[发明专利]一种基于VR模型的医疗系统

说明书

本发明公开了一种基于VR模型的医疗系统，包括：医学影像单元、3D扫描成像单元、虚拟场景构建单元、虚拟现实成像单元以及数据储存单元，所述虚拟现实成像单元包括：VR成像单元、数据手套以及伪彩处理单元。本发明中的系统通过将影像数据转化为先进的临床诊断、治疗及评估资料的实用工具，直接给临床带来经济效益。基于VR模型的医疗系统适用于多交互控制、具有多种功能、浸没感较强。通过本发明的系统，可供远程影像会诊、远程教学演示、远程会议等场景的应用。

技术领域

本发明涉VR虚拟现实领域、智能医疗领域，特别涉及一种基于VR模型的医疗系统。

背景技术

VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学,人机交互技术,传感技术,人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。虚拟现实系统的特征：多感知性，是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉,听觉,力觉,触觉,运动等几种。浸没感，是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。交互性，是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。构想性，是强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

VR医疗构建虚拟的人体模型器官以及手术提高虚拟实境的真实感，借助于虚拟外设可以使人们更逼真的学习医疗知识以及治病救人的虚拟现实应用。VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器官结构，这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等)，虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物的研制等方面，VR技术都有十分重要的意义。外科医生在真正动手术之前，通过虚拟现实技术的帮助，能在显示器上重复地模拟手术，移动人体内的器官，寻找最佳手术方案并提高熟练度。在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生活状况，乃至新药研制等方面，虚拟现实技术都能发挥十分重要的作用。

中国医学设备协会秘书长李志荣表示：“大型中和医院在在日常诊疗和临床科研方面的常规设备配置齐全，采购CT设备倾向于中高端进口品牌，预计今后其设备需求以更新换代为主。”目前购买国外进口产品费用较高，相比较于绝大部分的普通医院采购能力较弱。

现有技术中的缺陷如下：

1)CT设备购买价格较高，无法根据需求进行更新换代，且无法适应中国医生的使用习惯；

2)医学影像的VR系统与CT产品的匹配程度较低；

3)VR系统功能不完善，浸没感以及交互感较差。