一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示方法及装置与流程

本发明涉及ar视觉技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示方法及装置。

背景技术：

介入放射学是一门新兴的临床学科,发展迅速,作为微创医学的重要组成部分,其在x射线导向下对疾病进行诊断和定向、定位治疗。由于其疗效佳,创伤小,临床应用日益广泛,在手术室内c形臂的应用也越来越多。由于介入诊疗操作技术是医务人员在x射线监测下进行诊断和治疗的,这一特殊治疗方式,在进行检查和治疗的同时,医务人员也不可避免的要受到x射线照射。而目前对于核电站、信号基站等空间的辐射剂量仿真研究已经达到了一个很高的研究水平，结合传感器和仿真算法，对于特定空间内辐射场的分析已经相对成熟。但是目前对于仿真结果的显示，特别是叠加实际场景的显示技术应用仍然缺少，使得仿真结果仍然不能大规模地应用到实际场景中。

本发明对手术室现场数据进行处理，利用ar技术将手术室中辐射信息进行叠加虚拟呈现出来，使得医护人员更直观地了解到当前位置的辐射量以改变当前位置，从而降低医护人员在手术室中的受辐射量，更好地避免辐射伤害。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示方法及装置，以解决医护人员在手术室中无法实时观察手术室内辐射情况的技术问题，从而对手术室现场数据进行处理，利用ar技术将手术室中辐射信息进行叠加虚拟呈现出来，使得医护人员更直观地了解到当前位置的辐射量以改变当前位置，从而降低医护人员在手术室中的受辐射量，更好地避免辐射伤害。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示方法，包括：

获取手术室内环境信息数据，并进行仿真模拟出手术室内的辐射场；

将所述模拟出的手术室内辐射场数据传输到ar穿戴设备中，并进行叠加显示；

接收设置在手术室内的辐射测量传感器发送的检测数据，通过计算所述检测数据的值并将其传输到所述ar穿戴设备中进行叠加显示手术室内的辐射情况。

作为优选方案，所述手术室内环境信息数据，包括：手术室内空间位置信息、物体分布位置信息、手术类型、手术所需使用x射线的使用时间和照射强度。

作为优选方案，还包括：判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息。

作为优选方案，所述判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息，具体包括：

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，但低于设定的警报值时，进行显示预警，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示；

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，且高于设定的警报值时，显示警报信息并发出警报语音，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示。

作为优选方案，还包括：获取医护人员对手术过程中辐射超标处理的改进操作建议，并根据所述改进操作建议实时优化更改所述合适的停留位置。

本发明实施例还提供了一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示装置，包括：

仿真模块，用于获取手术室内环境信息数据，并进行仿真模拟出手术室内的辐射场；

显示模块，用于将所述模拟出的手术室内辐射场数据传输到ar穿戴设备中，并进行叠加显示；

计算模块，用于接收设置在手术室内的辐射测量传感器发送的检测数据，通过计算所述检测数据的值并将其传输到所述ar穿戴设备中进行叠加显示手术室内的辐射情况。

作为优选方案，所述手术室内环境信息数据，包括：手术室内空间位置信息、物体分布位置信息、手术类型、手术所需使用x射线的使用时间和照射强度。

作为优选方案，还包括警报模块，用于判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息。

作为优选方案，所述判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息，具体包括：

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，但低于设定的警报值时，进行显示预警，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示；

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，且高于设定的警报值时，显示警报信息并发出警报语音，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示。

作为优选方案，还包括优化模块，用于获取医护人员对手术过程中辐射超标处理的改进操作建议，并根据所述改进操作建议实时优化更改所述合适的停留位置。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明通过对手术室现场数据进行处理，利用ar技术将手术室中辐射信息进行叠加虚拟呈现出来，解决医护人员在手术室中无法实时观察手术室内辐射情况的技术问题，从而使得医护人员更直观地了解到当前位置的辐射量以改变当前位置，降低医护人员在手术室中的受辐射量，更好地避免辐射伤害。

附图说明

图1：为本发明实施例中的方法流程示意图；

图2：为本发明实施例中的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明优选实施例提供了一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示方法，包括：

s1，获取手术室内环境信息数据，并进行仿真模拟出手术室内的辐射场；

s2，将所述模拟出的手术室内辐射场数据传输到ar穿戴设备中，并进行叠加显示；

s3，接收设置在手术室内的辐射测量传感器发送的检测数据，通过计算所述检测数据的值并将其传输到所述ar穿戴设备中进行叠加显示手术室内的辐射情况。

在本实施例中，所述手术室内环境信息数据，包括：手术室内空间位置信息、物体分布位置信息、手术类型、手术所需使用x射线的使用时间和照射强度。

在本实施例中，还包括：s4，判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息。

在本实施例中，所述判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息，具体包括：

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，但低于设定的警报值时，进行显示预警，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示；

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，且高于设定的警报值时，显示警报信息并发出警报语音，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示。

在本实施例中，还包括：s5，获取医护人员对手术过程中辐射超标处理的改进操作建议，并根据所述改进操作建议实时优化更改所述合适的停留位置。

请参照图2，本发明实施例还提供了一种基于虚拟现实技术的手术室辐射剂量显示装置，包括：

仿真模块，用于获取手术室内环境信息数据，并进行仿真模拟出手术室内的辐射场；

显示模块，用于将所述模拟出的手术室内辐射场数据传输到ar穿戴设备中，并进行叠加显示；

计算模块，用于接收设置在手术室内的辐射测量传感器发送的检测数据，通过计算所述检测数据的值并将其传输到所述ar穿戴设备中进行叠加显示手术室内的辐射情况。

在本实施例中，所述手术室内环境信息数据，包括：手术室内空间位置信息、物体分布位置信息、手术类型、手术所需使用x射线的使用时间和照射强度。

在本实施例中，还包括警报模块，用于判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息。

在本实施例中，所述判断所述检测数据的值超过预设值时，发出警报信息，具体包括：

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，但低于设定的警报值时，进行显示预警，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示；

判断当所述检测数据的值高于设定的正常值时，且高于设定的警报值时，显示警报信息并发出警报语音，以提醒用户注意辐射变化，并根据预设规则给出建议的合适停留位置，在所述ar设备中给出导引指示。

在本实施例中，还包括优化模块，用于获取医护人员对手术过程中辐射超标处理的改进操作建议，并根据所述改进操作建议实时优化更改所述合适的停留位置。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

1、在介入式手术开始之前，根据手术室内空间和物体分布，手术类型，所需使用x射线使用时间、照射强度等信息，仿真模拟出理想的手术室内辐射场；

2、根据模拟结果，为医生等医护人员给出相应的操作位置和操作建议，记录到ar设备中，当时间、位置或者流程匹配到建议场景时，以提示医护人员相应的操作流程和建议；

3、设置合理的辐射测量传感器位置，用于在手术过程中实时矫正辐射场辐射量变化；

4、在手术过程中，医生佩戴便携式的ar眼镜设备，将预先仿真模拟的手术室内辐射场辐射信息叠加显示到眼镜中，同时，使用预先设置好的传感器，实时矫正手术室内位置信息，计算并更新到ar设备中；医护操作人员根据叠加显示的室内辐射场信息和操作建议，选择合理的操作流程、手段和位置；

5、当手术过程中，ar设备如果监测到佩戴者处于辐射场中辐射量高于设定的正常值时，但低于警报值时，给佩戴者显示预警，提醒佩戴者注意辐射变化，给出建议的合适停留位置，并在ar设备中给出导引指示；

6、当手术过程中，ar设备如果检测到佩戴者所处位置超出警报值时，显示警报信息(声音提醒也可，但是要设置为可关闭)，给出建议合适停留位置，并在ar设备中给出导引指示；

7、将ar设备中的手术过程全程录像，叠加实时辐射场信息，手术信息等记录，组织有经验的医生或医护人员、辐射专家等，根据记录的信息，分析手术过程中存在的辐射超标处理等问题，用于改进和优化手术流程，更新步骤2中特定场景的操作建议；

8、根据7中记录的信息，根据不同的手术类型和手术信息，对其他医护人员的手术操作和手术过程中的位置进行讲解和培训，达到更好地培训效果。

ar设备中的现场辐射数据是通过仿真算法计算的结果。

a.初始时，手术类型、手术室内空间分布、x线设备的辐射能量是已知的，根据现有技术，可以计算出理想情况下的辐射场强分布；

b.手术过程中，手术室内空间中设备、人员发生位置移动，不同设备、人员对场强的干扰模型可以通过实验得出。在模型中，更改相应的设备、人员位置信息，计算实时场强，同时，可以根据传感器探测到的空间内某些点的数据与仿真数据对比，进行误差修正，以达到更高的模拟仿真精度；

c.ar设备根据仿真模拟的空间场强数据，利用位置传感器(如果必要，还需添加室内定位装置、ar设备视频数据图像识别等技术作为辅助)对空间相应位置识别，并将拿回来的场强数据(包含空间位置信息)，叠加显示到相应的位置上。

本发明通过对手术室现场数据进行处理，利用ar技术将手术室中辐射信息进行叠加虚拟呈现出来，解决医护人员在手术室中无法实时观察手术室内辐射情况的技术问题，从而使得医护人员更直观地了解到当前位置的辐射量以改变当前位置，降低医护人员在手术室中的受辐射量，更好地避免辐射伤害。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。