一种手术导航图像识别装置的制作方法

本实用新型涉及图像处理装置，更确切地说是一种手术导航图像识别装置。

背景技术：

医疗健康这个行业中，传统设备的简陋、资源的匮乏、医疗水平地域性差距、专业人才的欠缺等都是造成目前困顿的局面，也是促进新技术应用的双面盾。

传统手术中导航与术中监护、介入治疗是在手术过程中进行荧光透视法、超声、MRI下，在图像的引导下进行定位。

这导致了治疗过程完全依赖于医师的经验与技巧，造成了手术效果的不稳定性。同时，由于荧光透视法和MRI等技术，依赖或部分依赖于X射线照射，图像引导的过程中产生大量放射，对医师与病患均会造成不同程度的二次伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种手术导航图像识别装置，其可以解决现有技术中的上述缺点。

本实用新型采用以下技术方案：

一种手术导航图像识别装置，它包括滤波电路、A/D和D/A转换电路、调制解调电路、编解码器、存储器、中央处理器、显示屏、3D光学组件及驱动电路，所述滤波电路连接到所述A/D和D/A转换电路，所述A/D和D/A转换电路连接到所述调制解调电路，所述调制解调电路连接到编解码器，所述编解码器连接到所述中央处理器，所述中央处理器分别与所述存储器和所述显示屏连接，所述显示屏连接到3D光学组件，所述3D光学组件连接到所述驱动电路。

所述驱动电路包括光阀驱动控制电路和光阀驱动电路，光阀驱动控制电路包括一FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。),且所述光阀驱动电路包括若干驱动子模块，所述显示屏为液晶显示屏,所述驱动子模块与液晶显示屏中的液晶光阀一一对应，且任意一驱动子模块单独驱动各自对应的液晶光阀。

所述驱动子模块包括两个光电耦合器、两个半桥驱动器、与非门、NMOS管1(英文全称为：N-Metal-Oxide-Semiconductor。意思为N型金属-氧化物-半导体，而拥有这种结构的晶体管我们也称之为NMOS晶体管)、NMOS管2、NMOS管3和NMOS管4，所述NMOS管1和所述NMOS管3一端分别与电源连接，所述NMOS管1和所述NMOS管3的另一端分别连接NMOS管2和NMOS管4接地，NMOS管2和NMOS管4的另一端接地，液晶光阀两端分别连接于NMOS管1和NMOS管2之间以及NMOS管3和NMOS管4之间。

所述FPGA的型号为EP1C3T144C88。

所述半桥驱动器同时驱动半桥臂上下两个MOS管，且半桥驱动器为IR2104。

本实用新型的优点是：所述光学式头戴显示器接受三维空间的坐标数据和虚拟模型后，通过图像生成装置生成图像进行空间定位，然后通过增强现实技术将虚拟模型与病人身体部位融合，映射在其显示屏上，辅助进行手术导航。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的驱动电路的电路图。

图3是图2中的半桥驱动器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，本实用新型手术导航图像识别装置，它包括滤波电路12、A/D和D/A转换电路13、调制解调电路14、编解码器15、存储器16、中央处理器17、显示屏19、3D光学组件20及驱动电路21，所述滤波电路12连接到所述A/D和D/A转换电路13，所述A/D和D/A转换电路13连接到所述调制解调电路14，所述调制解调电路14连接到编解码器15，所述编解码器15连接到所述中央处理器17，所述中央处理器17分别与所述存储器16和所述显示屏19连接，所述显示屏19连接到3D光学组件20，所述3D光学组件20连接到所述驱动电路21。

存储器16为SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指内存工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写)；编解码器15为PCM编解码器(脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM))。

在接收信号的过程中，经过滤波电路12保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，然后利用A/D和D/A转换电路13将模拟量转换为相应的数字量进行传输，再通过调制解调电路14去除噪声，获得有用的信号，信号再经编解码器15解码后送入中央处理器17进行处理，外围存储部分使用存储器16。由于3D信息的数据量很大，所以同时使用存储器16对实时传输的数据进行存储。经中央处理器17处理的文字、图像和视频信息显示到显示屏19。显示屏19上使用前置型3D光学元件20，通过驱动电路21驱动3D光学元件20可裸眼观看到3D图像和视频信息。利用对驱动电路21的控制可实现裸眼3D和2D显示之间的转换。

驱动电路21可以很好的实现显示屏19的驱动,同时消除了闪烁的现象，所述光学式头戴显示器接受三维空间的坐标数据和虚拟模型后，通过图像生成装置生成图像进行空间定位，然后通过增强现实技术将虚拟模型与病人身体部位融合，映射在其显示屏19上，辅助进行手术导航。

本实用新型的驱动电路是由光阀驱动控制模块和光阀驱动模块构成，驱动控制模块的核心是现场可编程门阵列(FPGA),该模块为光阀驱动控制和温控所共有,与光阀驱动模块通过柔性扁平电缆(FFC)相连。光阀驱动模块是由二十个相同的子模块并联而成,每个小模块可以单独驱动一层液晶光阀。二十个子模块共用一个高压和地,本质上是二十个H桥并联。所述子模块包括两个光电耦合器、两个半桥驱动器、一个与非门、NMOS管1、NMOS管2、NMOS管3、NMOS管4，NMOS管1和NMOS管3一端与电源连接，NMOS管1和NMOS管3的另一端分别连接NMOS管2和NMOS管4接地，NMOS管2和NMOS管4的另一端接地，一液晶屏两端分别连接于NMOS管1和NMOS管2之间以及NMOS管3和NMOS管4之间。

FPGA的型号为EP1C3T144C88。所述半桥驱动器同时驱动半桥臂上下两个MOS管，且半桥驱动器为IR2104。只有SD为高时HO和LO输出才与IN有关:HO与IN相同,LO与IN反相。液晶光阀正向充电时,此时Q1和Q4闭合,Q2和Q3打开；为液晶光阀正向放电时,此时Q1由闭合变打开,同时Q2由打开变闭合,液晶光阀两端接地,对地放电；光阀反向充电时,此时Q2和Q3闭合,Q1和Q4打开；反向放电过程时,此时Q3由闭合变打开,同时Q4由打开变闭合,液晶光阀两端接地,对地放电。与非门的作用是为了防止Q1、Q3同时打开对液晶光阀造成损坏,通过对IN1和IN2信号进行与非操作,并将结果输出给SD；当IN1和IN2都为高时SD两端为低,Q1-Q4全部打开,使电路更加的安全可靠。

在发送信号的过程中，需要发送的信息通过中央处理器17到编解码器15进行编码后进入A/D和D/A转换电路13将数字量转换为相应的模拟量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。