一种疾病可视化展示系统的制作方法

本发明是涉及一种展示系统，具体地说是涉及一种基于虚拟现实技术的疾病可视化展示系统。

背景技术：

虚拟现实技术是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过视、听、触觉等作用于使用者，使之产生身临其境的交互视景的仿真。它综合了计算机图形、图像处理与模式识别，智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学，是现代仿真技术的进一步发展和应用。使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，产生身临其境的感觉和体验，使人机交互更加自然和谐。虚拟现实在医疗领域的应用主要有：虚拟手术，数字医院，医学模拟演示，实训模拟演示,实训教学演示,医院虚拟仿真系统，虚拟医学仿真，虚拟现实技术在医学手术仿真训练等。

在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、hmd（头戴式显示器）、感觉手套，医学人员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。当病人确诊后，将对应疾病的症状建立虚拟的模型，借助于hmd及感觉手套，使用者可以对从各个角度虚拟的疾病的症状进行观察，甚至能针对疾病事先模拟手术。由于虚拟手术系统可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境，力反馈绘制算法能够制造很好的临场感，所以训练过程与真实情况几乎一致，尤其是能够获得在实际手术中的手感。用ct和mri人体扫描获取的病人患病部位的影像构筑3d人体模型，ct与mri是两种截然不同的检查方法。mri中文为磁共振成像。mri是把人体放置在一个强大的磁场中，通过射频脉冲激发人体内氢质子，发生核磁共振，然后接受质子发出的核磁共振信号，经过梯度场三个方向的定位，再经过计算机的运算，构成各方位的图像。ct由于x线球管和探测器是环绕人体某一部位旋转，所以只能做人体横断面的扫描成像，而mri可做横断、矢状、冠状和任意切面的成像，mri由不同的扫描序列可形成各种图像。通过ct和mri人体扫描获取的3d信息营造出一种虚拟体验，具备颜色、质地、光感，医生带上vr眼镜后，带上感觉手套，手套通过力觉反馈技术，对手指的模拟动作以及触感进行真实的还原，即可对某个患有疾病的器官进行针对性观察。

技术实现要素：

本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种疾病可视化展示系统，此系统是借助虚拟现实技术，通过ct和mri人体扫描获取病人患病部位的立体影像，构筑并展示3d模型，从而帮助医务人员进行精确手术实验。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明一种疾病可视化展示系统，由以下几部分组成：3d影像手术箱1、全息投影仪2、紫外线杀菌器3、手术操作孔4、磁力感应传感器5、mri扫描仪6、磁力调整器7、hmd头戴式显示器8、辅助显示器9、疾病数据库10。

本发明通过虚拟现实技术可以让医生头戴hmd显示器8进行手术模拟，并使用配套手术设备，这样不仅可以让未做过实验的医生对手术进一步了解，而且可以免除对活体生物的解剖实验，让生物平等，还可以通过虚拟现实进行远程协助手术，操作手术。

为实现上述可视化展示模拟过程，需要进行以下步骤：

首先，让患者站在3d影像手术箱1前，mri扫描仪6将扫描录入患者特征信息，辅助显示器9内置储存器并连接疾病数据库10，可以将mri扫描仪扫描的信息录入疾病数据库。

其次，根据辅助显示器9的病患信息，专业医生分析提出治疗的初步方案，外科医生可佩戴hmd显示器8，此时通过全息投影仪2让患者体内患病部分呈现给专业医生，360度的投影比原来的2d平面x光更能反映患者的体内状况，得以研究更加精准的手术方案。

最后，外科医生采用配套的手术设备（感应手套和现代手术工具），通过手术操作孔4进入3d影像手术箱内进行手术实验，在手术实验过程中，通过磁力感应传感器5和磁力调整器7对器官的切割的轻重，力度大小进行模拟，手术数据传回给辅助显示屏，专业医生分析数据后，可以在紫外线杀菌器3创造的无菌环境下进行真实手术。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的疾病可视化展示系统可以通过结合合计算机图形技术，传感器技术，多媒体技术输出仿真场景，再通过全息技术投影出来，本发明为实习医生进行手术培训或专业医生进行手术预演提供了很好的方法，为医生熟悉手术提供了极大便利，为手术的成功提供了有力的保障，能在一定程度上推动现代医学技术的发展。

附图说明

图1是本发明一种疾病可视化展示系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1所示一种疾病可视化展示系统，由3d影像手术箱1、全息投影仪2、紫外线杀菌器3、手术操作孔4、磁力感应传感器5、mri扫描仪6、磁力调整器7、hmd头戴式显示器8、辅助显示器9、疾病数据库10组成。

所述3d影像手术箱1由碳纤维材料组成，内置全息投影仪2、紫外线杀菌器3、磁力感应器5和磁力调整器7；外接mri扫描仪6，hmd头戴式显示器8、辅助显示器9、疾病数据库10；内置全息投影仪2在拍摄过程中利用干涉原理记录物体光波信息，成像过程中利用衍射原理再现物体光波信息，从而能够现物体真实的三维图像，因此专业医生通过佩戴hmd显示器可以看到患者病变处的3d立体影像，当患者站在3d影像手术像前，mri扫描仪可以扫描获取的病人患病部位的影像构筑3d人体模型特征，然后把3d人体模型特征信息传递给辅助显示屏，在辅助显示屏中分析处理患者病变信息，对比疾病数据库后，专业医生可以借助现有的医疗工具，佩戴感觉手套，在经过

紫外线杀菌器灭菌的环境下，进行手术实验，磁力感应器和磁力调整器会在手术过程中感应并调节模拟手术下的阻力大小，让医生实施手术的过程更加便捷有效。

因此，在临床诊断中，通过虚拟现实技术能全方位观察患者体内状况从而研究最佳方案；在远程手术中，通过机器手术无菌伤口不易感染；在远距离手术时，医生也不必亲临现场。

本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
本发明一种适用于一种疾病可视化展示系统，包括：3D影像手术箱（1）、全息投影仪（2）、紫外线杀菌器（3）、手术操作孔（4）、磁力感应传感器（5）、MRI扫描仪（6）、磁力调整器（7）、HMD头戴式显示器（8）、辅助显示器（9）、疾病数据库（10）。当病患站在3D影像手术箱前，MRI扫描仪将扫描到的患者病变信息传递给辅助显示器和疾病数据库，分析对比数据后，专业医生佩戴HMD头戴式显示器（8），使用感应手套和现代手术设备，可在3D影像手术箱（1）中进行虚拟现实手术，手术中由紫外线灭菌器（3）灭菌，保证手术过程中没有细菌干扰，此外磁力感应传感器（5）和磁力调整器（7）在手术过程中可减少阻力。

技术研发人员：娄保东
受保护的技术使用者：南京乐朋电子科技有限公司
技术研发日：2017.08.27
技术公布日：2019.03.05