出的信息数据，并将接收到的信息数据转化为光学影像，所述显示装置发出的光学影像通过所述叠加镜组叠加至所述显微镜镜体的主光路中形成叠加影像，通过所述双目镜筒能够观察所述叠加影像。

进一步的，其包括若干个信息输入装置，所述信息输入装置分别与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述媒体信号处理装置被配置的将若干个所述信息输入装置输入的信息数据转化为一个复合信息数据，并将复合信息数据发送至所述显示装置。

进一步的，所述显示装置包括信息显示区，所述信息显示区与所述双目镜筒的观察视野相匹配，经所述媒体信号处理装置转化后所述复合信息数据对应的光学影像显示在所述信息显示区内；所述显示装置为OLED显示器、或LCD显示器、或DLP显示器。

进一步的，所述显示装置发出的光学影像在所述复合信息数据对应光学影像之外的区域为黑色。

进一步的，其还包括调节装置，所述调节装置与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述调节装置被配置的给所述媒体信号处理装置输入调节信息，所述媒体信号处理装置被配置的根据所述调节信息控制信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度。

进一步的，其还包括采集装置，所述采集装置与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述采集装置被配置的实时采集用户的生物特征信息，所述媒体信号处理装置被配置的根据所述生物特征信息控制信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度。

进一步的，其还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述图像采集装置被配置的实时采集所述显微镜镜体主光路中的图像信息，并输送至所述媒体信号处理装置。

进一步的，所述信息输入装置包括定位导航装置，所述定位导航装置安装在手术器械上，所述定位导航装置与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述定位导航装置被配置的实时采集所述手术器械的位置信息，并输送至所述媒体信号处理装置。

进一步的，所述信息输入装置包括根测仪，所述根测仪与所述媒体信号处理装置通讯连接，所述根测仪被配置的测量目标牙齿根管的长度信息，并输送至所述媒体信号处理装置。

进一步的，所述媒体信号处理装置为移动终端。

进一步的，所述媒体信号处理装置为具有触控屏的移动终端，通过触摸所述触控屏调节各信息数据在所述显示装置中显示的对应图像的开关、大小、位置或角度。

进一步的，其还包括终端支架，所述媒体信号处理装置通过所述终端支架设置在所述增强影像装置一侧或所述显微镜镜体一侧。

进一步的，所述终端支架上设置有供移动终端充电的无线充电模块。

进一步的，所述增强影像装置还包括分光镜组，所述分光镜组设置在所述外壳内，所述外壳的一侧设置有分光接口，所述分光镜组能够将所述显微镜镜体主光路中的部分光束或叠加影像的部分光束从所述分光接口内射出。

进一步的，所述媒体信号处理装置被配置的能够对从所述分光接口内射出的光束进行采集。

进一步的，所述媒体信号处理装置被配置的能够显示三维模型，所述三维模型的角度可调节、和/或所述三维模型的大小可调节、和/或所述三维模型的透明度可调节。

进一步的，所述媒体信号处理装置被配置的能够显示CBCT影像，所述CBCT影像的角度可调节、和/或所述CBCT影像的大小可调节、和/或所述CBCT影像的透明度可调节。

与现有技术相比，本申请的增强影像系统至少具有如下一个或多个有益效果：

本申请的增强影像系统，采用LCD、OLED、DLP等显示装置并配合分光棱镜，能够将显示装置内显示的图像信息叠加至显微镜的观察视野内，方便操作者对目标对象进行观察，同时还可以快速查看和手术相关的多种数据信息；相比较投影仪，LCD、OLED、DLP等显示器体积更小，显示的图像更清晰，功耗更小发热量也低；输入可以为HDMI信号，连接简单方便；结构小巧不占用空间；媒体信号处理装置可以是独立于显微镜的计算机，也可以是显微镜的一部分，还可以是触屏手机、平板电脑等带触控屏的移动终端；采用媒体信号处理装置可以将多路信号比如病人病例信息、口腔全息扫描图像、CT、CBCT图像或3D建模信息、根测仪等先预处理成一路信号，之后再输出至增强影像装置的显示装置内进行显示；媒体信号装置可以通过内置软件的方式，对输入的CBCT影像数据进行处理，重新建立目标牙齿的三维模型，并对该三维模型进行切片处理，同时牙齿的比如根管口和边缘轮廓等关键部位高亮显示，使在切片图像叠加在目镜视野区域时可以更清晰的观察到叠加信息；若采用触屏手机、平板电脑等带有触控屏的移动终端作为媒体信号处理装置，还可以方便操作者方便快捷的调控 CBCT影像以及目标牙齿的三维模型等信息数据，相比较传统的计算机控制影像相比，则不需要配备单独的助手来操控计算机，单人单手即可操作，避免了远距离操作的不便，大大提高了手术效率；同时还可以解决因计算机线束较多、屏幕较大等带来的空间占用问题，节省空间的同时，更便于显微镜以及显微镜支架横臂的移动，不会束缚操作者的操作空间以及阻碍显微镜移动到合适的观测位置；终端支架上可设置无线充电模块，可以随时给移动终端进行无线充电，从而有效解决长时间工作，移动终端电量不足等问题；其LCD、OLED、DLP等显示装置中的信息显示区与显微镜的观察视野相匹配，经媒体信号处理装置处理后的信息数据显示在信息显示区内，可以保证图像完整无切割的叠加到目镜视野区域中，防止显示在视野边缘而无法观察到完整的叠加信息；叠加在目镜视野区域中叠加信息的数量、大小、位置、方向、角度等均可以根据需要进行调整，以适应操作者不同的习惯需求；对叠加在目镜视野区域中叠加信息的调节可以通过手柄、鼠标键盘等直接进行调整，也可以通过采集用户语音、手势、脸部表情、眼球动作、脑神经电波、口型等生物特征信息来控制，使操作者无需接触技能完成操作，操作简单快捷；显示装置中显示的需要叠加信息之外的区域黑色显示，这样在双目镜筒光路观察中，不但可以观察到显微镜镜体主光路的图像也可以观察到显示装置中显示的图像，以做根管治疗为例，就可以把牙齿CBCT的切片图像和真实的显微镜镜体主光路图像进行标定后的叠加显示，这样加亮的牙髓孔影像可以叠加在真实的牙齿影像上，大大方便了医生的手术定位和降低了手术难度，提高手术精准性；配合定位导航装置，可实现对手术器械的实时定位，进一步提高手术精准；

附图说明

图1为本申请实施例一提供的增强影像系统的构成示意图；

图2为本申请实施例一提供的增强影像系统的光学原理示意图；

图3为本申请实施例一提供的增强影像装置的立体结构示意图；

图4为图3所示增强影像装置的俯视结构示意图；

图5为图3所示增强影像装置的后视结构示意图；

图6为本申请实施例一提供的增强影像装置的剖视结构示意图；

图7为本申请实施例一提供的叠加影像与显微镜视野的位置示意图；

图8为本申请实施例一提供的光学影像在显微镜视野内的位置示意图；

图9为本申请实施例一提供的牙髓孔影像叠加在真实牙齿影像上的示意图；

图10为本申请实施例一提供的光学影像大小和角度可调节示意图；

图11为本申请实施例一提供的用手柄调节多媒体窗口示意图；

图12为本申请实施例一提供的通过生物特征信息识别来调节显示区内显示图像的流程示意图；

图13为本申请实施例一提供的增强影像系统实现方法流程示意图；

图14为本申请实施例一提供的对CBCT影像数据进行解析的流程示意图；

图15和图16分别为本申请实施例二提供的增强影像系统的构成示意图；

图17和图18分别为本申请实施例二提供的操作者在操作带显微镜支架的手术显微镜时的位置状态示意图；

图19为本申请实施例二提供的操作者在操作根测仪时的位置状态示意图；

图20a至图20g分别为本申请实施例二提供的媒体信号处理装置中内置根测仪软件的界面示意图；

图21为本申请实施例二提供的媒体信号处理装置作为采集设备时的原理流程示意图；

图22a至图22c分别为本申请实施例二提供的媒体信号处理装置中内置三维模型软件显示不同角度目标牙齿时的界面示意图；

图23a至图23d分别为本申请实施例二提供的媒体信号处理装置中内置三维模型软件显示状态改变后目标牙齿不同角度时的界面示意图；

图24a至图24c分别为本申请实施例二提供的媒体信号处理装置中内置CPCT影像软件显示不同角度影像时的界面示意图；

图25为本申请实施例二提供的增强影像系统的流程示意图。

其中，1-显微镜镜体，2-增强影像装置，20-外壳，201-分光接口，202-壳体，203-背板，204- 电源插口，205-电源开关，21-显示装置，22-第一镜组，23-反射棱镜，24-光阑，241-光阑调节装置， 25-第二镜组，26-蓝光滤片，27-第一分光棱镜，28-第二分光棱镜，29-镜片座，3-双目镜筒，4-媒体信号处理装置，5-目镜视野区域，6-影像区域，61-光学影像，62-牙齿影像，63-牙髓孔影像，7-手柄， 71-确定键，72-取消键，73-多方向开关，74-+键，75--键，76-功能键，8-光学适配器，9-终端支架， 10-显微镜支架，11-根测仪。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

实施例一

本实施例提供一种增强影像系统，其包括媒体信号处理装置4、增强影像装置2、显微镜镜体1 和双目镜筒3，如图1和图2所示。所述增强影像装置2包括显示装置21和叠加镜组。所述显示装置21与所述媒体信号处理装置4通讯连接。所述叠加镜组设置在所述显微镜镜体1的主光路上。所述双目镜筒3设置在所述显微镜镜体1上。所述显示装置21被配置的接收所述媒体信号处理装置4 发出的信息数据，并将接收到的信息数据转化为光学影像61，所述显示装置21发出的光学影像61 通过所述叠加镜组叠加至所述显微镜镜体1的主光路中形成叠加影像，通过所述双目镜筒3能够观察所述叠加影像。操作者比如医生等在观察双目镜筒3时，不但可以看到显微镜主光路的诊察面图像，还能看到显示装置21叠加在主光路中的附加媒体信息，从而获取更多信息提高医生诊断或手术的效率，短缩手术时间。

所述媒体信号处理装置4可以完成多种媒体信号的处理，包括病人病例信息、口腔全息扫描图像、 CT、CBCT图像或3D建模信息、根测仪等多个需要注入的多媒体信号。而这些多媒体信号可以通过多个信息输入装置进行输入。所述信息输入装置分别与所述媒体信号处理装置4通讯连接。所述媒体信号处理装置4被配置的能够将若干个所述信息输入装置输入的信息数据转化为一个复合信息数据，并将复合信息数据发送至所述显示装置21。即如果叠加的媒体信号并非为一路信号时，所述媒体信号处理装置4对多路的信号做一个预处理，多路的信号在媒体信号处理设备的处理下，多路输入的媒体信号表达成一路视频输出信号，并通过视频信号输入到增强影像装置2的显示装置21，从而实现了多路信号的实时输入。

所述增强影像装置2具体包括显示装置21、第一镜组22、反射棱镜23、光阑24、第二镜组25、蓝光滤片26和第一分光棱镜27，如图3至图6所示。所述第一分光棱镜27即叠加镜组。所述显示装置21、第一镜组22、反射棱镜23、光阑24、第二镜组25、蓝光滤片26和第一分光棱镜27，均设置在外壳20内。进一步的，所述第一镜组22、反射棱镜23和第二镜组25分别通过镜片座29安装在所述外壳20内。所述显示装置21、第一镜组22和所述反射棱镜23依次设于同一光路，即图6 中所示的水平方向上的光路。所述反射棱镜23优选为直角棱镜。所述反射棱镜23、第二镜组25、蓝光滤片26和第一分光棱镜27依次设于同一光路，即图6中所示的竖直方向上的光路。所述显示装置21发出的光束穿过所述第一镜组22、之后经过所述直角棱镜全反射后转动九十度射向所述第二镜组25，之后穿过所述第二镜组25射入所述第一分光棱镜27。在具体实施时，所述第一分光棱镜27 是设置在显微镜的主光路内的，当所述显示装置21发出的光束射入所述第一分光棱镜27内将与显微镜的主光路叠加形成复合的光学图像，之后操作者通过显微镜目镜便可以观察到叠加有所述显示装置 21所显示内容的叠加图像。在所述第二镜组25和所述第一分光棱镜27之间设置蓝光滤片26，可以过滤掉420～480nm波段的蓝光，从而降低对操作者眼部的伤害。在所述反射棱镜23和所述第二镜组25之间设置光阑24，可以切断或导通光路，从而根据需要实现叠加影像的显示和关闭。具体的，在所述外壳20内设置一个光阑调节装置241，通过调节所述光阑调节装置241能够驱动所述光阑24 在遮蔽位置和打开位置间移动，其中，在所述光阑24位于遮蔽位置时，所述光阑24与所述反射棱镜 23和所述第二镜组25位于同一光路，所述光阑24遮蔽穿过所述反射棱镜23后射入所述第二镜组25的光束。所述光阑24的调节方式可以为水平切入，也可以是旋转切入，无论是哪种调节方式，只要是能够实现光阑24切入和切出光路的方式均在本申请的保护范围之内。

所述显示装置21可以为OLED显示器、或LCD显示器、或DLP显示器，又或其他显示器或显示屏。采用LCD、OLED、DLP等显示器显示要比微型投影仪体积更小，显示的图像更清晰，功耗更小随之发热量也低，输入可以为HDMI信号，连接简单方便，另外结构小巧不占用空间。由于双目镜筒3观察到的目镜视野区域5是一个完整的圆形，但是显示装置21比如LCD显示器大多是长方形的设备，一般LCD的显示尺寸比为16:9或4:3，经过光学镜头处理后的影像区域6叠加到圆形目镜视野区域5时候就会涉及到切割问题，如图7所示。为解决此问题，在所述显示装置21的影像区域6 内设置一个信息显示区，使得在所述显示装置21发出的光学影像61叠加在主光路上时，所述信息显示区与所述双目镜筒3的观察视野相匹配，经所述媒体信号处理装置4转化后所述复合信息数据对应的光学影像61显示在所述信息显示区内，这样就可以完整无切割的叠加到目镜视野区域5中，如图 8所示。如果显示在边缘，则目镜就无法看见。进一步的，所述显示装置21发出的光学影像61在所述复合信息数据对应光学影像61之外的区域为黑色。即在需要手术显微镜镜体1主光路和显示装置 21光路叠加时候，所要叠加的图像显示在信息显示区内，而对周边空白的地方做涂黑处理，这样在双目镜筒3光路观察中，不但可以观察到显微镜镜体1主光路的图像也可以观察到显示装置21内显示的图像。以做根管治疗为例，就可以把牙齿CBCT的切片图像和真实的显微镜镜体1主光路图像进行标定后的叠加显示，这样加亮的牙髓孔影像63可以叠加在真实的牙齿影像62上，如图9所示，大大方便了医生的手术定位和降低了手术难度，提高手术精准性。

各信息数据，即多路输入的媒体信号，可能是图片、或可操作并标记的二维或三维数据、或可直观观测数据如根测仪的动态信息，在信息显示区内可以以窗口的形式显现。而窗口的数量、大小、位置、角度等均是可以自由编辑的，以适应医生的不同使用习惯的需求。具体的可以通过调节装置实现。所述调节装置与所述媒体信号处理装置4通讯连接，所述调节装置被配置的给所述媒体信号处理装置 4输入调节信息，所述媒体信号处理装置4被配置的根据所述调节装置输入的调节信息控制各信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度等，之后再将各信息数据显示在有效的信息显示区内如图10所示。所述媒体信号处理装置4可以为独立于显微镜的计算机，如图1所示。也可以是和显微镜一体的处理设备。调整各信息数据显示的大小和位置等参数的时候，通过外置的计算机，则可以采用鼠标和键盘等作为调节装置来调整各信息数据的显示的开关、大小、位置和角度。当然，也可以通过内置于显微镜一体的处理设备，比如显微镜手柄7来控制各信息数据显示的开关、大小、位置和角度等。如图11所示，具体可以为按功能键76开关3秒后，系统切换到窗口编辑模式，用多方向开关73选择要编辑的窗口，按确定键71后可以选定其中一个窗口，再按功能键76，可以在窗口大小、位置、角度、开关功能之间选择，如果选定了窗口大小功能，按“+键74”窗口增大，按“-键75”窗口减小，再按下确定键71，确定窗口大小编辑结束。编辑过程中按下取消键72可以取消编辑。又或者可以通过识别用户的生物特征信息来实现，通过设置采集装置，所述采集装置与所述媒体信号处理装置4通讯连接。所述采集装置被配置的实时采集用户的生物特征信息，所述媒体信号处理装置4被配置的可以根据所述生物特征信息控制信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度。用户的生物特征信息可以是用户语音、手势、脸部表情、眼球动作、脑神经电波、口型等。这样操作者无需接触即可完成操作，操作简单快捷。具体控制流程如图12所示，先采集生物特征信息，之后判断信息是否有效，如果有效则检索对应生物特征信息库调出对应的执行命令并执行命令，如果无效则返回采集生物特征信息步骤。

在进一步的实施例中，在将目标牙齿CBCT的切片图像与目标牙齿真实影像叠加时，可通过设置图像采集装置实时采集所述显微镜镜体1主光路中的图像信息。所述图像采集装置与所述媒体信号处理装置4通讯连接。所述图像采集装置将实时采集所述显微镜镜体1主光路中的图像信息输送至所述媒体信号处理装置4。所述媒体信号处理装置4根据所述图像采集装置采集的图像信息，匹配与主光路图像信息中目标牙齿相匹配的横截面切图，并将横截面切图叠加在目标牙齿的真实图像上，大大方便了医生的手术定位难度，提高手术精准性。

在进一步的实施例中，所述信息输入装置可以包括定位导航装置。所述定位导航装置安装在手术器械上，手术器械比如手机(牙科用电钻)等。所述定位导航装置与所述媒体信号处理装置4通讯连接。在手术器械上设置定位导航装置可以实时采集手术器械的位置信息，并输送至所述媒体信号处理装置4。所述媒体信号处理装置4对目标牙齿的图像数据进行处理获得对目标牙齿操作的最佳路径，之后可选择的在所述显示装置21的信息显示区内显示所述手术器械的位置信息以及所述手术器械与最佳路径之间的相对位置信息。比如，可以在信息显示区域内窗口显示手机(牙科用电钻)的位置信息。又或在信息显示区域内窗口显示路径点与手机(牙科用电钻)间的位置图像信息，提示操作者手机(牙科用电钻)机头是否偏离路径点等。

在进一步的实施例中，所述信息输入装置可以包括根测仪11，所述根测仪11与所述媒体信号处理装置4通讯连接。所述根测仪11被配置的测量目标牙齿根管的长度信息，并输送至所述媒体信号处理装置4，所述媒体信号处理装置4对长度信息进行处理，之后可选择的在所述显示装置21的信息显示区内显示所述根测仪11所测根管的长度信息。

所述外壳20优选包括壳体202和背板203，在所述背板203上设置电源开关205和电源插口 204等元器件。所述电源插口204和所述电源开关205分别与所述显示装置21电连接，用于给所述显示装置21供电，以及控制其开启和关闭。

在进一步的实施中，所述外壳20的一侧设有分光接口201，并在所述外壳20内靠近所述分光接口201位置设置一个第二分光棱镜28，即分光镜组，如图6所示，可以将显微镜主光路中的部分光束或者所述显微镜内叠加图像的部分光束从所述分光接口201内射出。通过在所述分光接口201接上接数码相机或数码摄像机等仪器，则可以对显微镜内的图像进行记录。优选的，所述第一分光棱镜 27和所述第二分光棱镜28的分光比分别为1：9。

以上增强影像系统的实现方法主要包括如下步骤，流程步骤如图13所示：在媒体信号处理装置 4中导入目标对象的信息数据，所述媒体信号处理装置4对导入的信息数据进行解析处理，将处理后的信息数据发送至增强影像装置2的显示装置21，所述显示装置21接收信息数据，并将信息数据转化为光学影像61进行显示，所述显示装置21显示的光学影像61通过透镜光路射入显微镜镜体1主光路上的叠加镜组，所述显示装置21显示的光学影像61与所述主光路叠加形成叠加影像，之后射入双目镜筒3。

其中，所述信息数据比如病人CBCT影像图像(DICOM)，在所述媒体信号处理装置4中导入 CBCT影像数据后，所述媒体信号处理装置4对所述CBCT影像数据进行解析，获得目标对象口腔的三维图像，目标对象口腔的三维图像中重点信息高亮显示，生成四视图，并可选择的显示在所述显示装置21的信息显示区内，在四视图中任意一张视图上选择目标牙齿，所述媒体信号处理装置4生成所选择目标牙齿的三维图像和横截面切图，处理生成并管理横截面切片视图序列，管理界面交互，可选择的显示在所述显示装置21的信息显示区内。

所述信息数据还包括附加信息数据，比如根测仪数据等，在所述媒体信号处理装置4中导入附加信息数据后，所述媒体信号处理装置4对附件信息数据进行处理，可选择的显示在所述显示装置21 的信息显示区内。

所述媒体信号处理装置4在给所述显示装置21发送信息数据时，所述媒体信号先将所有的信息数据整合为一个复合信息数据，之后再发送至所述显示装置21进行显示，各信息数据在所述显示装置21中显示的对应图像的开关、大小、位置和角度可调节。最后输出叠加影像。

进一步的，所述媒体信号处理装置4对所述CBCT影像数据的解析步骤如下，流程步骤如图14 所示：获取所述CBCT影像数据所在文件夹路径；获取DICOM序列及序列信息，所述序列信息包括序列路径、切片数量和每一张图片；根据序列信息选择序列，并将序列添加到数据库中，输出序列路径；解析序列基本信息，并将解析的基本信息保存到序列卷数据结构体并输出序列体数据信息，数据控制线程接收序列体数据信息并控制影像显示及交互，四视图影像显示及交互时，在界面交互选择目标牙齿，将选择信息输入牙齿分割模块进行牙齿分割，再将分割后的牙齿三维图形输出给数据控制线程，同时数据控制线程不断维护影像显示及交互。

输出序列路径后还包括：解析序列基本信息，将解析的基本信息保存到序列切片信息库中并输出，实例管理模块接受解析后的基本信息输入，并添加解析后的基本信息到数据库。

四视图影像显示及交互时，在界面互交选择导出路径，将选择信息输入至路径控制模块保存并管理路径，同时数据控制线程不断维护影像显示及交互。

进一步的，设置图像采集装置实时采集所述显微镜镜体1主光路中的图像信息，并输送至所述媒体信号处理装置4，所述媒体信号处理装置4根据所述图像采集装置采集的图像信息，匹配与主光路图像信息中目标牙齿相匹配的横截面切图，并将横截面切图叠加在目标牙齿的图像上。

进一步的，在手术器械上设置定位导航装置实时采集手术器械的位置信息，并输送至所述媒体信号处理装置4，所述媒体信号处理装置4对目标牙齿的图像数据进行处理获得对目标牙齿操作的最佳路径，之后可选择的在所述显示装置21的信息显示区内显示所述手术器械的位置信息以及所述手术器械与最佳路径之间的相对位置信息。

实施例二

不同于实施例一的是，在本实施例中，所述媒体信号处理装置4为移动终端，优选为带有触控屏的触屏手机或平板电脑等，通过触摸所述触控屏可以调节各信息数据在所述显示装置21中显示的对应图像的开关、大小、位置或角度等。如图15和图16所示，图中示意性展示了所述媒体信号处理装置4的一种设置方式，即在所述分光接口201处外接一个光学适配器8，之后通过一终端支架9设置在所述光学适配器8上，并位于所述增强影像装置2一侧。所述光学适配器8的具体结构和工作原理以及终端支架9与光学适配器8之间的连接方式可参考本申请人之前申请的专利CN207253386U或 CN110651214B，在此不再赘述。这样，可以使得所述媒体信号处理装置4可以离操作者更近，如图 17至图19所示。图17和图18中示意性展示了操作者在操作带显微镜支架10的手术显微镜时的位置状态，采用移动终端作为媒体信号处理装置4，操作者可以更方便的对媒体信号处理装置4进行操作，不需要配备单独的助手来操控计算机，单人单手即可操作，避免了远距离操作的不便，大大提高了手术效率。图19中示意性展示了操作者在对患者进行牙齿根管测量时的位置状态，采用移动终端作为媒体信号处理装置4，操作者在使用根测仪11测量患者牙齿根管时，可以很方便的在所述媒体信号处理装置4内观察到根测仪11的数据参数信息。具体的，在所述媒体信号处理装置4中内置根测仪软件，通过将所述媒体信号处理装置4与所述根测仪11之间进行蓝牙等无线连接，即可通过在所述媒体信号处理装置4内操作软件来调取并显示出所述根测仪11的扭力、转速、治疗记录等信息，以及调节所述根测仪11的扭力和转速等，如图20a至图20g所示。

当然，所述媒体信号处理装置4也可以是通过终端支架9设置在任意距离操作者较近的位置，比如直接将终端支架9固定在所述显微镜镜体1上等。

所述媒体信号处理装置4与所述显示装置21之间既可以采用有线连接，也可以采用无线连接，比如蓝牙连接等等，无论是有线连接还是无线连接，采用移动终端作为媒体信号处理装置4均可以有效解决因计算机线束较多、屏幕较大等带来的空间占用问题，节省空间的同时，更便于显微镜主体1 以及显微镜支架10横臂的移动。同时，所述媒体信号处理装置4还可以作为采集设备，一般如触屏手机和平板电脑等移动终端都会自带摄像头，通过其自带摄像头可以对从所述分光接口201内射出的光束进行采集，获得显微镜内所观察到的影像。比如操作者可以在手术前先对显微镜主体1内所观察到的影像进行拍摄存储，而在手术中或者手术完成后，再通过所述媒体信号处理装置4调出之前所拍摄的影像信息，之后可选择的通过内置软件将影像信息数据传输至所述显示装置21进行显示，形成叠加影像，之后再通过目镜观察对比，主要流程如图21所示，这样操作者则可以更便捷的对手术前、中、后的影像进行对比分析。

进一步的，可以在所述媒体信号处理装置4中内置三维模型软件，使得在将目标牙齿的三维模型数据信息导入至所述媒体信号处理装置4内时，可以对三维模型数据进行处理，并在所述媒体信号处理装置4的触控屏上显示出目标牙齿的三维模型，如图22a至图22c以及图23a至图23d所示。通过触摸触控屏可以方便快捷的对显示的三维模型的角度、大小或透明度等进行调节。之后可选择的显示在所述显示装置21的信息显示区内，进而实现操作者可以灵活方便的调节叠加至所述显微镜镜体 1主光路中的三维模型影像，方便观察牙齿髓腔。

进一步的，还可以在所述媒体信号处理装置4中内置CBCT影像软件，使得在将CBCT影像数据导入至所述媒体信号处理装置4内时，可以对CBCT影像数据进行处理，并在所述媒体信号处理装置4的触控屏上显示出CBCT影像，如图24a至图24c所示，还可以在显示界面内显示位置、时间、图像尺寸、标尺等信息。通过触摸触控屏可以对显示的CBCT影像的角度、大小或透明度等进行调节，进而实现操作者可以灵活方便的调节叠加至所述显微镜镜体1主光路中的CBCT影像。

在进一步的实施例中，所述终端支架9上可以设置供移动终端充电的无线充电模块。所述无线充电模块可以与显微镜的电源进行连接实现供电，在选用所述媒体信号处理装置4时可以选择能够无线充电的触屏手机或者平板电脑等无线终端，这样即可实现随时给移动终端进行无线充电，从而有效解决长时间工作，移动终端电量不足等问题。

本实施例增强影像系统的实现方法主要包括如下步骤，流程步骤如图25所示：在媒体信号处理装置4中导入目标对象的信息数据，所述媒体信号处理装置4可以是触屏手机(iPhone或Android 手机)或平板电脑等其他移动终端。所述信息数据可以是CBCT影像数据、导航装置采集到的手术器械的位置信息数据、根测仪11或手术器械的实时数据、目标牙齿的三维模型数据以及其他媒体信号数据等。所述媒体信号处理装置4对导入的信息数据进行解析处理，将处理后的信息数据发送至增强影像装置2的显示装置21，所述显示装置21接收信息数据，并将信息数据转化为光学影像61进行显示，所述显示装置21显示的光学影像61通过透镜光路射入显微镜镜体1主光路上的叠加镜组，所述显示装置21显示的光学影像61与所述主光路叠加形成叠加影像，之后射入双目镜筒3。

与现有技术相比，本申请的增强影像系统及其实现方法至少具有如下一个或多个有益效果：

本申请的增强影像系统及其实现方法，采用LCD、OLED、DLP等显示装置并配合分光棱镜，能够将显示装置内显示的图像信息叠加至显微镜的观察视野内，方便操作者对目标对象进行观察，同时还可以快速查看和手术相关的多种数据信息；相比较投影仪，LCD、OLED、DLP等显示器体积更小，显示的图像更清晰，功耗更小发热量也低；输入可以为HDMI信号，连接简单方便；结构小巧不占用空间；媒体信号处理装置可以是独立于显微镜的计算机，也可以是显微镜的一部分，还可以是触屏手机、平板电脑等带触控屏的移动终端；采用媒体信号处理装置可以将多路信号比如病人病例信息、口腔全息扫描图像、CT、CBCT图像或3D建模信息、根测仪等先预处理成一路信号，之后再输出至增强影像装置2的显示装置内进行显示；媒体信号装置可以通过内置软件的方式，对输入的CBCT影像数据进行处理，重新建立目标牙齿的三维模型，并对该三维模型进行切片处理，同时牙齿的比如根管口和边缘轮廓等关键部位高亮显示，使在切片图像叠加在目镜视野区域时可以更清晰的观察到叠加信息；若采用触屏手机、平板电脑等带有触控屏的移动终端作为媒体信号处理装置，还可以方便操作者方便快捷的调控CBCT影像以及目标牙齿的三维模型，相比较传统的计算机控制影像相比，则不需要配备单独的助手来操控计算机，单人单手即可操作，避免了远距离操作的不便，大大提高了手术效率；同时还可以降低因计算机线束较多、屏幕较大等带来的空间占用，节省空间的同时，更便于显微镜以及显微镜支架横臂的移动，不会束缚操作者的操作空间以及阻碍显微镜移动到合适的观测位置；终端支架上可设置无线充电模块，可以随时给移动终端进行无线充电，从而有效解决长时间工作，移动终端电量不足等问题；其LCD、OLED、DLP等显示装置中的信息显示区与显微镜的观察视野相匹配，经媒体信号处理装置处理后的信息数据显示在信息显示区内，可以保证图像完整无切割的叠加到目镜视野区域中，防止显示在视野边缘而无法观察到完整的叠加信息；叠加在目镜视野区域中叠加信息的数量、大小、位置、方向、角度等均可以根据需要进行调整，以适应操作者不同的习惯需求；对叠加在目镜视野区域中叠加信息的调节可以通过手柄、鼠标键盘等直接进行调整，也可以通过采集用户语音、手势、脸部表情、眼球动作、脑神经电波、口型等生物特征信息来控制，使操作者无需接触技能完成操作，操作简单快捷；显示装置中显示的需要叠加信息之外的区域黑色显示，这样在双目镜筒3 光路观察中，不但可以观察到显微镜镜体主光路的图像也可以观察到显示装置中显示的图像，以做根管治疗为例，就可以把牙齿CBCT的切片图像和真实的显微镜镜体主光路图像进行标定后的叠加显示，这样加亮的牙髓孔影像可以叠加在真实的牙齿影像上，大大方便了医生的手术定位和降低了手术难度，提高手术精准性；配合定位导航装置，可实现对手术器械的实时定位，进一步提高手术精准。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种增强影像系统，其特征在于，其包括媒体信号处理装置(4)、增强影像装置(2)、显微镜镜体(1)和双目镜筒(3)，所述增强影像装置(2)包括外壳(20)、显示装置(21)和叠加镜组，所述显示装置(21)和所述叠加镜组均位于所述外壳(20)内，所述显示装置(21)与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述叠加镜组设置在所述显微镜镜体(1)的主光路上，所述双目镜筒(3)设置在所述显微镜镜体(1)上，所述显示装置(21)被配置的接收所述媒体信号处理装置(4)发出的信息数据，并将接收到的信息数据转化为光学影像，所述显示装置(21)发出的光学影像通过所述叠加镜组叠加至所述显微镜镜体(1)的主光路中形成叠加影像，通过所述双目镜筒(3)能够观察所述叠加影像。

2.根据权利要求1所述的增强影像系统，其特征在于，其包括若干个信息输入装置，所述信息输入装置分别与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述媒体信号处理装置(4)被配置的将若干个所述信息输入装置输入的信息数据转化为一个复合信息数据，并将复合信息数据发送至所述显示装置(21)。

3.根据权利要求2所述的增强影像系统，其特征在于，所述显示装置(21)包括信息显示区，所述信息显示区与所述双目镜筒(3)的观察视野相匹配，经所述媒体信号处理装置(4)转化后所述复合信息数据对应的光学影像显示在所述信息显示区内；

所述显示装置(21)为OLED显示器、或LCD显示器、或DLP显示器。

4.根据权利要求3所述的增强影像系统，其特征在于，所述显示装置(21)发出的光学影像在所述复合信息数据对应光学影像之外的区域为黑色。

5.根据权利要求3所述的增强影像系统，其特征在于，其还包括调节装置，所述调节装置与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述调节装置被配置的给所述媒体信号处理装置(4)输入调节信息，所述媒体信号处理装置(4)被配置的根据所述调节信息控制信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度。

6.根据权利要求3所述的增强影像系统，其特征在于，其还包括采集装置，所述采集装置与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述采集装置被配置的实时采集用户的生物特征信息，所述媒体信号处理装置(4)被配置的根据所述生物特征信息控制信息输入装置所输入的信息数据在信息显示区内显示图像的开关、大小、位置和角度。

7.根据权利要求1所述的增强影像系统，其特征在于，其还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述图像采集装置被配置的实时采集所述显微镜镜体(1)主光路中的图像信息，并输送至所述媒体信号处理装置(4)。

8.根据权利要求2所述的增强影像系统，其特征在于，所述信息输入装置包括定位导航装置，所述定位导航装置安装在手术器械上，所述定位导航装置与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述定位导航装置被配置的实时采集所述手术器械的位置信息，并输送至所述媒体信号处理装置(4)。

9.根据权利要求2所述的增强影像系统，其特征在于，所述信息输入装置包括根测仪(11)，所述根测仪(11)与所述媒体信号处理装置(4)通讯连接，所述根测仪(11)被配置的测量目标牙齿根管的长度信息，并输送至所述媒体信号处理装置(4)。

10.根据权利要求1所述的增强影像系统，其特征在于，所述媒体信号处理装置(4)为移动终端。

11.根据权利要求10所述的增强影像系统，其特征在于，所述媒体信号处理装置(4)为具有触控屏的移动终端，通过触摸所述触控屏调节各信息数据在所述显示装置(21)中显示的对应图像的开关、大小、位置或角度。

12.根据权利要求10所述的增强影像系统，其特征在于，其还包括终端支架(9)，所述媒体信号处理装置(4)通过所述终端支架(9)设置在所述增强影像装置(2)一侧或所述显微镜镜体(1)一侧。

13.根据权利要求12所述的增强影像系统，其特征在于，所述终端支架(9)上设置有供移动终端充电的无线充电模块。

14.根据权利要求1或12所述的增强影像系统，其特征在于，所述增强影像装置(2)还包括分光镜组，所述分光镜组设置在所述外壳(20)内，所述外壳(20)的一侧设置有分光接口(201)，所述分光镜组能够将所述显微镜镜体(1)主光路中的部分光束或叠加影像的部分光束从所述分光接口(201)内射出。

15.根据权利要求14所述的增强影像系统，其特征在于，所述媒体信号处理装置(4)被配置的能够对从所述分光接口(201)内射出的光束进行采集。

16.根据权利要求11所述的增强影像系统，其特征在于，所述媒体信号处理装置(4)被配置的能够显示三维模型，所述三维模型的角度可调节、和/或所述三维模型的大小可调节、和/或所述三维模型的透明度可调节。

17.根据权利要求11所述的增强影像系统，其特征在于，所述媒体信号处理装置(4)被配置的能够显示CBCT影像，所述CBCT影像的角度可调节、和/或所述CBCT影像的大小可调节、和/或所述CBCT影像的透明度可调节。

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