本发明具体涉及医疗辅助技术领域，具体涉及一种基于虚拟现实技术的患者视角眼科手术模拟方法。
背景技术：
眼科手术市场目前以翼状胬肉和tprk屈光手术为主。
据2014年国家卫生部和教育部联合调查显示，我国人口近视发生率为33%，远超世界平均22%的近视率水平，全国近视眼人数已近4亿，并且每年的增速8%左右。其中，近视高发群体青少年的平均发病率更是高达50%至60%，目前国内的近视发生率在小学、初中、高中分别是25%、70%和85%。中国是目前世界上近视发病率最高的国家之一，近视眼人数世界第一。而随着近视度数加深，各种眼病的发生率将显著增加，像黄斑变性、视网膜脱离等，特别是高度近视更容易引起上述并发症，严重的甚至可能致盲。全国4亿近视人群中，有20%符合激光手术治疗的条件（年龄18-50岁，角膜条件符合），即目标人群数量约8000万。
申请人在既往prk手术过程中发现现有的prk手术过程有如下缺点：在患者配合欠佳，频繁转动眼球时，手术者松解角膜上皮时需助手辅助操作，如患者用力较大时渗漏的酒精可能会对眼表造成一定损害。在进行切削时患者频繁转动更会导致偏中心切削等严重后果。
据统计，翼状胬肉为常见的一种眼表疾病,其病因及病理遗传学机制不明。国内外文献关于翼状胬肉的流行病学研究显示患病率由0.3%到37.46%不等。翼状胬肉发病与地理位置、阳光及紫外线的照射、年龄、性别及经济条件、干眼症等相关。翼状胬肉目前已成为综合性医院眼科的常见病。
申请人在既往翼状胬肉手术过程中发现现有的翼状胬肉切除手术过程中有如下缺点，在患者配合欠佳，频繁转动眼球时，分离胬肉组织与正常角膜组织时容易划伤正常角膜基质层，缝合自体角膜缘干细胞结膜瓣时易导致缝合错位，覆盖不平整。
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实在医学方面主要应用有：
1.建立虚拟的人体模型，学生更加容易的了解人体内部各器官的构造；
2.学生可以在虚拟实验室里进行各种解剖和手术练习，不受标本、场地的限制，仿真程度很高，培训费用降低；
3.外科医生在手术前可以重复进行虚拟操作，提高熟练度，改善病人预后。
由于上述眼科手术患者的配合度对手术效果影响较大，基于患者视角的虚拟手术现实系统尚未出现，属于一个空白的地带，尚未被人触及。
对于只做局麻的眼科手术而言，患者的意识是清醒的，但患者的眼睛屈光系统或多或少已经收到了一些损害，与健康的人眼必然有所不同，所成的像也就有所偏差。再加上手术对人眼进行直接操作，患者对于术中的灯光、手术器械、术中患者眼球的变化等的视感也有所区别。
技术实现要素：
为了解决现有技术的缺陷及不足。本发明提供了一种基于虚拟现实技术的患者视角眼科手术模拟方法，提高患者的配合度以提高手术效果，加速手术过程。
本发明采用的技术解决方案是：一种基于虚拟现实技术的患者视角眼科手术模拟方法，包括以下步骤：
（1）器械准备：准备屈光手术的仪器设备、角膜翼状胬肉手术所需手术设备及虚拟现实拍摄的器械和vr制作软件；
（2）通过虚拟现实拍摄的器械拍摄模拟各种眼部病症的屈光手术操作，所述的屈光手术操作包括tprk角膜屈光手术、角膜翼状胬肉手术；
（3）模拟评估：将拍摄的虚拟现实影像经大量术后患者的体验验证和优化，最大程度逼近真实患者术中场景；
（4）通过vr制作软件将拍摄的虚拟现实影像经数字化处理后制作成vr手术模拟影像；
（5）将vr手术模拟影像经vr眼镜播放给手术患者用以模拟手术中的患者感受。
所述的步骤（2）中各种眼部病症包括屈光不正、屈光介质混浊、神经病变。
所述的步骤（2）中tprk角膜屈光手术的模拟方法为：在虚拟现实拍摄的器械的镜头前加一个硬性隐形眼镜用以模拟角膜，直接在tprk的手术机上对硬性隐形眼镜进行切削用于模拟被切削的角膜，选择切削度数为3.5d，切削范围为8mm，实施相应的手术操作，并通过镜头的转动模拟患者的眼球转动。
所述的步骤（2）中角膜翼状胬肉手术的模拟方法为：在虚拟现实拍摄的器械的镜头前加一个硬性隐形眼镜用以模拟角膜，并在硬性隐形眼镜的周边附着一部分兔子的结膜在视野以外以模拟被移植的植片，将事先切除的角膜上翼状胬肉使用α-氰基丙烯酸乙酯粘住前部的角膜附着部，将后部及中间部只粘连部分，进行手术操作，直接进行拍摄，并通过镜头的转动模拟患者的眼球转动。
所述的屈光不正通过调节摄像机的焦距来模拟。
所述的屈光介质混浊通过在镜头前加设一个白色模糊滤镜来模拟。
所述的神经病变通过遮挡周边视野来模拟。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于虚拟现实技术的患者视角眼科手术模拟方法，通过模拟眼科手术中患者视角对tprk角膜屈光手术、角膜翼状胬肉手术的感受，让患者在术前熟悉手术流程以及手术中感官体验，帮助患者更好进行术中的配合，使手术过程更加顺利，消除患者紧张感，提高患者的术中体验，提高患者的术后满意度，从医生角度，患者的了解和熟悉可以减轻手术的难度，填补了虚拟现实在医学方面基于患者角度的空白。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
实施例1：
tprk角膜屈光手术为例：
市场调查
查找tprk角膜屈光手术和虚拟现实相关的文献,了解手术的流程和患者所需要的准备，熟悉虚拟现实的拍摄方法和制作方法；
在医院进行实况调查，了解患者的确实需求和医生术中要求患者配合的内容。
器械准备
1.熟悉屈光手术的仪器设备，工作原理；
2.准备拍摄的器械，虚拟现实系统；
3.寻找各种模拟角膜切削的材料；
4.准备vr软件，vr硬件设备的设置。
视频摄制
1.用硬性隐形眼镜代替角膜了解视频的大致情况，确立初步、大致影像基础；
2.应用硬性隐形眼镜代替角膜介质拍摄视频，摄制不同影像的视频.使用切削能量为3.5d对硬镜进行切割模拟角膜的模糊感，切削直径范围为8mm，使用后期焦距的改变模拟角膜屈光度的实际改变。
3.在后期进行各个屈光度的模拟，方便设计各个屈光度的不同视频。
模拟评估
1.将摄制的视频播放给已做手术的患者观看；
2.统计多个屈光度、多个患者综合意见，挑选相对最佳的视频。
3.重复上述步骤，尽可能找出最佳、最符合实际的视频。
软件制作
结合虚拟现实技术，数字化处理后再给予术后的患者，结合患者的反馈进一步修改，更加接近真实的手术场景。
以角膜翼状胬肉为例：
市场调查
1.查找翼状胬肉和虚拟现实相关的文献,了解手术的流程和患者所需要的准备，熟悉虚拟现实的拍摄方法和制作方法；
2.在医院进行实况调查，了解患者的确实需求和医生术中要求患者配合的内容。
器械准备
1.熟悉翼状胬肉切除手术仪器设备，工作原理；
2.准备拍摄的器械，虚拟现实系统；
3.选择硬性隐形眼镜并在周边附着一部分兔子的结膜在视野以外以模拟被移植的植片，将事先切除的角膜上翼状胬肉使用502粘住前部的角膜附着部，将后部及中间部只粘连部分，直接进行拍摄，并通过镜头的转动模拟患者的眼球转动；
4.准备vr软件，vr硬件设备的设置。
视频摄制
模拟评估
1.将摄制的视频播放给已做手术的患者观看；
2.统计多个患者综合意见，挑选相对最佳的视频。
3.重复上述步骤，尽可能找出最佳、最符合实际的视频。
软件制作
结合虚拟现实技术，数字化处理后再给予术后的患者，结合患者的反馈进一步修改，更加接近真实的手术场景。
对于只做局麻的眼科手术而言，患者的意识是清醒的，但患者的眼睛屈光系统或多或少已经收到了一些损害，与健康的人眼必然有所不同，所成的像也就有所偏差。再加上手术对人眼进行直接操作，患者对于术中的灯光、手术器械、术中患者眼球的变化等的视感也有所区别。下面对这些拍摄介质进行说明：
人眼的屈光不正可以通过调节摄像机的焦距来模拟，屈光介质混浊如白内障可以通过在镜头前加设一个白色模糊滤镜来模拟，视神经病变如青光眼可以通过遮挡周边视野来模拟，等等。tprk基质切除后的模糊感即散光使用将硬性隐形眼镜放置在录像机上并切削硬镜从而模拟被切削的角膜。
本发明的优点：
1.首次从患者角度对手术过程进行训练，眼科手术不需要全麻，患者意识清晰，配合度对于患者术后影响较大；
2.在摄像机前段建立人眼模型，准确模拟患者手术所见，患者可以形象、深刻了解手术过程；
3.将医疗技术与虚拟现实技术深度融合，通过互联网进行传播；
4.应用面广，后续在临床上大部分眼科手术中都可以拓展和延伸；
5.虚拟现实技术增加患者沉浸感，发挥主观能动作用，通过虚拟现实对患者进行术中配合训练；
6.可由患者自主选择、体验手术，增强医患之间的交流和理解，有利于缓和医患关系，提升患者对医生手术过程中的配合度，消除了医生由于患者的不配合而产生的手术额外难度。
7.本发明填补了虚拟现实在医学方面基于患者角度的空白，在虚拟现实中患者与医生的相互配合下，手术更加顺利，患者的感官体验更加优化，术后的效果更佳，并发症减少。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。