[发明专利]医用头戴式眼动控制手术照明灯

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种医用头戴式眼动控制手术照明灯。

背景技术

医用头戴式手术照明灯用于医院门诊、口腔科、耳鼻喉科、普外科、眼科、整形外科和血管外科等各种检查和手术的场合，具有携带方便、定向照明效果优良等优点，为精细手术、深部手术提供了极大方便。

目前，国内外现有的医用头戴式手术照明灯，由交流变压器、发光源、反光镜、头带或头盔、电源线等部分组合而成。外观比较笨重，此装置在使用时受导线长度及设备体积、重量的约束、使医生活动和应用的场所受限，不适合大量的配置和广泛的普及。目前，市场上有产自德国里斯ri-focus医用手术头灯，它是世界首创的6VLED照明技术，色温可达6000K，有灵活转动的转轴可以360度调整并定位光源，但是价格昂贵达到1至2万元左右，不能够普及到各大小型医院。而且此种设备采用传统手动调节方式，一方面增加了不必要的手术时间；另一方面由于头灯的调节需要人工操作，会带来一定程度上细菌感染，降低手术的成功率。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种医用头戴式眼动控制手术照明灯，以至少解决现有的医用头戴式手术照明灯所存在的由于采用传统调节方式而导致手术时间较长、以及由于头灯的调节需要人工操作而带来一定程度细菌感染、降低手术成功率的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种医用头戴式眼动控制手术照明灯，头戴式眼动控制手术照明灯包括图像采集单元、图像处理和功能判定单元、外围设备控制单元、头部佩戴单元以及电源供电单元。其中，图像采集单元、图像处理和功能判定单元和外围设备控制单元安装在头部佩戴单元上；电源供电单元采用锂电池供电，锂电池提供给医用头戴式眼动控制手术照明灯的内部所有单元所需的电能；图像处理和功能判定单元包括图像处理模块和功能判定模块，外围设备控制单元包括电机驱动模块以及电机模块和LED照明模块；图像采集单元用于采集人眼部图像；图像处理模块用于对图像采集单元采集到的人眼部图像进行处理，并从人眼部图像中提取瞳孔中心坐标；功能判定模块用于基于瞳孔中心坐标确定当前视线方向，以根据该当前视线方向生成对应的驱动信号以驱动电机驱动模块调节LED照明模块的照明方向，使得LED照明模块的照明方向与该当前视线方向一致。

进一步地，图像采集单元采用CMOS摄像头；图像处理模块包括解码子模块、FIFO子模块和读取子模块；CMOS摄像头用于捕获人眼部图像以生成对应的BT656复合数字图像信号，以通过解码子模块对BT656复合数字图像信号进行解码，将解码子模块解码得到的有效数字信号缓存在FIFO子模块中，并通过读取子模块读取。

进一步地，图像处理模块2-1通过如下方式提取瞳孔中心坐标：对人眼部图像进行图像像素遍历以完成二值化处理，得到人眼部图像对应的二值化图像；根据二值化图像中的白点像素，确定瞳孔区域；根据二值化图像中的瞳孔区域及非瞳孔区域，计算瞳孔中心坐标。

进一步地，图像处理模块可以通过如下方式对人眼部图像进行图像像素遍历以完成二值化处理：针对人眼部图像中的每个像素，获得该像素的灰度值，判断该像素的灰度值是否大于预设阈值T，在该像素的灰度值大于预设阈值T的情况下输出黑点，在该像素的灰度值小于或等于预设阈值T的情况下输出白点。

进一步地，图像处理模块可以通过如下方式计算瞳孔中心坐标：获得二值化图像中的白点像素数量；获得二值化图像中所有白点像素的横坐标之和；获得二值化图像中所有白点像素的纵坐标之和；根据二值化图像中所有白点像素的横坐标之和与该行中的白点像素数量之比，获得通孔中心横坐标；根据二值化图像中所有白点像素的纵坐标之和与该行中的白点像素数量之比，获得通孔中心纵坐标。