醫(yī)學影像全息ar顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療診斷和展示技術領域的一種醫(yī)學影像全息AR顯示技術系統(tǒng)，涉及到應用AR技術來展示醫(yī)學影像學診斷，它利用高智能的人機交互技術，利用攝像，傳感，實時計算和匹配技術，將真實的人體影像學環(huán)境和虛擬的人體解剖學結構和生理狀態(tài)實時地疊加到同一個畫面或空間而同時存在。醫(yī)生通過虛擬實現(xiàn)系統(tǒng)感受到在病人身體內部世界中所見到的逼真性，突破了空間、時間以及其它客觀限制，感受到在真實世界中無法親身經(jīng)歷的體驗。
【背景技術】
[0002]AR技術是國際上近些年發(fā)展起來的一種新技術。作為新型的人機接口和仿真工具，AR受到的關注日益廣泛，并且已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，顯示出了巨大的潛力。AR是充分發(fā)揮創(chuàng)造力的科學技術，為人類的智能擴展提供了強有力的手段，對生產(chǎn)方式和社會生活產(chǎn)生了巨大深遠的影響。隨著技術的不斷發(fā)展，其內容也勢必將不斷增加。而隨著輸入和輸出設備價格的不斷下降、視頻顯示質量的提高，以及功能很強大但易于使用的軟件的實用化，AR的應用必將日益增長。AR技術在人工智能、CAD、圖形仿真、虛擬通訊、遙感、娛樂、模擬訓練等許多領域帶來了革命性的變化。
[0003]總體來講，增強現(xiàn)實在中國處于起步階段，現(xiàn)在許多虛擬現(xiàn)實領域的企業(yè)已經(jīng)開始專注于“增強現(xiàn)實”的研發(fā)和應用。比如中視典數(shù)字科技研發(fā)的VRP12.0就集成了增強現(xiàn)實的功能。
[0004]2013年中國國際工業(yè)博覽會上，復旦大學數(shù)字醫(yī)學研究中心主任宋志堅教授及其團隊展出這一最新研發(fā)成果一一增強現(xiàn)實神經(jīng)導航系統(tǒng)。除此之外國內尚未見到AR技術在醫(yī)學影像學上診斷應用和展示。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種醫(yī)學影像AR顯示技術，可以全方位，對當前醫(yī)學影像(包括聲像)提供一個較為全面的AR顯示技術。使醫(yī)學診斷邁向一個新的形式和方向。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]—種醫(yī)學影像全息AR顯示技術系統(tǒng)，包括圖像識別裝置、動作捕捉裝置、人機交互界面和三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)，其特征在于:圖像識別裝置和動作捕捉裝置獲取人體的真實醫(yī)學影像，真實醫(yī)學影像經(jīng)數(shù)字化轉換后與三維虛擬人體模型疊加顯示到人機交互界面，人機交互界面是以交互性的計算機高級人機界面，醫(yī)療技術人員能夠通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)與醫(yī)學影像結合感受到現(xiàn)實病人體內器官、組織形態(tài)的客觀存在;所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)是將一個三維虛擬人體模型與人體真實醫(yī)學影像結合，通過計算機圖形可視化技術產(chǎn)生醫(yī)學影像中不存在的虛擬人體結構現(xiàn)象，通過計算機技術將真實醫(yī)學圖像準確的載入虛擬人體結構中，由人機交互界面的顯示設備將虛擬現(xiàn)象與真實環(huán)境融為一體，實現(xiàn)虛擬人體解剖結構和真實醫(yī)學影像的結合，醫(yī)生在人機交互界面感受虛擬空間中模擬的病理變化，判定病變部位對機體局部和整體的影響;所述圖像識別裝置和動作捕捉裝置為醫(yī)學X線、CT和MRI斷層影像，真實醫(yī)學影像實時載入計算機的虛擬人體解剖結構中，借助于計算機圖形和可視化技術，顯示出組織結構和疾病形態(tài)學效果，通過人機交互界面使醫(yī)生看到病變部位與周圍器官、組織的關系以及對相應組織、器官功能的影響;所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)可通過計算機的虛擬人體解剖結構，載入實時真實的超聲檢查的靜態(tài)和動態(tài)聲像圖，通過計算機處理不同質地、性質的聲像學結構和計算機圖形、可視化技術，展示器官、組織間的病理變化，使醫(yī)生了解病變的具體部位、性質和狀態(tài);所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)可通過計算機的虛擬人體解剖結構，載入實時真實組織/血管/腔體照影影像，通過計算機技術處理和可視化技術，展示真實組織/血管/腔體等內外的病情變化、以及對周圍組織、器官的影響;所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)可通過計算機的虛擬人體解剖結構和生理狀態(tài)，載入實時真實心電圖形變化，通過計算機技術處理和可視化技術展示，了解、直視、聆聽心臟搏動節(jié)律、聲音情況、健康和心肌缺血、梗死情況;所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)可通過計算機的虛擬人體解剖結構和生理狀態(tài)，載入實時真實病人呼吸聲像圖及相關的X線圖片/CT掃描圖像，通過計算機技術處理和可視化技術展示，增強出現(xiàn)雙肺呼吸運動狀態(tài)，呼吸正常/異常呼吸音，肺部組織病理變化和肺功能情況;所述的三維虛擬圖像疊加系統(tǒng)可通過計算機的虛擬人體解剖結構和神經(jīng)生理狀態(tài)，載入神經(jīng)誘發(fā)電位的體感、聽覺和視覺數(shù)據(jù)輸入，通過三維人體解剖學圖像展示神經(jīng)功能狀況;所述的真實醫(yī)學影像數(shù)據(jù)通過無線傳輸載入虛擬三維人體生理解剖圖像中，醫(yī)學影像數(shù)據(jù)在云計算的數(shù)據(jù)庫中運行。
[0008]本發(fā)明應用AR技術處理醫(yī)學影像，使虛擬技術增強了現(xiàn)實不可能看到、了解到的受時間、空間限制的客觀方面，重建解剖學模型它在醫(yī)學影像診斷方面有如下意義:
[0009]1、再現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)疾病對人生命和健康的影響:了解顱腦和外周神經(jīng)因外傷(所致的顱腦損傷等)或病變(血管梗阻/塞)對人體生理功能的影響或可能造成的影響。如:通過CT或MRI的數(shù)字攝影或腦血管照(顯)影成像，將病變部位、占位/缺損、積水/水腫、血管梗阻/狹窄等影像載入解剖學的虛擬顱腦相應位置，增強實現(xiàn)病變對周圍腦組織的影響，對其功能的損害;或因缺血/缺氧給腦組織/功能所造成的危害。
[0010]2、再現(xiàn)臟器占位性病變或缺損對健康和生命的影響:通過上述檢查成像，將腔體器官因疾病/創(chuàng)傷，造成相應部位占位性病變、組織缺損給機體和相應器官、組織造成的影響。比如:將超聲檢查的聲像圖所見的臟器內生長的腫瘤、各種性質的包塊、臟器因病變缺損、組織變化等圖像載入載入解剖學機體結構，增強實現(xiàn)病變對周圍器官、組織的影響，對其功能的損害(如肝臟腫瘤的超聲圖像增強實現(xiàn)，可清除地看到腫塊對周圍血管、膽道等管道的壓迫對機體的影響)；
[0011]3、再現(xiàn)臟器功能性運動病變情況及對機體和健康的影響:經(jīng)過超聲波檢查、心電圖、心肺聽診音異常聲響檢查，可將超聲聲像圖、心電圖、心肺聽診音聲像圖等載入載入解剖學機體結構，經(jīng)計算機處理，增強實現(xiàn)心臟各血管血流情況、心肌缺血、梗死情況，肺部呼吸頻率、異常呼吸音、病變情況;使醫(yī)生更加形象、客觀的了解病變和病變對機體的影響。
[0012]4、再現(xiàn)神經(jīng)功能損害及對機體和健康的影響:通過腦電圖、腦地形圖、神經(jīng)感覺誘發(fā)電位等人體神經(jīng)功能檢查，將其圖形或數(shù)字載入虛擬人體神經(jīng)生理解剖結構經(jīng)AR技術處理裝置，實現(xiàn)神經(jīng)生命活動再現(xiàn)?？墒贯t(yī)生加形象、客觀的了解病變和病變對機體的影響，對其進行功能性診斷。
【附圖說明】
[0013]圖1為醫(yī)學影像全息AR顯示系統(tǒng)原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體應用對本發(fā)明的內容做進一步的說明:
[0015]本發(fā)明是增強現(xiàn)實的應用是一個虛、實