[发明专利]3D-VR双目立体视觉影像构建方法及内镜操作教学装置

说明书

本发明属于医学设备技术领域，具体公开了一种3D‑VR双目立体视觉影像构建方法及内镜操作教学装置，该方法通过设置两个内镜取像探头获取内镜检查三维原始图像信息；确定显示的三维原始图像信息；对显示的三维原始图像信息进行渲染和坐标变换，构建平行双目视觉的影像模型；基于平行双目视觉的影像模型，将视觉影像在3D‑VR显示设备显示；利用3D‑VR内镜操作平台操作内镜并在显示设备显示。采用本技术方案，构建影像模型并利用3D‑VR显示设备进行显示，既能增强学员的视觉接收能力，又能提高相应的医学诊疗教学效率。

技术领域

本发明属于医学设备技术领域，涉及一种3D-VR双目立体视觉影像构建方法及内镜操作教学装置。

背景技术

随着现代医学技术及医学教学技术的发展，内镜作为医生眼、手的延伸，已经达到了“无孔不入”的境界。通过内镜检查，能对下述疾病进行诊断：①作业于消化道(包括食管、胃、十二指肠、小肠和大肠)的炎症、溃疡、良性和恶性肿瘤鉴别于诊断；②腹腔脏器的良、恶性病变诊断。③消化道以及腹腔脏器的手术操作治疗(如：食管早癌病人行内镜下ESD术操作)。因此成为一门重要的内科医学教学学科。

内镜操作诊疗技术的教学，目前主要是依靠带教老师进行相应的内镜诊疗操作，学员在一旁观摩从而积累经验，达到一定的教学效果。然而，由于人眼看事物时是通过双目成像的原理来实现立体成像，信息科通过长期的科学调研及日常工作中发现，自2002年起至2018年期间，内镜诊疗相关设备的发展有所滞留，跟不上相关医疗行业发展的速度，对于内镜诊疗教学领域更是发展缓慢方法落后。

在国内外的内镜医疗以及教学作业过程中，完全是依靠普通的平面成像设备，由于平面显示器只能展示所谓的平面二维空间影像，即无法令眼部感受到事物的深浅、远近、以及角度等信息，这对学员扑捉内镜教学知识的准确性也造成了影响，与当前国家大力号召“精准医疗”这样的要求与之相违背，而学员们本身存在经验匮乏，很多知识也仅仅停留在理论层面上，因此，当带教老师出现误操作等情况，这将对学员造成很大程度的不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D-VR双目立体视觉影像构建方法及内镜操作教学装置，既能增强学员的视觉接收能力，又能提高相应的医学诊疗教学效率。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种3D-VR双目立体视觉影像构建方法，包括如下步骤：

设置两个内镜取像探头获取内镜检查三维原始图像信息；

确定显示的三维原始图像信息；

对显示的三维原始图像信息进行渲染和坐标变换，构建平行双目视觉的影像模型；

基于平行双目视觉的影像模型，将视觉影像在3D-VR显示设备显示；

利用3D-VR内镜操作平台操作内镜并在显示设备显示。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：利用两个内镜采集相应的图像信息，获取更加立体全面的图像信息，利于查看。通过3D-VR内镜操作平台和3D-VR显示设备，将图像信息显示使用者眼前，观看距离更近，图像更清晰，增强学员的视觉接收能力，利于医疗教学，提高相应的医学诊疗教学效率。

进一步，确定显示的三维原始图像信息的方法为：

获取三维原始图像，确定要显示的图像范围，所述图像范围包括内镜取像探头和内镜检测区域，且内镜取像探头在图像范围内不超过50％的面积。

获取适宜图像范围，利于使用。

进一步，对三维原始图像信息进行渲染的方法：

基于点对三维原始图像信息进行渲染，将点作为视频制作基元；

使用三个方向相互垂直的光源照射物体，记录每条光线上与物体模型交点上的法向量及颜色信息；